云南电网有限责任公司文山供电局 高文逸 李云川 苏嘉力 何昱蓉

1 引言

在电气系统中，为了判断和评价变电站内运行的电气设备的性能，保证其安全稳定运行，需要对变电站电气设备的电流进行定期维护和故障评估。为防止维修检测设备在维修检测过程中因各种原因而中断，突发电气或感应电源故障会危及维修、检测人员、仪器设备的安全，以确保维修检测设备在事件发生时的安全停电。目前，电气系统中常用的接地方法是将一些电气设备接地（可以通过关闭每个输入侧维护设备上的接地线来实现），主桥变压器母线、电容器组、接地变压器等设备的连接必须通过耦合地线来实现[1]。为保证合闸运维试验的安全，提高回程运维试验操作的效率，需要以安全、便捷、可靠的方式进行地线放置操作。因此，一套能够保证地线安全、可靠、灵活操作的接地线操作杆万能转换装置对于提高工作效率、保障运维人员的安全是必不可少的。

2 电气设备停电检修接地线装设操作现状

目前，变电站电容器组、接地变压器、10kV主变线桥等停电检修试验设备均安装接地线操作杆万能转换装置。从试验装置的输入侧引出地线，在卡口上戴上绝缘手套，握住地线控制棒保护环下方的部分，将接地线夹对准指定的接地点位置，顺时针旋转控制杆，将接地线夹固定到电气设备位置细节。

但是，电容器组、接地变压器和其他变电站设备现在都是封闭设备，并且开启的设备被屏蔽门包围以确保安全。当需要钩住地线时，断电后电门打开，操作人员使用地线控制杆钩住地线[2]。由于设备外观、设备结构和接地点位置的限制，地线电流的中断在运行过程中，经常会出现使地线无法正常可靠安装的问题。

一是变电站常用的10kV接地线操作杆长度约为1m。一些老变电站更换或增加新设备后，由于变电站厂房结构和新增设备安装的结构和位置有限，在某些情况下（由于设备与墙壁距离较近）由于操作空间有限，无法使用地线控制杆安全可靠地挂地线，必须采用规范的操作方法来实现地线挂接。对于电容器等设备，如果停电后没有完全放电，操作人员在钩住地线时使用了错误的方法会带来安全隐患。

二是一些厂家把电容器做成一组装置，其中接地线悬于电容器和电缆头之间，尤其是中性点接地点靠近装置内部地线放置。地线操作杆的操作难以完成，增加了操作人员的操作负担，也增加了电气设备的老化和维修时间，降低了工作效率，无法保证地线的可靠性[3]。变电站电容器组设备、接地变压器组合柜等用电设备发生停电检修时，操作人员不规范地使用地线，悬空地线会对人员和设备的运维安全存在较大隐患，是摆在运维人员和变电站电气系统维护面前急需解决的问题。

3 接地线操作杆万能转换装置特点

一是接地线操作杆万能转换装置，包括一端带有地线卡口的地线连接器和地线卡口内套有地线连接器的可沿轴线移动的一体式弹簧机。向下移动的地线闭合装置，接地线连接体的另一端装有万能转向装置，包括防侧传输线、万能锁紧螺母和万能转向钢球，转向装置安装在万能轮外侧转向装置装有卡口功能杆和接地用的夹紧传动装置。

二是对接地线操作杆万能转换装置的传动轴穿过万能转向钢球的中心，一端固定在接地夹卡口附近的转换装置上，另一端固定在接地夹的卡口处，利用万能接地夹，夹紧装置固定在控制杆卡口的一端。万能球锁紧螺母固定在转换装置靠近地线夹传动装置的一端，万能转向球可以在万能球锁紧螺母的固定件上转动[4]。

三是万能转向装置外侧的操纵杆卡口由垂直于筒体的两个等长的小圆柱体组成，两个小圆柱体对称分布在筒体内，大小相匹配，地线夹为刚性圆柱体，刚性圆柱体的直径小于地线控制杆头部的内径。

4 接地线操作杆转接装置的研制

为解决地线操作杆在某些情况下不能正常、可靠、方便使用的问题，对变电站现场相关设备的内部结构和安装位置、现场及操作结构进行了研究。在检查了工作原理后，研究人员设计了一种由接地线悬挂的辅助控制装置。接地线操作杆万能转换装置如图1所示。

4.1 接地线操作杆转接装置的研制背景

在电力系统中，当变电站中的一些用电设备，如电容器片、母线桥、接地变压器等需要断开进行检修时，为保证工作人员的安全和设备的维护检测，任何侵入侧故障维护设备应安装地线，以防止测试人员和设备的安全发生突然触电的现象。目前，变电站内的接地电缆安装有带接地电缆的专用控制杆，依靠接地电缆控制杆完成操作。此外，在更换一些旧设备或增加新设备的同时，也需要借助接地线操作杆转接装置来实现。在安装新设备时，设备断电固定后，如果接地线运行不规范、接地线不可靠，也给操作、维护人员以及设备的安全带来隐患。

4.2 接地线操作杆转接装置的研制内容

一是为了克服上述背景的不足，提供一种结构简单、使用方便、可靠性高的接地线操作杆万能转换装置。

二是通过以下技术方案实现包括一端带有地线卡口的地线连接体，弹簧接头机缠绕在接地卡口内的地线连接体上。可以沿轴移动，向下移动的地线闭合装置，接地线连接体的另一端装有万能转向装置，包括防侧倾传输线、万能带球锁紧螺母和万能转向钢球，转向装置安装在万能轮外侧转向装置装有卡口功能杆和接地用的夹紧传动装置。

三是接地线操作杆万能转换装置转动的钢索穿过万能转换装置转向钢球的中间，一端固定在接地夹卡口附近的转换装置上[5]。另一端固定在卡口控制杆的一端，万能球锁紧螺母将万能转向球固定在转换装置靠近地线夹传动装置的一端，万能转向球可以在万能球锁紧螺母的固定件上转动。

四是万能转换装置安装在地线控制杆和地线夹之间，作为使用地线控制杆钩住地线时的辅助装置，具有结构简单、使用方便、可靠性高的特点；适用于电气系统设备停电检修的悬挂地线操作，大大提高了电气系统停电检修期间接地铰链操作的安全性、可靠性和运行效率。

4.3 接地线操作杆转接装置的实施方式

一是接地线操作杆万能转换装置包括一端带有地线夹的卡口、地线连接体和地线卡口内，地线连接体上带有套筒的一体式弹簧机构，弹簧机构可以沿轴向降低地线锁定装置。地线连接体的另一端装有万能转向装置，该万能转向装置由防转传动线、万能球锁紧螺母和带万能钢球轴承的方向盘组成，万能传感装置分别装有卡口功能杆和带接地夹的夹持传动装置。

二是如图2所示，万能转向装置的防扭传输线穿过万能转向钢球的中心，一端在接地夹接地的卡口附近固定有转换装置和闭合装置，另一端固定在操作杆卡口的一端；万能球锁紧螺母将万能定向钢球固定在转换装置靠近接地夹钳与传动装置的一端，万能定向钢球方向，滚珠锁紧螺母可旋转至固定位置。

三是万能转向装置外侧的操纵杆卡口由两个等长的垂直于圆柱体的小圆柱体组成，圆柱体对称分布在圆柱体内。卡口轴尺寸对应，地线夹为刚性圆柱体，刚性圆柱体的直径小于地线控制杆头部的内径。

四是变电站电气设备停机检修时，需要悬吊接地线，且受装置结构和操作角度的限制，需要使用万能地线转换杆装置时对齐挂钩上的地线夹。万能转换装置的卡口接地夹，按下接地夹即可锁定装置。插入接地夹的两个突起后，插入接地夹的卡口，转动接地夹将接地线夹到接地自动从其弹性装置旋转，将接地线夹固定到卡口夹地线上。同样的操作方法可以将万能转换装置的控制杆的卡口调整到地线控制杆上，将万能转换装置连接到接地夹和接地线控制杆后，可根据设备结构、接地点位置和方便程度，用接地线控制杆钩住电线，将万能转换装置调整到方便的角度，然后顺时针旋转底部，将地线夹调整到设备指定的接地点，即可完成挂地线工作。

4.4 接地线操作杆转接装置使用方法

变电站检修试验现场，在断电情况下需要对电气设备进行检修的悬空地线进行操作。由于工厂环境、设备结构和操作角度等原因，需要使用接地线操作杆转接装置，有线控制杆移动。将地线夹对准接地控制杆适配器的卡口，将地线夹压紧以锁定设备。当地线夹的两个突起被推入地面时，旋转地线夹放置接地夹的卡口。此时，接地夹的闭合装置从其弹性装置自动转动，将接地夹连接到适配器夹控制杆的接地卡口上，可采用同样的操作方式，将控制棒适配器的控制棒卡口与地线控制棒连接。将万能转换装置连接到接地夹和接地线控制杆后，可根据设备结构、接地点位置和方便程度，用接地线控制杆钩住电线，将万能转换装置调整到方便的角度，然后顺时针旋转底部，将地线夹调整到设备指定的接地点，即可完成挂地线工作。

5 装置现场布置

继成功开发了亚太变压器、新皇变压器、陆桥变压器、裕信变压器等变电站的接地线杠杆转换设备、电容器组和接地变压器。应用和影响验证是在维护测试工作场所级别进行的，地线吊线作业中使用控制杆转接装置后，操作人员可以根据接地点位置和操作舒适度的要求，使用地线控制杆调整转接装置的角度，满足操作人员方便的要求，再转动控制杆，将接地线夹调整到设备接地点，轻松完成接地线铰链的操作，克服了变电站因电器而导致的电容器和底层变压器的问题结构、安装位置、接地点位置等现状问题，如操作不当、接地线悬吊不可靠等。通过变电站人员运行维护发现，由于安装结构、设备安装位置、接地点位置等原因，部分地线悬空，地线从原来的平均15min减少到现在的平均只有5min，而且地线挂得更紧，漏电的可能性大大降低，可靠性提高，提高了操作的安全性和效率。

6 结语

本文提出的接地线操作杆万能转换装置的研究成果具有结构简单、操作方便、工作效率高等优点。转换装置与地线控制杆配合使用，适用于停电情况下维修设备的地线悬吊操作，无需改造其他设备和结构。地线的操作对电容器组来说是比较危险的，停电修复时将变压器等设备接地，为变电站提供解决方案。转接装置在变电站现场的应用，提高了悬吊式接地线在检修设备损坏的情况下操作的方便性、安全性和可靠性，提高了工作效率，保证了操作人员以及设备的安全。