下面是兩篇電子類高級工程師職稱論文，第一篇論文介紹了斷路器非全相繼電器誤動，通過現場初步檢查來分析非全相繼電器誤動作分析。第二篇論文介紹了消防聯動控制系統電子設備，就火災自動報警與消防聯動控制系統進行了簡單介紹。
《斷路器非全相繼電器誤動》
1故障概況
某500kV變電站運維人員看到監控信號發現某220kV線路開關跳閘，查看光字牌及報文信息，光字牌顯示“開關位置不對應”“斷路器位置不一致或非全相”“一、二組控制回路斷線”“斷路器非全相運行”;報文顯示：544ms斷路器非全相運行發生，581ms一、二組控制回路斷線，596ms開關B相分閘、597ms開關C相分閘，600ms開關A相分閘，607ms一、二組控制回路斷線消除，719ms斷路器非全相運行消除。現場檢查開關三相分位且外觀正常，SF6氣體壓力和彈簧儲能也正常。
2現場初步檢查
2.1保護檢查結果
線路保護的第一套光纖縱差(RCS–931A)保護啟動，第二套光纖縱差(PSL–603G)保護啟動，但均未動作出口。從保護的啟動報告上可以得到，保護在開關跳閘過程中并未啟動，僅有開關跳閘造成線路保護啟動，而且開關動作前線路保護三相電壓、電流錄波波形均正常。監控主機上的硬接點信號和軟報文信號都顯示本側開關非全相運行，說明是斷路器本體的非全相保護動作。三相開關在5ms以內先后動作跳閘且保護重合閘未啟動，基本上排除了單相偷跳后引起斷路器本體非全相繼電器動作的可能性。
2.2對斷路器本體的檢查
檢查發現端子箱以及機構箱二次接線狀況良好，但匯控箱內二次接線受潮發霉情況嚴重。匯控柜內有一組加熱器和一組驅濕器，進一步檢查發現匯控柜內用來起動加熱器的溫度控制器損壞，導致加熱器無法正常投入使用，僅靠一組驅濕器工作。斷路器型號為GL314型220kV斷路器，現場檢查發現開關機構狀態與后臺監控一致，機構的分合狀態和動作檢查均未發現異常，控制回路中的輔助開關常開、常閉節點轉換正常，說明開關機構動作正常。現場匯控箱內非全相繼電器存在測試按鈕但無硬隔離防護措施。
3非全相繼電器誤動作的分析
經過現場的初步檢查，分析跳閘原因可能是非全相繼電器誤動作造成開關三相跳閘。而非全相繼電器啟動有兩個途徑：一是繼電器的測試按鈕受到外力導致閉合;二是繼電器得電導致閉合。經查詢，當日現場無檢修人員進行檢修工作，運維人員也未打開匯控箱進行現場工作，而非全相繼電器的測試按鈕受到震動或其他原因導致閉合的可能性也不大，因此判斷是非全相繼電器得電導致閉合。于是開始對該斷路器的非全相回路進行全面的檢查。
3.1對端子排上非全相繼電器接線端子的檢查
首先檢查匯控箱端子排上非全相繼電器的正端子，如圖1所示。匯控箱內X02子排K07:A1接線為繼電器啟動線圈正極性端，X02:41接線分別為非全相繼電器正電源。K07:A1端子和X02:41端子相互鄰近，但兩個端子中間隔了一個空端子，符合《火力發電廠、變電所接線設計技術規定》第6.4.7條規定：正負電源之間以及經常帶電的正電源與合閘或跳閘回路之間的端子排宜以一個空端子隔開。基本上排除了因端子排上的接線問題而造成非全相繼電器誤動作的可能[1]。
3.2對非全相繼電器本體接線端子的檢查
現場檢查非全相繼電器本體的接線時發現存在K07:A1接線端子與正電源臨近且無有效隔離的情況，具體情況如圖2所示。非全相繼電器K07的11觸點接到正電源上，當斷路器運行于非全相狀態后非全相繼電器K07得電，分閘回路中的K07接點延時閉合，從而使出口中間繼電器得電并跳開三相斷路器。如上圖所示，K07:A1為繼電器動作線圈正極性端子，連接繼電器的端子2，而11觸點連接的是端子1，端子1、2相互臨近且沒有任何隔離措施，違反了安徽省電力公司文件《關于落實兩項變電站反事故措施的通知》的規定，斷路器機構箱和端子箱內的三相不一致保護接線端子排中，出口繼電器(包括時間繼電器和中間繼電器)的啟動回路應與正電位接線端子有效隔離。端子1、2間無絕緣隔斷，更沒有空端子隔開，這樣極易發生短路或者因絕緣降低造成非全相繼電器誤動作。
3.3事故結論及處理
經過對該C3–A30繼電器的長期跟蹤發現其動作電壓范圍較大，存在30%～50%額定電壓區間動作的風險，盡管其30%～50%的額定電壓區間動作范圍不滿足目前《國網十八項反措》的要求[2]，但該C3–A30繼電器投運時符合當時的開關設計要求和繼電器出廠要求。結合跳閘現象、檢查結果得出斷路器三相跳閘的原因如下：非全相繼電器的動作線圈A1端子與帶正電的11觸點相鄰，由于匯控柜內的加熱器回路異常使加熱器未正常開啟，因此當繼電器受潮發霉導致繼電器端子和觸點之間的絕緣能力下降后，線圈A1端會因為干擾電壓而“帶電”，而且時間繼電器的動作電壓范圍較大，當干擾電壓達到線圈觸發值時，致使K07繼電器產生誤動作，最終導致線路三相跳閘發生。針對這起斷路器非全相保護動作跳閘，檢修人員立即聯系廠家更換性能更加穩定且符合要求的繼電器，同時保證出口繼電器的啟動回路與正電位接線端子間采取有效隔離措施，確保電網設備能安全穩定地運行。
4防范措施
斷路器發生非全相運行時，三相對稱性被破壞，會出現負序和零序電流并產生過電壓，使電網設備受到損害，給電網的安全運行帶來了極大的隱患。因此，斷路器必須安裝非全相保護以防止斷路器長期非全相運行，早期采用保護裝置中的三相不一致保護，而目前均采用斷路器本體中的非全相保護。斷路器本體中非全相保護的接線是將三相的常開、常閉輔助接點分別并聯后再串聯然后起動一個延時時間繼電器，不采用零序、負序電流來閉鎖保護，再加上220kV及以上斷路器一般運行在戶外，受外部環境的影響較大，特別是當溫度較低、濕度較大時，斷路器輔助接點及其引出電纜極易因受潮引起絕緣降低，極易造成非全相保護誤動作。
為避免今后類似非全相保護誤動作事故的發生，本文提出以下防范措施。對站內所有斷路器本體機構箱中非全相保護接線端子排進行專項排查，重點檢查非全相出口繼電器以及中間繼電器的正極性端子與正電源端子間是否采取有效的隔離措施，未采取有效隔離措施的應加裝絕緣隔片。二次反措規定中，僅對直接作用于出口跳閘的出口繼電器動作電壓及功率給出了明確要求，對啟動出口的時間繼電器無相關要求。但通過此次事故表明，斷路器非全相保護出口時間繼電器動作電壓及功率過低，在特殊情況下將嚴重威脅斷路器安全運行，運行單位應將其更換為動作電壓為直流額定電壓55%～70%，動作功率不低于5W的時間繼電器。變電站內定期對溫控器和加熱器運行情況進行全面排查，在排查過程中若發現凝露、積水，在不影響設備正常運行的情況下，及時對凝露進行處理，并對匯控箱封堵不良進行封堵。
在氣溫變化較大的初春以及初冬時節更要加強對匯控箱的專業巡檢，確保溫控器和加熱器能正常工作。對運維人員加強斷路器本體非全相保護原理的培訓，使運維人員了解巡視過程中匯控箱中非全相保護的危險點。對存在測試按鈕的非全相繼電器采取硬隔離防護措施，同時在繼電器上張貼“三相不一致繼電器，運行中禁動”標識。運維人員在設備驗收時必須要對斷路器本體中的非全相保護進行專項驗收，必須對非全相保護回路進行絕緣測試，并由基建單位提供專項試驗報告[3]。相關開關交直流、開關機構、保護回路上有工作可能涉及到非全相繼電器時，運維人員應補充安全措施并交待現場作業人員，同時要求專業人員采取措施防止非全相繼電器誤動作。
參考文獻
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作者：徐強 李智 汪偉偉 單位：國網安徽省電力公司檢修公司
《消防聯動控制系統電子設備》
【摘要】隨著我國各地城市化進程的日漸加快，各類大規模、大空間建筑所面臨的火災威脅日益嚴峻，基于此，本文就火災自動報警與消防聯動控制系統進行了簡單介紹，并對火災自動報警與消防聯動控制系統的主要電子設備構成、運行原則與運行流程進行了詳細論述，希望由此能夠為相關業內人士帶來一定幫助。
【關鍵詞】火災;聯動控制系統;電子設備
1.前言
很長一段時間我國火災前期預警與火災過程中的消防滅火之間存在著較大隔閡，這雖然未影響二者基本性能的正常發揮，但火災預防與治理的分離卻制約了建筑消防安全水平的進一步提升，很多大型建也因此面臨著較為嚴重的火災威脅，而為了設法扭轉這一現狀、降低火災事故的發生幾率，正是本文就火災自動報警與消防聯動控制系統的主要電子設備展開具體研究的原因所在。
2.火災自動報警與消防聯動控制系統
火災自動報警與消防聯動控制系統主要由兩部分組成，即自動報警系統、聯動控制系統，火災自動報警與消防聯動控制系統的具體應用流程如下：(1)火災信息搜集。當建筑發生火災后，自動報警系統中的火災探測器將搜集環境溫度、煙霧濃度等信息并將其上傳至火災報警顯示盤與火災報警控制器。(2)自動報警。在火災報警控制器確定建筑物發生火災后，控制器將向火災報警顯示盤傳遞報警信號，火災報警顯示盤由此就將發出生活信號提醒人員疏散，火災報警顯示盤報警信息顯示窗所能夠顯示報警探測器編碼則能夠更好引導人員疏散。(3)聯動控制。在探測到火災的火災初期，聯動控制系統將陸續開啟排煙系統、關閉空調機組、開啟火災照明燈、停運電梯、投入消防電梯，而當火災探測器所發現建筑物內部溫度達到一定溫度，消防滅火系統就將真正啟動，火災自動報警與消防聯動控制系統的功能也將實現更深入發揮[1]。
3.聯動控制系統主要電子設備構成
火災自動報警與消防聯動控制系統所涉及的電子設備較為復雜，因此本文僅對其中的火災探測器、火災顯示盤、火災報警控制器、手動報警按鈕、室內消防栓系統、自動滅火系統、廣播系統、聯動中繼器進行詳細論述，具體論述內容如下所示。
3.1火災探測器
火災探測器屬于自動報警系統的重要組成，這一電子設備主要用于探測物質燃燒過程中產生的各種物理現象，由于火災探測器的種類過于繁雜，本文僅對其中的感煙探測器、感溫探測器、感光探測器進行詳細論述，具體如下：(1)感煙探測器。可以細分為離子感煙探測器和光電感煙探測器，二者的原理均為響應燃燒或熱解產生的固體或液體微粒，由此火災發生時的氣溶膠或煙粒子濃度就能夠實現實時上傳，其中前者具備較為優秀的早期報警功能，后者則具能夠通過調節靈敏度滿足不同環境的、不同場所需要。總的來說，感煙探測器主要在火災早期與前期發揮作用，但由于廚房煙與水蒸氣同樣會被探測，這就使得感煙探測器的誤報率較高。(2)感溫探測器。異常溫度、溫升速率、溫差等火災信號均能夠被感溫探測器準確發現，而由于這一火災探測器具備著價格低廉、品種多、適用面廣、可靠性高等特點，這就使得其在我國的應用極為廣泛，不過對陰燃不響應、探測速度慢是該火災探測器存在的不足。(3)感光探測器。火災發生時產生的火焰往往會造成紅外與紫外輻射以及可見光，感光探測器由此就能夠發揮火災探測的能力，不過由于紅外火焰型的感光探測器很容易因太陽、爐子等因素影響出現誤報問題，這就使得紫外火焰感光探測器的應用較為廣泛，但這一感光探測器也具備著容易受紫外線影響、不適用于陽光直射與濃煙擴散地方的不足[2]。
3.2火災顯示盤
火災顯示盤往往分別安裝于不同防火分區，其本質上屬于利用單片機開發的數字式火災報警顯示裝置，由于火災顯示盤通過總線與火災報警控制器相連，這就使得火災顯示盤在自動報警系統中發揮著處理并顯示火災數據的功能，由此失火區域的人員就能夠在火災顯示盤發出的聲光報警信號與探測器編號指示下更好撤離，這對于火災危害降低將帶來較為積極影響。
3.3火災報警控制器
火災報警控制器屬于火災報警系統的中樞，其能夠實現控制火災相關系統信號并為火災探測器供電，而在具體的火災發生時，火災報警控制器能夠發揮以下三方面功能：(1)接收信號。火災探測器收集的火災信號將發送到火災報警控制器處，火災報警控制器將對信號進行分析與處理用以判斷火災的基本情況與發生位置并進行處理。(2)聯動判斷。結合信號火災報警控制器就能夠在啟動火災報警信號的同時聯動滅火設備和消防聯動控制設備。(3)監測聯動控制系統運行情況。通過火災探測器等組成，火災報警控制器能夠時刻關注聯動控制系統運行情況。一般來說，火災報警控制器需要具備功能強、可靠性高、多種功能配置選擇、可配接漢字式火災顯示盤、模塊式開關電源、具備自檢功能等特點，消防泵、排煙機、送風機等設備均應實現由火災報警控制器自動控制。
3.4手動報警按鈕
對于大型建筑來說，手動報警系統同樣屬于其不可獲取的火災自動報警與消防聯動控制系統組成，普通型手動報警按鈕則屬于最常見的手動報警按鈕。普通型手動報警按鈕能夠通過強力按壓按鈕中間的免擊碎玻璃進行火警信號的手動傳遞，火災警報控制器將在第一時間收到由開關量信號轉化而成的數字信號，一般情況下手動報警按鈕的相應時間設置為10s，以此預防可能出現的誤報問題。
3.5室內消防栓系統
室內消火栓系統屬于聯動控制系統的重要組成，聯動中繼器屬于室內消火栓系統的核心，由此消火栓按鈕與消火栓泵得以與消防控制中心相聯系，二者的工作狀態和故障情況均能夠由此實現直觀傳達。在火災發生時，消火栓按鈕能夠通過按壓發出火災報警信號，而這一信號傳遞給火災報警控制器即可實現相應的消火栓泵聯動啟動，消火栓泵的實時狀態也將由此傳遞給消防控制中心，而聯動控制分機則能夠直接通過手動方式控制消火栓泵的啟動，這里的消火栓泵啟動必須得到聯動中繼器的支持。
3.6自動滅火系統
近年來我國很多大型商場安裝了自動滅火系統，這一系統同樣屬于火災自動報警與消防聯動控制系統中的重要電子設備，而干式自動噴淋系統則屬于我國當下應用最為廣泛的自動滅火系統。自動滅火系統存在兩種啟動方式，一種是消防控制中心根據實際情況直接通過聯動控制分機和聯動中繼器手動啟動自動滅火系統，另一種則是建筑物內安裝的水流指示器或報警閥接點閉合時產生的信號傳遞到消防控制中心，聯動控制分機則按照預設啟動自動滅火系統。在自動滅火系統啟動過程中，其工作與故障狀態將被消防控制中心實時監測[3]。
3.7廣播系統
廣播系統同樣屬于火災自動報警與消防聯動控制系統中的重要電子設備，當建筑物內的火災探測器發出報警信號后，聯動控制分機將第一時間按照預定發出指令，這一指令將會使建筑物廣播系統強制進入消防廣播狀態，由此火災撤離就能夠得到更好的支持。
3.8聯動中繼器
聯動中繼器屬于聯動控制系統的核心電子設備組成，一般情況下聯動中繼器由內置微處理器、邏輯控制單元、輸入輸出單元組成，由此聯動中繼器就能夠較好服務于系統編程與設備聯動，除了上文種提到的室內消火栓系統、廣播系統、自動滅火系統外，空調系統、防排煙系統、防火卷簾、防火等設備同樣會在聯動中繼器的支持下實現自動與手動控制。
4.聯動控制系統的運行原則與運行流程
4.1運行原則
為了保證火災自動報警與消防聯動控制系統得以最大化自身效用發揮，本文提出了以下三方面的系統運行原則：(1)將保證人員安全列為首要目標。火災報警信號確認后首先切換廣播、開啟應急照明與送風排煙風機等設備，在人員原理火源后才可開展具體的滅火工作。(2)逐級、逐層原則。消防聯動的開展需要以出現火情的火災分區作為起并點向相鄰防火分區以至相鄰樓層擴展，以此保證人員疏散的安全。(3)防火卷簾和防火門的應用。保證防火卷簾和防火門不會影響人員疏散撤離，并遵循逐級、逐層隔離原則。
4.2運行流程
火災自動報警與消防聯動控制系統所涉及的電子設備較為繁雜，因此本文僅對部分設備的啟動流程進行簡單介紹。圖1為某商場消火栓設備聯動啟動流程，由此可以較為直觀了解火災自動報警與消防聯動控制系統電子設備運行流程，而對于自動滅火系統的聯動啟動來說，當聯動控制分機和聯動中繼器傳遞火警信號后，自動滅火系統將自動啟動，一般情況下啟動延時為20s。
5.結論
綜上所述，火災自動報警與消防聯動控制系統需要得到眾多電子設備的支持。而在此基礎上，本文涉及的火災探測器、火災顯示盤、火災報警控制器、手動報警按鈕等相關電子設備，則直觀證明了研究的實踐價值。因此，在相關領域的理論研究與實踐探索中，本文內容便能夠發揮一定參考作用。
參考文獻
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作者：涂建煌 朱鵬 單位：泰寧縣公安消防大隊
推薦閱讀：《航天電子對抗》(雙月刊)創刊于1985年，由中國航天機電集團8511研究所主辦。報道內容涉及與空間飛行器、導彈武器系統相關的雷達、制導與引信、通訊、導航、C3I等電子設備和系統的電子/光電攻防對抗技術等。
