Pesquisa sobre Pontos de Risco e Tecnologias de Controle de Segurança em Locais de Manutenção de Subestações Baseadas em Disjuntores SF₆ de Alta Tensão

Com o rápido desenvolvimento da indústria de energia elétrica e a expansão contínua da rede elétrica, os equipamentos elétricos de alta tensão tornaram-se cada vez mais importantes no sistema de energia. Como dispositivo-chave no sistema de energia, os disjuntores SF₆ de alta tensão desempenham um papel crucial no corte e fechamento de circuitos, bem como na rápida interrupção de correntes de falha durante falhas do sistema. Graças à sua alta confiabilidade, excelente desempenho de isolamento e capacidade de extinção de arco, os disjuntores SF₆ são amplamente utilizados nos campos de ultra-alta e extra-alta tensão.

No entanto, durante a operação a longo prazo, os disjuntores SF₆ de alta tensão inevitavelmente enfrentam problemas como desgaste, envelhecimento e falhas de vedação. A manutenção regular da subestação é essencial para garantir seu desempenho estável e operação segura. O trabalho de manutenção da subestação não envolve apenas estruturas elétricas e mecânicas complexas, mas também o manuseio do gás SF₆, tornando-o tecnicamente desafiador e apresentando riscos significativos de segurança.

Especialmente nos locais de manutenção de subestações, devido ao ambiente complexo e mutável, uma variedade de equipamentos e níveis de habilidade variados dos operadores, vários acidentes de segurança são propensos a ocorrer. Por exemplo, incidentes como intoxicação causada por vazamento de gás SF₆, acidentes de choque elétrico de alta tensão e lesões mecânicas. Esses acidentes não apenas representam uma ameaça séria à segurança dos trabalhadores de manutenção, mas também têm um impacto significativo na operação estável da rede elétrica.

Portanto, realizar uma análise aprofundada dos pontos de perigo nos locais de manutenção de subestações para disjuntores SF₆ de alta tensão e pesquisar tecnologias eficazes de controle de segurança é de grande importância. Isso é crucial para garantir a segurança dos trabalhadores de manutenção, melhorar a eficiência e a qualidade do trabalho de manutenção e assegurar a operação segura e estável da rede elétrica.

1 Análise dos Pontos de Perigo nos Locais de Manutenção de Subestações Baseada em Disjuntores SF₆ de Alta Tensão

Com o rápido desenvolvimento da indústria de energia, os disjuntores SF₆ de alta tensão são amplamente aplicados no sistema de energia devido às suas excelentes propriedades elétricas e mecânicas. No entanto, durante a operação do equipamento, influenciado por fatores como o ambiente e a operação inadequada, falhas ou degradação do desempenho são inevitáveis, necessitando de manutenção regular ou irregular da subestação. Como o trabalho de manutenção envolve sistemas de alta tensão, gases tóxicos e estruturas mecânicas complexas, os riscos de segurança são relativamente altos.

A manutenção da subestação é um meio vital para garantir o funcionamento normal do equipamento elétrico e prevenir a ocorrência de falhas. Para disjuntores SF₆ de alta tensão, a manutenção regular e científica não só pode estender efetivamente a vida útil do equipamento, mas também detectar e abordar antecipadamente possíveis riscos de segurança, evitando acidentes graves. Portanto, a segurança da manutenção da subestação é de extrema importância, diretamente relacionada à segurança dos trabalhadores de manutenção e à operação estável do sistema de energia.

Os pontos de perigo nos locais de manutenção de subestações baseados em disjuntores SF₆ de alta tensão podem ser categorizados em dois aspectos, conforme mostrado na Tabela.

1.1 Risco de Choque Elétrico

Nos locais de manutenção de subestações de disjuntores SF₆ de alta tensão, o risco de choque elétrico é um perigo de segurança extremamente grave. O choque elétrico não só pode causar ferimentos graves ou morte, mas também pode desencadear outros acidentes secundários graves. Portanto, é necessário estar constantemente alerta e realizar uma análise e prevenção abrangente do risco de choque elétrico.

Primeiro, o próprio equipamento de alta tensão tem um nível de tensão extremamente alto. Uma vez que uma pessoa toca uma parte energizada, pode levar a acidentes de choque elétrico extremamente perigosos. Especialmente durante o processo de manutenção, algumas partes do equipamento podem estar expostas. Se um operador entrar em contato com elas acidentalmente com ferramentas, isso pode resultar em ferimentos, no melhor dos casos, e na perda de vidas, no pior. Além disso, dispositivos de aterramento e tubulações metálicas ao redor do equipamento podem carregar tensões induzidas, representando potenciais riscos de choque elétrico.

Segundo, o ambiente interno da subestação é complexo, com várias linhas e equipamentos de alta e baixa tensão distribuídos densamente, e múltiplas fontes de energia presentes. Além disso, na área de operação de manutenção, pode haver situações em que o fornecimento de energia não pode ser completamente cortado, e ainda há uma certa tensão residual. Se a operação for imprópria, pode desencadear um acidente de choque elétrico.

Terceiro, a eletricidade estática gerada durante o processo de manutenção também é uma fonte de risco de choque elétrico não negligenciável. Geralmente, quando um disjuntor SF₆ abre e fecha, uma grande quantidade de carga estática pode se acumular. Se o operador não tomar medidas de proteção eficazes, pode sofrer choque elétrico devido à descarga estática ao tocar partes condutoras.

Finalmente, fatores ambientais adversos, como um local de manutenção úmido e espaço estreito, também aumentam o risco de vazamento do corpo humano e tensão induzida, intensificando o perigo de choque elétrico.

1.2 Vazamento de Gás SF₆

Nos locais de manutenção de subestações de disjuntores SF₆ de alta tensão, o vazamento de gás SF₆ é um perigo de segurança significativo que não pode ser ignorado. O SF₆ é um gás inerte. Embora seja inofensivo em si mesmo, um vazamento em larga escala pode levar a sérias poluições ambientais e lesões pessoais.

Primeiro, o desempenho de vedação dos disjuntores SF₆ é crucial para evitar o vazamento de gás. No entanto, durante a operação e manutenção a longo prazo, as juntas podem desenvolver pequenas fissuras devido ao desgaste e envelhecimento, resultando em um pequeno vazamento de gás SF₆ e reduzindo o efeito de vedação. Se o problema não for detectado e resolvido a tempo, o ponto de vazamento se expandirá, eventualmente levando a um vazamento em larga escala de SF₆.

Segundo, durante o processo de manutenção, são necessárias operações como desmontagem e montagem dos disjuntores SF₆. Há um risco de vazamento grave de gás devido a erros operacionais humanos. Por exemplo, se o gás SF₆ interno não for liberado conforme as regulamentações durante a desmontagem e montagem, ou se a fixação não estiver adequada e a câmara de gás cair, isso pode desencadear diretamente um acidente de vazamento em grande área.

Finalmente, após o vazamento do gás SF₆, este se acumulará em áreas baixas ou espaços fechados, formando zonas de alta concentração. Se os trabalhadores entrarem acidentalmente nessas áreas, podem sofrer asfixia, intoxicação, etc. Especialmente em um ambiente de manutenção estreito, a acumulação de gás é mais severa, e o dano do vazamento é amplificado.

2 Análise das Tecnologias de Controle de Segurança para Manutenção de Subestações Baseadas em Disjuntores SF₆ de Alta Tensão
2.1 Padronização dos Procedimentos Operacionais

Os disjuntores SF₆ de alta tensão são equipamentos vitais no sistema de energia, e sua operação segura e estável está diretamente relacionada ao desempenho e confiabilidade geral da rede elétrica. Para garantir a segurança dos disjuntores SF₆ de alta tensão durante a manutenção de subestações, é de grande importância desenvolver um conjunto científico, padronizado e prático de procedimentos operacionais para tecnologias de controle de segurança.

A padronização dos procedimentos operacionais desempenha um papel crucial na garantia da segurança das operações de manutenção de subestações baseadas em disjuntores SF₆ de alta tensão. Procedimentos operacionais padronizados não apenas servem como base padrão para orientar o trabalho de manutenção, mas também fornecem uma garantia fundamental para prevenir diversos riscos de segurança. Os procedimentos operacionais devem especificar não apenas etapas de operação detalhadas, mas também fornecer orientações claras para todos os aspectos da gestão de manutenção, como requisitos gerais para revisão de qualificação e inspeção de ferramentas, garantindo que todo o processo de operação esteja sob controle confiável.

Além disso, os procedimentos operacionais devem ser direcionados e operacionais. Diferentes procedimentos precisam ser desenvolvidos para disjuntores SF₆ de diferentes níveis de tensão e modelos. Para diferentes tipos de manutenção, como inspeções diárias e reparos de defeitos, também devem ser estabelecidos requisitos direcionados. O conteúdo dos procedimentos deve ser claramente expresso, e as etapas devem ser concisas para facilitar a compreensão e implementação pelos operadores.

2.2 Medidas de Desenergização e Aterramento

As medidas de desenergização e aterramento são elos técnicos-chave para garantir a segurança das operações de manutenção de subestações baseadas em disjuntores SF₆ de alta tensão. São cruciais para prevenir acidentes graves, como choques elétricos e liberação de eletricidade estática.

As operações de desenergização são o principal trabalho preparatório antes da manutenção. O pessoal de manutenção deve primeiro cortar todas as possíveis fontes de energia do objeto de manutenção e de suas áreas circundantes, de acordo com os procedimentos operacionais, para garantir que a área de operação esteja completamente desenergizada, eliminando fundamentalmente o risco de trabalho em linha viva. Ao mesmo tempo, para evitar a desenergização incompleta devido a operações incorretas, medidas duplas são geralmente adotadas, como desconectar o interruptor de carga ou o disjuntor e confirmar o estado de desenergização através de testes, como o uso de um teste de tensão.

Para o objeto de manutenção desenergizado e suas instalações auxiliares, é necessário um aterramento confiável para evitar tensões induzidas e liberação de eletricidade estática. Ao conectar o condutor ao potencial terrestre, as tensões induzidas e a eletricidade estática podem ser liberadas, eliminando o perigo oculto de choque elétrico. Ao aterrar, a sequência "aterrar primeiro, operar depois, evacuar primeiro e remover depois" deve ser seguida para garantir a segurança do pessoal em cada elo.

As medidas de aterramento geralmente precisam ser confiáveis e redundantes. Devem ser usados cabos de aterramento especiais para se conectar ao dispositivo de aterramento. Todos os corpos metálicos que possam ser carregados devem ser aterrados. Ao mesmo tempo, os cabos de aterramento devem ter capacidade de condução de corrente suficiente, e o número deve ser apropriadamente redundante para evitar falhas de ponto único. Para alguns equipamentos que não podem ser aterrados diretamente, medidas de aterramento indiretas, como ligação isopotencial ou aterramento local, devem ser adotadas.

2.3 Monitoramento e Gestão do Gás SF₆

O monitoramento e a gestão do gás SF₆ são de grande importância para garantir a segurança das operações no local de manutenção de subestações baseadas em disjuntores SF₆ de alta tensão. O SF₆ é um gás inerte. Embora seja inofensivo em si mesmo, um vazamento em larga escala pode causar danos graves ao meio ambiente e à saúde humana. Portanto, é necessário estabelecer um sistema completo de monitoramento e gestão do gás SF₆ para prevenir riscos de vazamento desde a fonte.

Primeiro, detecte regularmente o desempenho de vedação dos disjuntores SF₆. Use meios avançados, como imagens térmicas infravermelhas e detecção acústica, para identificar com precisão pequenas rachaduras e pontos de vazamento, e realize reparos a tempo, substituindo as juntas para garantir o desempenho geral de vedação do equipamento. Ao mesmo tempo, siga estritamente os procedimentos operacionais durante a desmontagem e montagem da manutenção, e opere com extrema cautela para evitar vazamentos graves causados por erros humanos.

Segundo, deve-se implantar um sistema abrangente de detecção de vazamento de SF₆ na subestação. Dispositivos de monitoramento fixos ou móveis devem ser instalados no local de manutenção e outras áreas-chave para monitorar em tempo real a variação da concentração de SF₆. Assim que uma anomalia for detectada, o sistema deve emitir um alarme imediatamente. Ao mesmo tempo, o sistema de monitoramento deve ter funções de monitoramento remoto e armazenamento de dados para permitir que o pessoal de manutenção tenha uma melhor compreensão da situação no local.

Terceiro, os departamentos relevantes devem elaborar um sistema completo de gestão do gás SF₆ e esclarecer o processo de tratamento quando os valores de monitoramento forem anormais. Quando for detectado um certo nível de concentração de vazamento de SF₆, o pessoal relevante deve ativar imediatamente o plano de emergência, cortar a fonte de vazamento a tempo e isolar e evacuar a área afetada para evitar a difusão adicional do gás. Ao mesmo tempo, mobilizar recursos de emergência, como instalações de ventilação, para purificar o ambiente no local o mais rápido possível.

Finalmente, fortalecer a formação e educação do pessoal de manutenção também é uma parte importante da gestão do gás SF₆. Através da formação, o pessoal de manutenção pode entender plenamente os perigos do vazamento de SF₆ e dominar medidas de prevenção e resposta. Ao mesmo tempo, organize exercícios de emergência regularmente para testar a pertinência e a operacionalidade do sistema de gestão e melhorá-lo continuamente.

3 Conclusão

Nos sistemas de energia de alta tensão, os disjuntores SF₆, como equipamentos chave de comutação, são cruciais para a operação estável do sistema inteiro em termos de segurança e confiabilidade. No entanto, devido a vários pontos de perigo potenciais durante a operação dos disjuntores SF₆, como vazamento de gás SF₆, alta tensão e arcos, falhas de dispositivos mecânicos e riscos de partes condutoras, a manutenção científica e o controle rigoroso de segurança são de grande importância.

Este artigo estuda os pontos de perigo e as tecnologias de controle de segurança no local de manutenção de subestações baseadas em disjuntores SF₆ de alta tensão, o que é essencial para garantir a segurança do pessoal de manutenção. Nas operações reais, o pessoal de manutenção deve cumprir estritamente as regulamentações de operação segura e realizar treinamentos e exercícios de segurança regulares para melhorar sua capacidade de resposta a emergências. Ao mesmo tempo, as unidades de manutenção de equipamentos devem otimizar continuamente os processos de manutenção, melhorar as medidas correspondentes e adotar tecnologias de segurança avançadas para garantir a implementação eficiente e segura do trabalho de manutenção.

No futuro, a pesquisa sobre os pontos de perigo e as tecnologias de controle de segurança no local de manutenção de subestações de disjuntores SF₆ de alta tensão se desenvolverá em direção à inteligência, refinamento e sustentabilidade. Introduzindo tecnologias avançadas e otimizando os processos de manutenção, a eficiência e a segurança do trabalho de manutenção podem ser ainda mais melhoradas, fornecendo uma garantia mais confiável para a operação estável do sistema de energia. Além disso, com o progresso e a inovação contínuos da ciência e tecnologia, é razoável acreditar que a futura tecnologia de manutenção de subestações para disjuntores SF₆ de alta tensão será ainda mais avançada e perfeita.