陈峰文 钟琼茜

【摘 要】验电作为现代电力工作安全技术措施的重要环节，在现场工作中，存在封闭式开关或户外设备无法在相应电压的带电设备上实施验电的情况，经验证，验电器自身的自检功能不可靠，因此必须借助工频高压发生器等确证验电器是否良好。本文研究的便携门禁非接触式高压验电器试验仪具有验电器及相应电压等级的门禁风险管控，操作人员资格验证及遥控操作方法的风险管控，最大限度地降低了验电器试验的作业风险。

【关键词】停电；验电；门禁；高压试验；无线遥控；

引言

根据电力安全工作规程规定：验电前，应先在相应电压的带电设备上验证验电器良好，后立即在停电设备上实施验电。无法在带电设备上进行试验时，可用工频高压发生器等确认验电器良好。厂站全站停电、封闭式开关柜转检修、户外线路停电时，倒闸操作人员在对停电设备进行验电时无法在带电设备上验证验电器是否好坏，只能通过验电器自身的自检功能来判断。目前验电器产品质量良莠不齐，常有验电器自检合格，在高压带电设备上检测时却没有任何反应，易给操作人员造成误检，误判，威胁人身、设备安全。现有的验电器试验仪为手持敞开式工频高压发生器，该装置存在很大的作业安全风险，它对操作人员资格及作业过程的风险缺乏防范管控措施，在使用过程中，在未取得操作资格、或操作不当（电压等级不对应，安全距离不足）、或遗失被非电力人员拾取等情况下，都很有可能发生人员触电事故。为降低验电环节的作业风险，本文研究了一款便携门禁非接触式高压验电器试验仪。

1 现状分析

1.1 现状调查

根据《中国南方电网作业风险评估概述及办法》，使用现有验电器试验仪的作业风险值为：风险值 =后果（S）×暴露（E）×可能性（P）=50×1×3=150；该风险属于中等风险，需要采取措施进行纠正。本文所要解决的就是对现有的一款验电器试验仪存在很大的作业安全风险进行改善，主要采取高压试验仓门禁管控、操作人员资格验证、无线遥控操作等措施来有效降低作业安全风险。

2 装置设计

2.1 整体设计

便携门禁非接触式高压验电器试验仪由3部分组成，分别是工频高压发生器、验电器RFID身份证和无线遥控器组成。工频高压发生器用于输出验电器试验启动高压、读取验电器身份信息、与遥控器实时通信等功能，验电器RFID身份证采用无源RFID芯片，集验电器电压等级、试验日期等信息；无线遥控器通过选定操作人员及输入相应密码来验证操作人员资格，另外与工频高压发生器进行信息交互。

2.2 硬件设计

工频高压发生器结构图如图1所示，由可充电锂电池、微处理器、RFID读取模块、蓝牙通信模块、信号指示回路、IO检测模块、工频正弦波发生电路及升压变压器组成。充电锂电池为系统提供了工作电源，可反复充电使用；RFID读取模块与验电器RFID身份证构成门禁系统，用于读取验电器RFID身份证信息，从而判断验电器的电压等级是否相符，也避免了其他物品插入高压试验槽；蓝牙通信模块用于与遥控器进行通信，传输信息及控制命令；信号指示回路由LED灯组成，指示电源状态、通信状态、高压输出状态等；IO检测模块用于Check In和Check Out，采用行程开关监测高压验电槽验电器的工位，实现及时读取验电器RFID身份信息或及时断电；工频正弦波发生电路用于产生50Hz工频电压，经过升压变压器输出工频高压作为试验电压。

验电器RFID身份证就是一种无源RFID芯片，RFID芯片固定在验电器的合适位置，芯片写入验电器电压等级及加密信息，供工频高压发生器读取识别，以判断试验验电器是否与工频高压发生器输出电压等级一致，同时也避免对除验电器外的其他物品进行高压试验。

无线遥控器结构图如图2所示。无线遥控器由充电锂电池、微处理器、按键输入、液晶显示模块、蓝牙通信模块、USB转串口模块组成。充电锂电池为系统提供了工作电源，可反复充电使用；按键用于资格验证的人员选择及密码输入，液晶显示屏提供人机交互界面；蓝牙通信用于与工频高压发生器通信，发送命令或者接收信息；USB转串口为更新操作人员资格库的人员密码等信息提供了接口。

2.3 软件设计

工频高压发生器程序流程图如图3所示：当验电器插入试验槽到位后，系统读取验电器验电器身份信息，身份信息通过后向遥控器发送可以等待送电命令，此时，遥控器可以对工频高压发生器进行送电操作；在任何时候，验电器离开实验仓，那么系统将终止操作，并向遥控器发送终止信息。

无线遥控器程序流程图如图4所示：遥控器收到验电器到位通过的信息后进入操作人员资格验证界面，操作人输入密码正确后，可以对工频高压发生器发送送电命令，在任何时候，遥控器收到终止信息后立即返回初始状态。

工频高压发生器中断程序流程图如图5所示：当验电器离开高压试验仓时，行程开关断开并触发中断，此时工频高压发生器禁止输出高压，并向遥控器发送中断信息，同时，遥控器恢复初始状态。

3 装置效益

本研究成果所带来的效益：（1）、门禁技术的使用有效防止对不相符电压等级的验电器进行验电器检测操作，从而避免误判；（2）、门禁技术的使用有效防止其他带电设备插入工频高压发生器，从而避免人身触电；（3）、准入资格校验及无线操控能有效防止无操作资格的人使用工频高压发生器，避免工作人员触碰工频高压发生器，从而避免人身触电。根据《中国南方电网作业风险评估概述及办法》，使用便携门禁非接触式高压验电器试验仪的作业风险值为：风险值 =后果（S）×暴露（E）×可能性（P）=50×0.5×0.5=7.5，该风险属于可接受风险。

参考文献：

[1] 刘火良 杨森.STM32库开发实战指南[M].机械工业出版社，2017年06月（1）

[2] 海登.低功耗蓝牙开发权威指南[M].机械工业出版社，2014年06月

[3] 尼尔森 里德尔.电路（第10版）[M].电子工业出版社，2014年06月

[4] 王兆安.电力电子技术（第5版）[M].机械工业出版社，2010年09月

[5] 明日科技.C语言从入门到精通（第3版）[M].清华大学出版社，2017年02月

[6] 许超英等.中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程[M]，2015年09月

作者简介：

陈峰文（1990-），男，中级工程师，本科，从事变电运行工作。

钟琼茜（1991-），女，助理经济师，本科，从事市場营销工作。

（作者单位：1.海南电网有限责任公司三亚供电局；

2.海南电网有限责任公司保亭供电局）