Исследование опасных точек и технологий безопасности на местах технического обслуживания подстанций на основе высоковольтных выключателей SF₆

С быстрым развитием энергетической отрасли и непрерывным расширением электрической сети высоковольтное оборудование стало играть все более важную роль в энергосистеме. Как ключевое устройство в энергосистеме, высоковольтные выключатели SF₆ играют важную роль в разрыве и замыкании цепей, а также в быстром прерывании токов короткого замыкания при сбоях системы. Благодаря их высокой надежности, отличным изоляционным свойствам и способностям к гашению дуги, выключатели SF₆ широко используются в ультравысоковольтных и сверхвысоковольтных областях.

Однако, во время длительной эксплуатации, высоковольтные выключатели SF₆ неизбежно сталкиваются с проблемами, такими как износ, старение и нарушения герметичности. Регулярное обслуживание подстанций необходимо для обеспечения их стабильной работы и безопасной эксплуатации. Работы по обслуживанию подстанций не только включают сложные электрические и механические структуры, но и обработку газа SF₆, что делает их технически сложными и представляющими значительные риски безопасности.

В частности, на местах обслуживания подстанций, из-за сложной и изменчивой среды, разнообразия оборудования и различного уровня квалификации операторов, часто происходят различные аварии. Например, такие как отравление, вызванное утечкой газа SF₆, аварии, связанные с высоким напряжением, и механические травмы. Эти аварии не только серьезно угрожают безопасности персонала, но и оказывают значительное влияние на стабильную работу электрической сети.

Поэтому проведение глубокого анализа опасных точек на местах обслуживания подстанций для высоковольтных выключателей SF₆ и исследование эффективных технологий управления безопасностью имеют большое значение. Это важно для обеспечения безопасности персонала, повышения эффективности и качества работ по обслуживанию, а также гарантии безопасной и стабильной работы электрической сети.

1 Анализ опасных точек на местах обслуживания подстанций для высоковольтных выключателей SF₆

С быстрым развитием энергетической отрасли, высоковольтные выключатели SF₆ широко применяются в энергосистеме благодаря своим отличным электрическим и механическим свойствам. Однако, во время эксплуатации оборудования, под воздействием факторов, таких как окружающая среда и неправильная эксплуатация, неизбежны сбои или снижение производительности, требующие регулярного или нерегулярного обслуживания подстанций. Поскольку работы по обслуживанию включают высоковольтные системы, токсичные газы и сложные механические структуры, риски безопасности относительно высоки.

Обслуживание подстанций является важным средством для обеспечения нормальной работы электрического оборудования и предотвращения возникновения отказов. Для высоковольтных выключателей SF₆ регулярное и научное обслуживание не только эффективно продлевает срок службы оборудования, но и позволяет заранее обнаруживать и устранять потенциальные опасности, избегая серьезных аварий. Поэтому безопасность обслуживания подстанций имеет первостепенное значение, непосредственно связанная с безопасностью персонала и стабильной работой энергосистемы.

Опасные точки на местах обслуживания подстанций для высоковольтных выключателей SF₆ можно разделить на два аспекта, как показано в таблице.

1.1 Риск поражения электрическим током

На местах обслуживания подстанций для высоковольтных выключателей SF₆ риск поражения электрическим током является крайне серьезной опасностью. Поражение электрическим током может не только вызвать серьезные травмы или смерть персонала, но и спровоцировать другие серьезные вторичные аварии. Поэтому требуется постоянная бдительность, а также всесторонний анализ и предотвращение риска поражения электрическим током.

Во-первых, само высоковольтное оборудование имеет чрезвычайно высокий уровень напряжения. При контакте человека с живой частью это может привести к крайне опасным случаям поражения электрическим током. Особенно во время процесса обслуживания некоторые компоненты оборудования могут быть открыты. Если оператор случайно касается их инструментами, это может привести к травмам, а в худшем случае — к гибели. Кроме того, заземляющие устройства и металлические трубопроводы вокруг оборудования могут иметь индуцированное напряжение, представляющее потенциальную опасность поражения электрическим током.

Во-вторых, внутренняя среда подстанции сложна, с плотным расположением различных высоковольтных и низковольтных линий и оборудования, а также наличием нескольких источников питания. Кроме того, в зоне проведения работ по обслуживанию может быть ситуация, когда питание не может быть полностью отключено, и остается некоторое остаточное напряжение. Если операция выполнена неправильно, это может привести к случаю поражения электрическим током.

В-третьих, статическое электричество, возникающее во время процесса обслуживания, также является немаловажным источником риска поражения электрическим током. Обычно, когда выключатель SF₆ открывается и закрывается, может накапливаться большое количество статического заряда. Если оператор не принимает эффективные меры защиты, он может получить поражение электрическим током при касании проводящих частей из-за статического разряда.

Наконец, неблагоприятные факторы окружающей среды, такие как влажное место обслуживания и ограниченное пространство, также увеличивают риск утечки через тело человека и индуцированного напряжения, усиливая опасность поражения электрическим током.

1.2 Утечка газа SF₆

На местах обслуживания подстанций для высоковольтных выключателей SF₆ утечка газа SF₆ является значительной опасностью, которую нельзя игнорировать. SF₆ — это инертный газ. Хотя сам по себе он нетоксичен и безвреден, крупномасштабная утечка может привести к серьезному загрязнению окружающей среды и травмированию людей.

Во-первых, герметичность выключателей SF₆ является ключевым фактором для предотвращения утечки газа. Однако, в течение длительной эксплуатации и обслуживания, уплотнения могут образовать микроскопические трещины из-за износа и старения, что приводит к небольшой утечке газа SF₆ и снижению герметичности. Если проблема не будет своевременно обнаружена и устранена, место утечки расширится, в конечном итоге приводя к крупномасштабной утечке SF₆.

Во-вторых, во время процесса обслуживания требуется выполнение операций, таких как разборка и сборка выключателей SF₆. Существует риск серьезной утечки газа из-за ошибок оператора. Например, если внутренний газ SF₆ не выпускается в соответствии с правилами во время разборки и сборки, или если фиксация не выполнена должным образом и газовая камера отсоединяется, это может привести к大面积泄漏事故。 最后，SF₆气体泄漏后会在低洼地区或封闭空间积聚形成高浓度区域。如果工作人员不慎进入这些区域，可能会导致窒息、中毒等。特别是在狭窄的维护现场环境中，气体积聚更为严重，泄漏的危害也会被放大。 2 基于高压SF₆断路器的变电站维护安全控制技术分析
2.1 操作规程标准化 高压SF₆断路器是电力系统中的重要设备，其安全稳定运行直接关系到整个电网的整体性能和可靠性。为了确保在变电站维护过程中高压SF₆断路器的安全，制定一套科学、规范、实用的安全控制技术操作规程至关重要。 操作规程的标准化在基于高压SF₆断路器的变电站维护作业中起着至关重要的作用。标准化的操作规程不仅为指导维护工作提供了标准依据，也为防范各种安全风险提供了基本保障。操作规程不仅要详细规定操作步骤，还要对维护管理的各个方面提供明确的指导，如资格审查和工具检查的一般要求，确保整个操作过程处于可靠控制之下。 此外，操作规程应具有针对性和可操作性。对于不同电压等级和型号的SF₆断路器需要制定不同的规程。对于不同类型维护，如日常检查和缺陷修复，也应设定针对性的要求。规程内容要表达清晰，步骤简洁，便于操作人员理解和执行。 2.2 停电与接地措施 停电与接地措施是确保基于高压SF₆断路器的变电站维护作业安全的关键技术环节，对于防止触电和静电释放等严重事故至关重要。 停电操作是维护前的首要准备工作。维护人员必须按照操作规程切断维护对象及其周围所有可能的电源，确保作业区域完全停电，从根本上消除带电作业的风险。同时，为了避免因误操作而导致的停电不彻底，通常采取双重措施，例如断开负荷开关或隔离开关，并通过验电器等方式确认停电状态。 对于已停电的维护对象及其附属设施，需要进行可靠的接地以避免感应电压和静电释放。通过将导体连接到地电位，可以释放感应电压和静电，从而消除触电隐患。接地时应遵循“先接地、后操作，撤离时先撤人、后撤线”的顺序，确保每个环节人员的安全。 接地措施一般需要可靠且冗余。应使用专用接地线连接到接地装置。所有可能带电的金属体都应接地。同时，接地线应有足够的载流能力，数量应适当冗余以避免单点故障。对于一些无法直接接地的设备，应采用等电位连接或局部接地等间接接地措施。 2.3 SF₆气体监测与管理 SF₆气体的监测与管理对于确保基于高压SF₆断路器的变电站维护现场操作安全至关重要。SF₆是一种惰性气体，虽然本身无毒无害，但大规模泄漏会对环境和人体健康造成严重危害。因此，必须建立完整的SF₆气体监测与管理系统，从源头上防止泄漏风险。 首先，定期检测SF₆断路器的密封性能。使用红外热像仪和声学检测等先进手段，准确识别微小裂纹和泄漏点并及时修复，更换密封件以确保设备整体密封性能。同时，在维护拆装过程中严格遵守操作规程，小心操作，避免人为失误导致严重泄漏。 其次，应在变电站部署全面的SF₆泄漏检测系统。在维护现场及其他关键区域安装固定或移动监测设备，实时监测SF₆浓度变化。一旦发现异常，系统应及时发出警报。同时，监测系统应具备远程监测和数据存储功能，使维护人员更好地掌握现场情况。 第三，相关部门应制定完整的SF₆气体管理制度，明确监测值异常时的处理流程。当检测到一定浓度的SF₆泄漏时，相关人员应立即启动应急预案，及时切断泄漏源，并隔离疏散受影响区域，防止气体进一步扩散。同时，调动应急资源，如通风设施，尽快净化现场环境。 最后，加强维护人员的培训和教育也是SF₆气体管理的重要组成部分。通过培训，维护人员可以充分了解SF₆泄漏的危害，并掌握预防和应对措施。同时，定期组织应急演练，检验管理制度的针对性和可操作性，并不断改进。 3 结论 在高压电力系统中，SF₆断路器作为关键的开关设备，在系统的安全性和可靠性方面起着至关重要的作用。然而，由于SF₆断路器在运行过程中存在多种潜在危险点，如SF₆气体泄漏、高电压和电弧、机械装置故障以及导电部分的风险，科学的维护和严格的安全控制具有重要意义。 本文研究了基于高压SF₆断路器的变电站维护现场的危险点和安全控制技术，这对于确保维护人员的安全至关重要。在实际操作中，维护人员应严格遵守相关的安全操作规定，并定期进行安全培训和演练，提高应对突发事件的能力。同时，设备维护单位应不断优化维护流程，完善相应措施，采用先进的安全技术，确保维护工作的高效和安全实施。 未来，基于高压SF₆断路器的变电站维护现场的危险点和安全控制技术的研究将朝着智能化、精细化和环保化的方向发展。通过引入先进技术，优化维护流程，可以进一步提高维护工作的效率和安全性，为电力系统的稳定运行提供更加可靠的保障。随着科学技术的不断进步和创新，有理由相信，未来的高压SF₆断路器变电站维护技术将更加先进和完善。