绝缘杆作业法带负荷更换10 kV高压刀闸技术的研究

2019-02-14陈宇宏张世国林加评李迎

科技与创新 2019年2期

陈宇宏，张世国，林加评，李迎

陈宇宏，张世国，林加评，李迎

（国网厦门供电公司，福建厦门 361000）

以厦门市配网带电作业实际需求出发，参考现有带电作业项目资料，建立起包括绝缘遮蔽装置、绝缘杆杆头装置以及相关技术规程在内的一整套利用绝缘杆作业法带负荷更换10 kV高压刀闸的技术方案。因绝缘手套法中作业人员距离带电体较近，容易引发人身事故；且由于地理位置受限，绝缘斗臂车无法到达，有些高压刀闸的更换只能采用停电作业，造成供电可靠率下降。采用此技术方案，有效提高了供电可靠率。

绝缘杆作业法；绝缘手套法；技术研究；更换高压刀闸

据统计，2014—2017年期间，国网厦门供电公司10 kV架空线路故障中，高压刀闸的故障所占比例高达36.2%.目前传统的带负荷更换高压刀闸的方式是通过绝缘手套作业法进行的，因绝缘手套法作业人员距离带电体较近，容易引发人身事故，且存在绝缘斗臂车无法到达作业地点的情况，很多带缺陷的高压刀闸无法进行带负荷更换。因此，进行技术研究具有必要性和紧迫性。

1 可行性分析

随着配网不停电作业的发展，各类作业项目的开展及工器具的使用已日趋成熟，现阶段开展的带负荷更换高压刀闸项目大多采用绝缘手套作业法，即带电作业人员驾驶绝缘斗进入工作点位，利用斗臂的主绝缘与绝缘手套等辅助绝缘工具，更换高压刀闸。而绝缘杆项目大多运用在10 kV线路断接火项目中，整套带电作业工器具及作业流程已实现固化。采用绝缘杆作业法更换高压刀闸，只需研制相关作业所需的装备，并根据现有技术标准编制相关作业指导书便可实现。

2 技术标准

2.1 旁路柔性电缆电气性能要求

旁路柔性电缆包括高压柔性电缆、高压旁通辅助电缆（上）、高压旁通辅助电缆（下）、柔性电缆辅助连接装置。

旁路柔性电缆电气性能要求：额定电压为8.7/15 kV，额定电流为200 A。热稳定电流水平如表1所示。

表1 旁路柔性电缆热稳定电流水平

时间/s0.20.51.02.03.0 允许短路电流值/A15 85010 0307 0905 0104 090

电动力水平：按组装后的条件在短路电流的作用下不使机械部分的构件损坏和变形，电动力考核水平达到短路电流峰值40 kA（0.2 s，15 850×2.55）。

2.2 交流负荷开关性能要求

额定电压为10 kV，额定电流为200 A，额定开断负荷电流为200 A，额定开断充电电流为20 A，关合短路电流能力中的峰值电流为40 kA，三相分断同期性小于5 ms。

2.3 绝缘性能

直流电阻测试：绝缘电阻摇测＞2 000 MΩ。

2.4 选材原则

2.4.1 承力工具

用于制作承力工具的层压绝缘材料，其纵向和横向都应具有较高的抗张强度，其中横向强度可以略低于纵向强度，两者之比应该控制在1.5∶1之内。用于制作承力工具的绝缘材料，其应具有较好的纵向机械加工和接续性能，在连接方式确定后，材料应具有相应的抗剪以及抗挤压冲击强度。绝缘承力部件只能选用纵向有纤维骨架（玻璃纤维或其他高强度不导线纤维）的层压及模压卷制和引拔工艺生产的环氧树脂复合材料。严禁使用无纤维骨架的纯合成树脂材料制作承力部件。用于承力工具的金属材料，除高强度铝合金外，不允许使用其他脆性金属材料。

2.4.2 绝缘操作杆

较长的绝缘操作杆可选用不等径塔型连接方式的环氧树脂玻璃布空心管及泡沫填充管制作，断的操作杆则可用等径圆管制作。绝缘操作杆的接头及堵头应尽可能使用绝缘材料制作，一般也允许使用金属制作活动接头，其选材应注重耐磨性及防锈蚀性。10 kV及以下电压等级的手持操作杆应考虑全部使用绝缘材料制作。

3 新工器具研制

3.1 绝缘遮蔽工具

通过研究已制定了绝缘杆作业法带负荷更换高压刀闸相应的规程、规范及技术标准，结合现场实际，量取现场设备的各项尺寸，利用CAD绘图技术，完成所需绝缘遮蔽工具的图纸绘制工作，并交付厂家完成工具的生产工作，本绝缘遮蔽工具主要用于隔离高压刀闸及其两端引线，防止相间及相对地短路，保护人身设备安全。绝缘遮蔽工具CAD样式如图1所示。

3.2 柔性电缆杆头安装装置

研究柔性电缆实际安装需求及相关设计指标，完成杆头安装装置的CAD绘制及实际生产。本杆头装置主要用于作业期间旁路电缆的安装及固定工作。柔性电缆杆头安装装置CAD样式如图2所示。

图2 柔性电缆杆头安装装置CAD图

4 作业流程分析

4.1 开工

现场总工作负责人与调度值班员联系，并发布开始工作的命令。

4.2 检查

在作业现场设置安全围栏和警示标志。作业人员检查电杆、拉线及周围环境；检查绝缘工具、防护用具；对绝缘工具绝缘性能进行检测；对旁路作业设备进行外观检查；检查确认待检修线路负荷电流。

4.3 安装绝缘遮蔽

杆上电工对作业范围内的所有带电体和接地体进行绝缘遮蔽，使用绝缘杆安装导线遮蔽罩、瓷瓶遮蔽罩及高压刀闸绝缘隔板。

4.4 旁路系统安装

旁路系统安装步骤具体为：①敷设旁路作业设备防护垫布、旁路防护盖板、旁路电缆。杆上电工与地面电工相互配合，安装旁路开关及余缆工具，旁路开关外壳应良好接地，将与架空线连接的旁路电缆及终端固定在电杆上。②连接旁路电缆并进行分段绑扎固定。杆上电工将旁路电缆与旁路开关连接好，将剩余电缆可靠固定在余缆工具上，杆上电工返回地面。③工作完成后检查各部位连接无误，将已安装的旁路电缆首、末终端分别置于悬空位置，合上旁路开关。使用绝缘电阻检测仪对组装好的旁路作业设备进行绝缘电阻检测。④绝缘电阻检测完毕，将旁路电缆分相可靠接地充分放电后，将旁路开关断开，并将旁路电缆的屏蔽层接地。

4.5 更换高压刀闸

杆上电工按相位依次将旁路开关电源侧旁路电缆终端与架空导线连接好。合上旁路负荷开关，并锁死保险环，旁路系统投入运行。确定旁路系统运行正常，断开高压刀闸，并拆除高压刀闸引线。杆上电工经带电作业工作负责人同意，完成三相高压刀闸的更换及试分合工作，并搭接两侧高压刀闸引线，最终拉合新换好的高压刀闸检测通流情况，无问题后返回地面。