閃電模擬實驗室如何保證安全？

無論何處釋放高達1.5兆伏的人工觸發閃電電流，人員都必須保持適當的距離。下文以一家澳大利亞變壓器制造商為例，說明了 PSS 4000自動化系統在滿足靈活性和模塊化要求的同時，亦可實現zui高的安全性。

威爾遜變壓器公司位于澳大利亞墨爾本郊區格倫韋弗利。公司自1933年起開始從事工業電力與配電變壓器的制造，主要用戶包括工廠、城鎮和社區。在向各地的客戶交付之前，變電站會經過一個多階段試驗程序： 在日常運行中，變壓器必須能在欠壓且負載波動的情況下安全、可靠地工作。

威爾遜變壓器公司的產品不僅有小巧緊湊型變壓器，還包括大如小型房屋、重達數噸的變壓器，因此測試設施和物理條件必須滿足各自產品的需求。測試過程中會采用高達22千伏的電壓、模擬閃電，一些變壓器還會使用可燃氣體或液體進行冷卻，因而需要采取適當有效的措施來降低對測試人員造成的危險。為了實現這一目標，必須根據各種變壓器的需求采用一種智能、靈活的安全理念。 

PSS 4000 的靈活安全理念

Pilz自1999年就在澳大利亞設立了分公司。威爾遜變壓器的合作伙伴之一Downer Australia此前曾與Pilz成功合作,實施了很多安全項目，因此很快便與來自德國的自動化專家建立了。他們共同提出了一個測試和安全概念，該概念基于靈活、可連接的測試和安全區，以及皮爾磁的PSS 4000自動化系統。

這一針對控制和安全任務的集成解決方案非常適合于聯合工廠；模塊化特點使其能隨時擴展，且無需任何復雜的安裝和操作流程便可實現集成。測試實驗室中的測試裝置對噪音極其敏感，因此使用皮爾磁的光纖電纜和SafetyNET p建立了連接。

安全概念的主要目標是為測試人員和周圍區域的其他人員提供可靠的防觸電保護。“但是，我們的危險分析還必須考慮可能性極低的事件，即變壓器可能會在初次啟動時發生爆炸，飛濺的零部件會造成嚴重的危險，”Pilz技術和 PSS 4000 專家 Adam Hallinan 說道。

*步是將測試中心分為安全控制室和靈活、可控的測試區： 。測試的變壓器通過兩扇電動卷簾門后被運送到測試中心。編碼型安全開關 PSENcode 監測卷簾門的狀態，并防止測試期間有人擅自進入該區域。Pilz的 PSENcode 之所以受到青睞，是因為除了安全性之外，它還能提供高水平的操縱保護。

這些設備設計緊湊，內置操縱和故障保護，兼具評估和診斷功能。 集成評估也使 PSENcode 可以在不降低安全等級的情況下串聯；因此，無需額外的評估設備。

集安全控制和傳感器技術于一體

所有變壓器測試都通過兩個互連的測試和控制實驗室進行。配備測試區1和2的實驗室1（必要時可合并形成測試區3）負責大型電力變壓器的測試，而配備測試區4和5的實驗室2（合并時形成測試區6）負責中型電源設備的測試。實驗室和測試區之間設有連接門（即總共四個測試區）；每個實驗室還有一扇門通往外部。

安全開關 PSENslock 監測所有的六個門以及自動化系統PSS 4000。在必須頻繁打開門的情況下，機械防護鎖緊裝置存在劣勢，因為它們需要調整。 PSENslock 是一種非接觸式編碼安全開關，內置500牛或1000牛磁性聯鎖。PSENslock 作為現有機械技術的安全替代方案，可提供安全的位置監測和過程鎖定。高水平的操縱和故障保護以及低磨損確保其具有較長的使用壽命。

根據變壓器的尺寸，可以使用移動圍欄在測試中心內將靈活可調的測試區相互隔離。這樣，每個測試區都可以作為一個獨立的單元。將使用測試脈沖和 PSS 4000 上輸入的電纜插在各個圍欄部分之間，形成完整的環路。只有當自動化系統 PSS 4000 上的控制系統指示連接后，才能開始試運行。

實時無干擾信號傳輸

Pilz的分散式系統 PSSuniversal 負責從安全傳感器 PSENcode 和 PSENslock 以及八個緊急停止按鈕處采集數據；數據通過光纖電纜傳送至中央控制系統 PSSu PLC。與中央計算機的通信可以通過用戶界面和 Modbus TCP 實現。用戶界面向 PSSuniversal PLC 顯示需要的級別或保護類型：

0. 無聯鎖

1. 門已關閉

2. 圍欄已關閉

3. 門和圍欄已關閉，變壓器處于初始測試模式

為確保信號不受干擾，PSS 4000 會按照特定順序預期級別變化。 Adam Hallinan明確強調：“控制系統 PSSuniversal PLC 是 PSS 4000 系統環境的一部分，非常適用于互連的工廠，而且具有模塊化特點，可隨時輕松擴展。這為機器和工廠建造者提供了廣泛的自動化解決方案，這些方案易于實施和管理，可以確保標準化和安全性。”

PSS 4000實際上由各種等級的硬件設備和架構組件組成。實時以太網 SafetyNET p是開放式自動化系統的支柱。SafetyNET p 將所有控制組件聯網，并傳輸數據執行標準、安全相關的控制任務。結合軟件平臺 PAS 4000 和相應的程序編輯器 PASmulti 以及 EN/IEC 61131-3 編輯器，該自動化系統管理起來簡單而又靈活。

“除 PSS 4000 自動化系統具有高度的靈活性和模塊化優勢外，Pilz在安全和自動化技術領域擁有多年的經驗也是我們在決策時考慮的一項重要因素。我必須強調一下，Pilz的工作人員從設計、開發、技術選擇一直到調試階段都提供了非常好的支持，”來自Downer Australia 的 Nick Kolokotronis 總結說。 這樣看來，還有很多其它高壓項目在澳大利亞上馬也就不足為奇了。