Recerca sobre punts de perill i tecnologies de control de seguretat als llocs de manteniment de subestacions basades en interruptors de circuit de SF₆ a alta tensió
Amb el desenvolupament ràpid de l'indústria elèctrica i l'ampliació contínua de la xarxa elèctrica, l'equipament elèctric d'alta tensió ha esdevingut cada vegada més important en el sistema elèctric. Com a dispositiu clau en el sistema elèctric, els interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ tenen un paper crucial en tallar i tancar circuits, així com en interrompre ràpidament les corrents de falla durant les falles del sistema. Gràcies a la seva alta fiabilitat, excel·lents prestacions d'aislament i capacitats d'extinció d'arc, els interruptors de circuit SF₆ s'utilitzen ampliament en camps d'ultra-alta tensió i extra-alta tensió.
No obstant això, durant l'operació a llarg termini, els interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ inevitadament es troben amb problemes com l'usura, l'envejeciment i les fallades de sellat. La manutenició regular de les subestacions és essencial per assegurar el seu rendiment estable i la seva operació segura. El treball de manteniment de les subestacions no només implica estructures elèctriques i mecàniques complexes, sinó també la manipulació de gas SF₆, el que el converteix en una tasca tècnicament complexa i amb riscos de seguretat significatius.
Particularment als llocs de manteniment de les subestacions, a causa de l'entorn complex i variable, la gran varietat d'equips i el nivell de competència variable dels operadors, es produeixen fàcilment diversos accidents de seguretat. Per exemple, incidents com l'emprenyament causat per la fugida de gas SF₆, els accidents d'electrocutació d'alta tensió i les lesions mecàniques. Aquests accidents no només representen una amenaça seria per la seguretat del personal de manteniment, sinó que també tenen un impacte significatiu en l'operació estable de la xarxa elèctrica.
Per tant, realitzar un anàlisi en profunditat dels punts de risc als llocs de manteniment de les subestacions per a interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ i investigar tecnologies eficients de control de la seguretat té una gran importància. Això és crucial per assegurar la seguretat del personal de manteniment, millorar l'eficiència i la qualitat del treball de manteniment, i garantir l'operació segura i estable de la xarxa elèctrica.
1 Anàlisi dels punts de risc als llocs de manteniment de les subestacions basats en interruptors de circuit d'alta tensió SF₆
Amb el desenvolupament ràpid de l'indústria elèctrica, els interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ s'apliquen ampliament en el sistema elèctric gràcies a les seves excel·lents propietats elèctriques i mecàniques. No obstant això, durant l'operació de l'equip, influït per factors com l'entorn i l'operació inadequada, les fallades o la degradació del rendiment són inevitables, necessitant manteniment regular o irregular de les subestacions. Com que el treball de manteniment implica sistemes d'alta tensió, gasos toxics i estructures mecàniques complexes, els riscos de seguretat són relativament alts.
El manteniment de les subestacions és un mitjà vital per assegurar el funcionament normal de l'equipament elèctric i prevenir l'ocurrència de fallades. Per a els interruptors de circuit d'alta tensió SF₆, el manteniment regular i científic no només pot estendre efectivament la vida útil de l'equipament, sinó que també pot detectar i abordar perillos ocults de seguretat amb antelació, evitant accidents majors de seguretat. Per tant, la seguretat del manteniment de les subestacions és d'extrema importància, directament relacionada amb la seguretat del personal de manteniment i l'operació estable del sistema elèctric.
Els punts de risc als llocs de manteniment de les subestacions basats en interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ es poden categoritzar en dos aspectes, tal com es mostra a la Taula.
1.1 Risc d'electrocutació
Als llocs de manteniment de les subestacions d'interruptors de circuit d'alta tensió SF₆, el risc d'electrocutació és un peril extremadament serios. L'electrocutació no només pot causar ferides greus o mort als treballadors, sinó que també pot desencadenar altres accidents secundaris severes. Per tant, cal estar constantment alerta i realitzar un anàlisi i prevenció comprehensiva del risc d'electrocutació.
En primer lloc, l'equipament d'alta tensió en si mateix té un nivell de tensió extremadament alt. Un cop una persona toqui una part viva, pot provocar accidents d'electrocutació extremadament perillosos. Especialment durant el procés de manteniment, algunes components de l'equipament podrien estar exposades. Si un operador accidentalment les toca amb eines, pot resultar en ferides com a mínim i en la pèrdua de la vida com a màxim. A més, els dispositius de terra i les conduites metàl·liques al voltant de l'equipament podrien portar tensions induïdes, posant perillos potencials d'electrocutació.
En segon lloc, l'entorn intern de la subestació és complex, amb diverses línies i equips d'alta i baixa tensió distribuïts densament, i múltiples fonts d'alimentació presents. A més, en l'àrea d'operació de manteniment, hi pot haver situacions on l'alimentació no pot ser completament tallada, i encara hi ha una certa tensió residual. Si l'operació no és adequada, pot desencadenar un accident d'electrocutació.
En tercer lloc, l'estàtica generada durant el procés de manteniment també és una font de risc d'electrocutació no negligible. Generalment, quan un interruptor de circuit SF₆ s'obre i tanca, pot acumular-se una gran quantitat de càrrega electrostàtica. Si l'operador no pren mesures de protecció eficients, pot ser electrocutat a causa de la descàrrega electrostàtica quan toqui parts conductores.
Finalment, factors ambientals adversos com un lloc de manteniment humit i un espai estret també augmenten el peril de filtració del cos humà i tensions induïdes, intensificant el peril d'electrocutació.
1.2 Fugida de gas SF₆
Als llocs de manteniment de les subestacions d'interruptors de circuit d'alta tensió SF₆, la fugida de gas SF₆ és un peril de seguretat significatiu que no es pot ignorar. El SF₆ és un gas inerte. Tot i que en si mateix no és tòxic ni perillós, una fugida massiva pot conduir a una contaminació ambiental seria i a ferides personals.
En primer lloc, el rendiment de sellat dels interruptors de circuit SF₆ és crucial per prevenir la fugida de gas. No obstant això, durant l'operació a llarg termini i el manteniment, els sellats poden desenvolupar petites fentes degut a l'usura i l'envejeciment, resultant en una petita fugida de gas SF₆ i reduint l'efecte de sellat. Si el problema no s'identifica i s'aborda a temps, el punt de fugida s'ampliarà, finalment conduint a una fugida massiva de SF₆.
En segon lloc, durant el procés de manteniment, són necessàries operacions com el desmuntatge i el muntatge dels interruptors de circuit SF₆. Hi ha un peril de fugida de gas seria degut a errors operatius humans. Per exemple, si el gas SF₆ intern no s'allibera conformant-se a les normatives durant el desmuntatge i el muntatge, o si la fixació no està en lloc i la cambra de gas cau, pot desencadenar directament un accident de fugida extensa.
Finalment, després que el gas SF₆ fugi, s'acumula en zones baixes o espais tancats formant àrees de concentració alta. Si els treballadors entren accidentalment a aquestes àrees, podrien experimentar asfixia, emprenyament, etc. Especialment en un entorn de manteniment estret, l'acumulació de gas és més severa, i el peril de fugida s'amplifica.
2 Anàlisi de les tecnologies de control de la seguretat per al manteniment de les subestacions basades en interruptors de circuit d'alta tensió SF₆
2.1 Estandardització de procediments d'operació
Els interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ són equipaments vitals en el sistema elèctric, i la seva operació segura i estable està directament relacionada amb el rendiment general i la fiabilitat de la xarxa elèctrica. Per assegurar la seguretat dels interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ durant el manteniment de les subestacions, és d'extrema importància desenvolupar un conjunt de procediments d'operació científics, estandarditzats i pràctics per a tecnologies de control de la seguretat.
L'estandardització dels procediments d'operació joca un paper crucial en assegurar la seguretat de les operacions de manteniment de les subestacions basades en interruptors de circuit d'alta tensió SF₆. Els procediments d'operació estandarditzats no només serveixen com a base estàndard per guiar el treball de manteniment, sinó que també proporcionen una garantia fonamental per prevenir diversos riscos de seguretat. Els procediments d'operació estandarditzats haurien de especificar no només passos d'operació detallats, sinó també orientacions clares per a tots els aspectes de la gestió del manteniment, com ara requisits generals per a la revisió de qualificacions i la inspecció d'eines, assegurant que tot el procés d'operació estigui sota un control fiable.
A més, els procediments d'operació han de ser orientats i operatius. Cal desenvolupar procediments diferents per a interruptors de circuit SF₆ de diferents nivells de tensió i models. Per a diferents tipus de manteniment, com ara inspeccions diàries i reparacions de defectes, també s'haurien de establir requisits orientats. El contingut dels procediments hauria de ser expressat de manera clara i els passos haurien de ser concisos per facilitar una millor comprensió i implementació per part dels operadors.
2.2 Mesures de tall d'alimentació i aterrament
Les mesures de tall d'alimentació i aterrament són esllaons tècnics clau per assegurar la seguretat de les operacions de manteniment de les subestacions basades en interruptors de circuit d'alta tensió SF₆. Són crucials per prevenir accidents serios com l'electrocutació i la descàrrega d'estàtica.
Les operacions de tall d'alimentació són el treball preparatori principal abans del manteniment. El personal de manteniment ha de tallar primer totes les fonts d'alimentació possibles de l'objecte de manteniment i les seves zones circumdants conforme a les normatives d'operació per assegurar que l'àrea d'operació estigui completament sense alimentació, eliminant fonamentalment el peril de treball amb línia viva. Alhora, per evitar un tall d'alimentació incomplet degut a errors d'operació, sovint es prenen mesures dobles, com desconectar l'interruptor de càrrega o l'interruptor de separació i confirmar l'estat de tall d'alimentació mitjançant proves, com utilitzar un detector de tensió.
Per a l'objecte de manteniment sense alimentació i les seves instal·lacions auxiliars, s'ha de realitzar un aterrament fiable per evitar tensions induïdes i descàrregues d'estàtica. Connectant el conductor a la potencial terrestre, es poden alliberar tensions induïdes i estàtica, eliminant així el peril ocult d'electrocutació. En aterrar, s'ha de seguir la seqüència "primer aterra, després opera, primer evacua, després retira" per assegurar la seguretat del personal en cada esllaó.
Les mesures d'aterrament generalment necessiten ser fiables i redundants. S'han de utilitzar cables d'aterrament especials per connectar-los al dispositiu d'aterrament. S'han d'aterrar tots els cossos metàl·lics que podrien estar carregats. Alhora, els cables d'aterrament haurien de tenir una capacitat de portada de corrent suficient, i el nombre hauria de ser redundant de manera apropiada per evitar falles de punt únic. Per alguns equips que no es poden aterrar directament, s'han d'adoptar mesures d'aterrament indirectes com la connexió a potencial equipotencial o l'aterrament local.
2.3 Monitoratge i gestió del gas SF₆
El monitoratge i la gestió del gas SF₆ són d'extrema importància per assegurar la seguretat de les operacions als llocs de manteniment de les subestacions basades en interruptors de circuit d'alta tensió SF₆. El SF₆ és un gas inerte. Tot i que en si mateix no és tòxic ni perillós, una fugida massiva pot causar un dany serios a l'ambient i a la salut humana. Per tant, s'ha d'establir un sistema complet de monitoratge i gestió del gas SF₆ per prevenir els perils de fugida a la font.
En primer lloc, detectar regularment el rendiment de sellat dels interruptors de circuit SF₆. Utilitzar mitjans avançats com imatges tèrmiques infrarojos i detecció acústica per identificar amb precisió petites fissures i punts de fugida, i reparar-los a temps, i reemplaçar els sellats per assegurar el rendiment global de sellat de l'equipament. Alhora, seguir estrictament les normatives d'operació durant el desmuntatge i el muntatge del manteniment, i operar amb precaució addicional per evitar fugides serios causades per errors humans.
En segon lloc, s'ha de desplegar un sistema complet de detecció de fugides de SF₆ a la subestació. S'han d'instal·lar dispositius de monitoratge fixes o mòbils al lloc de manteniment i en altres àrees clau per monitorar en temps real el canvi de concentració de SF₆. Un cop s'ha detectat una anomalia, el sistema hauria de emitir una alarma a temps. Alhora, el sistema de monitoratge hauria de tenir funcions de monitoratge remot i emmagatzematge de dades per permetre al personal de manteniment comprendre millor la situació al lloc.
En tercer lloc, els departaments rellevants haurien de formular un sistema complet de gestió del gas SF₆ i clarificar el procés de gestió quan els valors de monitoratge són anòmals. Quan es detecta una certa concentració de fugida de SF₆, el personal rellevant hauria de activar immediatament el pla d'emergència, tallar la font de fugida a temps, i aïllar i evacuar la zona afectada per evitar la difusió ulterior del gas. Alhora, mobilitzar recursos d'emergència, com instal·lacions de ventilació, per purificar l'entorn al lloc tan aviat com sigui possible.
Finalment, fortaleixer la formació i l'educació del personal de manteniment també és una part important de la gestió del gas SF₆. A través de la formació, el personal de manteniment pot comprendre plenament els perils de la fugida de SF₆ i dominar les mesures de prevenció i resposta. Alhora, organitzar exercicis d'emergència regularment per provar la pertinença i operativitat del sistema de gestió i millorar-lo de manera contínua.
3 Conclusió
En els sistemes elèctrics d'alta tensió, els interruptors de circuit SF₆, com a equipament clau de commutació, són crucials per a la operació estable del sistema total en termes de seguretat i fiabilitat. No obstant això, a causa de diversos punts de peril potencials durant l'operació dels interruptors de circuit SF₆, com la fugida de gas SF₆, l'alta tensió i els arcs, les fallades dels dispositius mecànics i els perils de les parts conductores, la manutenició científica i el control estricte de la seguretat són d'extremada importància.
Aquest article estudia els punts de peril i les tecnologies de control de la seguretat als llocs de manteniment de les subestacions basades en interruptors de circuit d'alta tensió SF₆, que és essencial per assegurar la seguretat del personal de manteniment. En les operacions reals, el personal de manteniment hauria de adherir-se estrictament a les normatives de seguretat d'operació rellevants i realitzar formacions i exercicis de seguretat regulars per millorar la seva capacitat de resposta a les emergències. Alhora, les unitats de manteniment d'equips haurien de continuar optimitzant els processos de manteniment, millorar les mesures corresponents i adoptar tecnologies de seguretat avançades per assegurar l'implementació eficient i segura del treball de manteniment.
En el futur, la recerca sobre els punts de peril i les tecnologies de control de la seguretat als llocs de manteniment de les subestacions d'interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ es desenvoluparà cap a l'intel·ligència, la refinament i la respectuositat ambiental. Introduint tecnologies avançades i optimitzant els processos de manteniment, es pot millorar encara més l'eficiència i la seguretat del treball de manteniment, proporcionant una garantia més fiable per a l'operació estable del sistema elèctric. A més, amb el continu progrés i innovació de la ciència i la tecnologia, és raonable creure que la tecnologia de manteniment de les subestacions d'interruptors de circuit d'alta tensió SF₆ en el futur serà més avançada i perfecta.
