（国网新疆电力有限公司国网和田供电公司 新疆和田市 848000）
摘要：近年来，电网工作人员在换流站等高电压现场施工过程中触电事故频发，虽然规范中规定了电力工作时与带电物体的最小安全距离，但施工人员在施工过程中由于对距离的估计不准确，触电事故仍然层出不穷。这不仅危害施工人员的安全，有些事故甚至导致电网解列，致使大面积停电，破坏电网的稳定性，国民经济生产受到极大影响。随着可再生能源的大力发展，光伏电站的建设和运维成为热点。光伏电站主要由光伏组件串、光伏电站直流汇流箱、逆变器、升压变压器等组成，包含了大量的低压光伏电站直流设备。为了保障光伏电站生产作业人员的人身安全，在日常的运维工作中，作业人员需要与带电设备保持相应的安全距离。GB/T35694-2017《光伏发电站安全规程》中规定了光伏电站运行、维护、检修和调试安全的技术要求，但未涉及与设备安全距离相关的内容。GB50061-2010《66kV及以下架空电力线路设计规范》中给出了10kV及以下架空电力线路的导线与杆塔构件、拉线之间的最小间隙，其中，3～10kV的最小间隙为0.2m，3kV以下的最小间隙为0.05m。DL/T5220-2005《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》中给出了配电线路的导线与拉线、电杆或构架间的净空距离，其中，1～10kV的净空距离为0.2m，1kV以下的净空距离为0.1m。但以上安全距离仅适用于交流设备，并不适用于光伏电站的低压光伏电站直流设备。目前，国内外研究机构对高压光伏电站直流和低压交流设备的安全距离研究较多，但暂未有对低压光伏电站直流设备安全距离的研究。《国家电网公司电力安全工作规程(光伏电站部分)》正在制订中，各单位作业人员暂时按照自定规章制度或经验进行作业，存在一定安全风险。因此，为填补光伏电站直流设备安全距离规定的空白，给安全工作规程的制定提供依据，保障光伏电站作业人员的人身安全，需要对光伏电站直流设备的安全距离进行分析研究。
关键词：光伏电站；光伏电站直流设备；安全距离
引言
目前，在高电压环境中，施工人员采取的措施往往都是根据自身的施工经验，将吊车壁与带电体保持一定的安全距离；或者在施工前制定好安全施工方案，采用竹排保护屏障限制塔机回转的方式。但这些经验方法不能完全避免施工中由于机械靠近带电物体而引起的触电、短路跳闸事故。因此，研制一种可靠的技术措施，保证高电压环境施工过程中安全的预警系统迫在眉睫。目前市场上常用的安全距离预警装置一般都是利用超声波或电场感应技术实现测距，但此种装置往往具有检测范围小，测距结果不准确等缺点。
1光伏电站直流电场测量原理
光伏电站直流电场测量原理主要涉及到以下方面内容：为提高安全距离预警系统的可靠性，测量装置应对光伏电站直流电场具有很高的分辨精度。在处理微弱光伏电站直流电场信号时，由于交流信号的放大运算操作比光伏电站直流信号容易且精确，因此系统采用旋转伏特计将高压带电体附近的光伏电站直流电场信号转换为交流电流信号，其静磨片暴露在电场中的面积周期性变化，磨片上的感应电荷量也随之周期性变化，测量形成的电流即可得到测量点的光伏电站直流场强。将旋转伏特计测量点电场强度分解为与其感应面法向平行和垂直的两个分量，由于垂直分量不能在磨片上产生感应电荷，因此旋转伏特计只能测量与其感应面法向平行的电场强度。为得到准确的测量点电压，系统上、前、左三面均设置一个旋转伏特计探头，将测得的交流电流信号经过电流电压转换、放大、滤波、模数转换后，最终输出电场信号到控制模块，经控制模块计算后，便可得到光伏电站直流场强的大小与方向，从而判断出障碍物方位。最后，控制模块根据系统内设定的报警阈值做出判断。
2光伏电站直流混联系统静态安全距离及其灵敏度
光伏电站直流混联系统静态安全距离及其灵敏度主要涉及到以下方面内容：在以往的交流系统有功安全校正中所用到的灵敏度，为了尽可能达到调整量最小的目标，根据过载最严重的支路选择灵敏度大的控制机组，然后根据过载量、发电机出力约束确定该机组的控制量。但这样可能导致正常支路过载以及校正过的支路在后继调整中出现过载。在光伏电站直流混联系统中，由于交／光伏电站直流系统电气量的强耦合关系，若不计及系统安全约束调整灵敏度较大的电气量，极有可能使重要的交流潮流断面越限和引起光伏电站直流系统的继发性换相失败，使系统面临更大的安全威胁。传统方法就是依据该灵敏度对越限边界进行安全校正，但是这也就意味着其无法计及对其他安全约束的影响，往往会使安全校正控制的效率变低，产生“拉锯”现象。
3系统整体结构设计
系统主要包括电场测量模块、超声波测距模块、信号处理模块、控制模块和声光报警模块５个模块。系统开启后，信号检测端将接收到的监控信号进行前端分析处理，取50Ｈｚ工频信号，经过数字滤波排除干扰信号，分析其信号强度，当检测端与输电线路或带电设备的距离小于设定限值时，根据三级报警阈值，发出无线报警信号给接收端，接收端在接收到该信号后报警，提示操作人员，施工机械已接近强电，需注意安全，以免机械设备作业时超出安全距离对输电线及高压电力设备造成破坏，影响电网的安全运行。
4光伏电站直流设备的安全距离
通过对光伏电站的现场调研可知，光伏电站直流汇流箱、光伏电站直流配电柜可以在设备带电的情况下打开，柜内存在裸露的带电部分，运维工作中也需要对光伏电站直流设备进行直接或间接检测、维修。因此，结合光伏电站直流设备安全净距和现场实际情况，提出光伏电站直流设备的安全距离及安全注意事项。首先是对于柜内有固定式网状隔板的光伏电站直流设备。网状隔板与带电体的安全距离应不小于10cm(即2cm+7cm+1cm)。其中，2cm为安全净距，一般运行人员手指误入网状隔板时的指长不大于7cm，另外考虑1cm的误差。其次是对于柜内无固定式网状隔板的光伏电站直流设备。1)需要在停电的光伏电站直流设备上进行工作时，应首先对设备进行停电，作业人员应穿戴低压绝缘安全手套(或带电作业用绝缘手套)、绝缘鞋打开柜门，并对设备进行验电及接地。2)需要在柜门打开的情况下，对停电后的设备送电进行带电检测时，应在有人监护的情况下进行，作业人员与设备的安全距离应不小于60cm(即2cm+50cm+8cm)。其中，2cm为安全净距，50cm为在有人监护的情况下的人体活动范围，另外考虑8cm的误差。
结语
总之，对于光伏电站直流设备：首先是若柜内有固定式网状隔板，网状隔板与带电体的安全距离应不小于0.1m；其次是若柜内无固定式网状隔板，在有人监护情况下，作业人员与带电体的安全距离应不小于0.6m；最后是在停电设备上工作时，作业人员应穿戴低压绝缘安全手套、绝缘鞋打开柜门，并对设备验电及接地。
参考文献
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