变配电所仪表校验安全可靠性探讨

摘 要：文章针对变电所、配电所电气测量仪表校验工作一般在一次设备不停电情况下进行，既要防止操作人员误碰带电设备，又要防止造成流互二次开路和压互二次短路，在人身和设备安全方面都存在安全隐患。提出使用一种安装式仪表端子接线装置，在仪表校驗时不需要短封流互二次端子和打开仪表接线，只需要拔下仪表接线端子插头部分，可自动短封流互二次回路，并能够防止压互二次短路，直接对仪表进行校验，消除安全风险，提高作业效率。

关键词：变配电；仪表；校验；可靠性

1 概述

近年来，重载铁路、高速铁路发展迅速，特别是大秦铁路线，年运量已经超过了4.5亿吨。随着运量的增加和机车运行速度的提高，对供电设备的运行质量要求也越来越高。近年来，通过技术改进，供电设备自动化程度也越来越高。变电所、配电所二次设备由原来的电磁型、模拟型，过渡到现在的集成化、微机化。目前大多数变配电所已经实现了微机保护、综合自动化功能，保护测控装置已经集成了大多数电气仪表的功能，但是部分高压柜、测控盘、交流屏、直流屏上仍然使用着为数不少的电压表、电流表、功率表等测量、计量仪表，值班人员通过这些仪表指示来监测运行电流、电压及功率等参量，从而监视设备运行状态及负荷变化情况。仪表状态的好坏，直接影响到测量与监视的结果。因此，必须按规定周期进行仪表检查校验。每个变配电所都有多块仪表，周期性仪表校验和检修任务比较繁重，如何保证仪表校验的准确性，以及在仪表校验工作中的人身安全和设备安全，是在仪表校验工作中应该解决的主要课题。

2 变配电所电气测量仪表

铁路变配电所电气测量仪表要符合电力系统和电力设备运行监督要求，符合《牵引变电所运行检修规程》和《铁路电力管理规则》要求，符合仪表本身的安装地点、温度、湿度、安装方法和使用功能的要求，力求技术先进、经济合理、准确、可靠、监控方便。

2.1 变配电所二次回路

变配电所计量和测量仪表安装在所内二次回路中，通过对一次设备的监测，来反映一次设备工作状态，并控制一次设备的投入和切除等工作运行状态。二次回路由控制回路、保护回路、信号回路、测量回路、监察回路等组成。二次回路设备由监视用表计、测量用表计、控制开关、自动保护装置、信号指示设备、控制电缆等组成。仪表是测量回路中的主要设备。

盘柜上的仪表通过二次接线和端子排与其它设备相连接，实现必要的功能。端子排也是变配电所二次回路不可缺少的重要部件。是测控盘柜内与盘柜外二次回路设备连接，以及同一盘柜上各个安装单位设备之间连接必须经过的环节。

2.2 电气测量仪表准确度

目前铁路变电所、配电所使用的电气计量、测量仪表，其准确度分七个等级，分别为0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.5级、5.0级。按防御外界磁场或电场的能力可分为一等、二等、三等、四等，其中防御能力最强的是一等。根据电气测量仪表检验规程的规定，仪表盘上每一分格可以用1、2、5、10的倍数来代表，这样比较容易读取，同一表盘每一分格代表的数值是相等的。一般的电气仪表，表盘上刻度部分都标有一个黑点，用这个黑点将刻度分为正常工作区域和无效工作区域。工作区域是黑点标记以上的刻度，这部分的准确度等级是符合仪表精确度要求的，在仪表工作时指针指在工作区域，这时仪表的测量误差是满足要求的。如果变配电所仪表选用不合适，仪表指针经常指示在黑点以下的部分，则测量数值不能满足精确度的要求，应该更换更合适的仪表。

2.3 电气测量仪表主要功能

变配电所电气仪表是保证铁路供电设备安全经济运行的重要组成部件之一，是变配电所日常对设备运行情况监测掌握的重要依据。通过仪表指示，能够掌握设备运行参数值和用电负荷情况，是对设备运行情况进行科学分析的数据来源之一。铁路变配电所常用的仪表有：直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表、有功功率表、无功功率表、有功电度表、无功电度表等。

变配电所仪表除了用来监测运行数据，还用来判断故障情况。比如我们经常通过观察配电所电压表指示值，来判断铁路10kV电力线路的故障类型。配电所10kV母线三相相电压表指示，正常情况下ABC三相相电压均为6kV左右，如果电压表指示出现二相电压升高、一相降低，则说明10kV电力线路中有一相对地绝缘下降，即出现单相接地故障。若二相电压升高到接近10kV、一相降低到接近于0kV，则说明电力线路出现单相金属性接地。两端互供的10kV电力自闭和贯通线路，可通过备供端配电所的电压监测来判断线路是否发生断线故障，如果在被供端测量的10kV三相线电压中，一相正常二相降低50%，可以判断为电力线路发生断线故障。通过仪表测量值判断出故障类型，可方便有效地指挥故障查询和处理，迅速消除故障。

2.4 电气测量仪表常见故障

在变配电所电气测量仪表运行中常见故障有准确度下降、卡针失效等，严重时可能发生仪表冒烟现象。若出现过负荷、绝缘降低、电压过高、电阻变值、变质、接线松动造成虚接、开路等问题时，有可能导致仪表冒烟。一旦发生仪表冒烟现象，首先要立即将仪表的电流回路进行短接，断开其电压回路。人员不能触碰仪表和二次回路的带电部分，注意防止造成保护误动等问题，从而扩大故障影响范围。

3 电气测量仪表校验

3.1 仪表校验方法

电气测量仪表停电校验比较简单，只需将仪表引线打开进行校验，完成后将引线恢复即可。由于运输任务繁重铁路变配电所一般停电比较困难，仪表校验工作往往在仪表工作状态时进行，即需要带电完成。校验运行状态的仪表，在人身和设备方面都存在较大的安全风险。在校验运行的电流表时，必须先短封其二次回路，再打开仪表引线，校验之后再进行恢复。在校验运行的电压表时，只能带电打开仪表引线，校验之后再进行恢复。在这些作业操作过程中存在一定的安全隐患，用时较长。校验电流表时，校验人员必须熟悉电流互感器二次回路，才能在端子排上进行相应的短封，在作业中必须随时注意不能造成流互二次开路和压互二次短路。如果只是对运行中设备上的仪表指示发生疑问，若不需要用专业仪器进行校验时，可用标准仪表在安装地点用比较法进行检验。在负荷情况下检验盘柜上的电流表时，应用0.5级标准电流表与之串联；带电检验盘柜上电压表时，应用0.5级标准的电压表与其并联运行。在校验时被校仪表和标准仪表的读数要同时读取。

3.2 仪表校验安全要求

当保护与仪表共用一套电流互感器时，一般流互二次接线先经过保护回路设备，再接到测量仪表。在测量仪表进行校验或检修时，必須在仪表本身端子上短接，短接端子和仪表校验过程中绝对不能造成流互二次开路，避免造成保护误动作。在仪表校验时，必须由两人同时进行，其中一人监护，一人操作。仪表校验工作一般不需要一次设备停电，但是必须签发第三种工作票，并采取安全措施。人员要正确使用绝缘工具，站在绝缘胶垫上戴手套进行操作。在运行的盘柜上检验仪表，要将校验的仪表与带电运行的设备以明显的标志隔开，防止误操作其它设备。在断开电压表、功率表等电压回路时，取下电压互感器二次回路小保险。同时保证与校验仪表相关的电流互感器和电压互感器的二次线圈有永久性的、可靠的接地。校验电流表时，防止造成电流互感器二次开路。短路电流互感器二次线圈时，使用短路片或截面不小于2.5mm2的铜线。在校验电压表时，要防止造成压互二次短路，防止出现从压互二次向一次侧反送电的情况。

4 提高仪表校验安全可靠性的措施

4.1 提高安全可靠性的思路

不停电校验电气仪表，在保证作业人身安全和电气设备安全方面都有较大的安全风险。一是作业人员存在误触碰仪表或二次接线带电部位造成触电的危险；二是在作业中可能造成流互二次开路、压互二次短路，导致互感器故障或保护、测量二次回路设备故障，影响安全供电。为了提高作业人员操作的安全性、快捷性，考虑设计一种新型电气测量仪表安装式接线装置，用一种新的仪表接线端子替代原来仪表上的接线端子，新的仪表接线端子要有足够的载流能力，结构科学、合理、可靠。通过对已有仪表的改造，使作业人员能够方便、安全、快捷地拔下接线装置的插头，完成原来耗时长、危险系数较高的仪表校验作业。

4.2 提高安全可靠性的方法

安装式电流表、电压表接线装置分为插座与插头两部分。插座部分可以直接固定在仪表本体上，与仪表线圈相连接；插头部分与二次回路接线相连接。插头部分和插座部分之间采用弹簧闭锁装置，保证了两部分连接后的可靠性。电气连接部分用不锈钢弹片来加强连接部分的压力，确保连接良好。电流型仪表的安装式接线装置内部设置一个弹簧压接自动短路装置，在装置插头拔出时，能自动短封电流互感器二次回路。在作业时仪表校验人员无需使用任何工具打开仪表二次引线，也无需短封二次回路，只需拔下安装式接线装置的插头部分，即可以直接对仪表进行校验，或者更换仪表。

4.3 应用效果

近年来我单位对二次屏柜上的电流表和电压表安装了新式仪表接线装置，新的仪表接线装置使用绝缘性能良好的外壳材料，操作安全可靠，不会对人身和设备安全造成不良影响，在运行中对仪表指示数据无任何影响，在试验时不会影响仪表校验数据的精确性。特别是电流型接线装置拔下插头能够自动短路电流互感器二次回路，不会发生开路，操作简捷，快速、安全、可靠。在未使用安装式电流表、电压表接线装置以前，校验一块仪表打开引线和恢复引线需要大约8分钟时间。在设备不退出运行的情况下，在电流回路上必须使用专用短路线，站在绝缘垫上，在短封二次回路之后才能作业；在电压回路上，只能带电打开引线作业，极易发生安全问题。使用安装式电流表、电压表接线装置只需几秒钟，大大缩短了作业时间。从安全角度来讲，使用绝缘良好的新型仪表插座，也不会在短封二次回路过程中发生安全问题，深受仪表校验人员的欢迎，大大提高了仪表校验和更换作业劳动效率及安全可靠性。

5 结束语

变配电所的电气测量仪表校验是一项长期的必不可少的重要工作。如果将普通的仪表接线柱改为新型安装式接线装置，对提高仪表校验人员工作效率和安全可靠性，提高设备运行可靠性是大有好处的。校验仪表所需要的作业时间较大幅度的减少，可节约大量的人力物力。在安全方面可以防止出现变配电所流互二次开路和压互二次短路现象，有效避免作业引起和设备故障，确保人身与设备的绝对安全。

参考文献

[1]吴涛.用7200标准表校验CB3等电能表[J].电测与仪表，1991.

[2]张立华.浅析电气仪表的常见故障[J].电力讯息，2014（11）.

作者简介：李兴荣，女，山西大同人，大秦铁路股份有限公司大同西供电段计量科，助理工程师。