10 kV高壓中置柜通用便攜式核相手車的研制

方志輝，王松華，王建軍，蔡 雄，繆武林

（國(guó)網(wǎng)浙江岱山縣供電公司，浙江 岱山 316200）

10 kV高壓中置柜通用便攜式核相手車的研制

方志輝，王松華，王建軍，蔡 雄，繆武林

（國(guó)網(wǎng)浙江岱山縣供電公司，浙江 岱山 316200）

在新建、改建、擴(kuò)建及電纜改接等電力工程中，如遇電網(wǎng)相位變動(dòng)，設(shè)備第一次送電時(shí)需進(jìn)行核相。鑒于傳統(tǒng)高壓中置柜核相的諸多不足，研制了中置柜通用便攜式核相手車裝置，通過(guò)對(duì)裝置操作方法、核相手車結(jié)構(gòu)型式及材料選擇的分析，說(shuō)明該裝置具有節(jié)省人力、避免令克棒滑脫和核相棒卡斷的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中具有廣闊應(yīng)用前景。

高壓中置柜；核相手車；環(huán)網(wǎng)；可靠性

0 引言

供電可靠性是考核供電企業(yè)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電力企業(yè)供電可靠性管理的到位與否，是衡量電力企業(yè)內(nèi)部管理水平高低的重要指標(biāo)之一[1]。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無(wú)論是企業(yè)還是居民，都對(duì)供電可靠性提出了更高的要求，為滿足客戶需求，供電公司積極推行環(huán)網(wǎng)供電方式，力求做到少停電、不停電。而要實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電，最重要的是保證開(kāi)關(guān)柜內(nèi)母線和線路側(cè)相位的一致性，否則就會(huì)引起相間短路故障，危及人身、電網(wǎng)及設(shè)備的安全，嚴(yán)重影響供電可靠性。《浙江省電力系統(tǒng)縣級(jí)調(diào)控管理規(guī)程》規(guī)定：新建或改建線路第一次送電時(shí)，需經(jīng)核相正確后方可投入電網(wǎng)運(yùn)行。

1 傳統(tǒng)核相工作存在的問(wèn)題

目前配電網(wǎng)開(kāi)閉所里的線路間隔多采用手車式高壓中置柜，進(jìn)行內(nèi)母線與線路核相時(shí)，一般由4人操作、1人監(jiān)護(hù)，其中2人分別用令克棒同時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)柜封閉隔離檔板并保持住，另2人將無(wú)線核相棒伸入開(kāi)關(guān)柜靜觸頭進(jìn)行核相。這種核相方式，在開(kāi)啟中置柜內(nèi)部擋板時(shí)需占用2人，而10 kV中置柜附近往往空間狹小，人員多會(huì)給核相工作造成不便，如圖1所示。

圖1 核相試驗(yàn)

傳統(tǒng)核相過(guò)程中，操作人員需長(zhǎng)時(shí)間保持圖1（b）所示姿勢(shì)，易造成疲勞。在此過(guò)程中令克棒存在滑脫的危險(xiǎn)，一旦滑脫會(huì)造成安全距離不足0.7 m，存在安全隱患。對(duì)國(guó)網(wǎng)浙江岱山縣供電公司（以下簡(jiǎn)稱岱山公司）2013年開(kāi)閉所核相過(guò)程中令克棒滑脫情況的不完全統(tǒng)計(jì)顯示：平均每月核相次數(shù)5.5次，滑脫次數(shù)2.125次，安全距離不足0.7 m的有0.5次。

核相過(guò)程中使用令克棒頂開(kāi)隔離擋板很費(fèi)力，且2名操作人員用力要均勻，并長(zhǎng)時(shí)間保持這種姿勢(shì)，如果其中1人用力減小，會(huì)使封閉隔離擋板一側(cè)突然封閉，卡住無(wú)線核相棒，引起核相棒斷裂。一旦核相探頭斷在靜觸頭里，整個(gè)中置柜母線需停電，才能取出斷掉的靜觸頭，從而擴(kuò)大了停電范圍，影響了供電可靠性。

文獻(xiàn)[2]記載某高壓試驗(yàn)人員在高壓中置柜內(nèi)持核相桿對(duì)2條不同10 kV進(jìn)線間隔進(jìn)行核相時(shí)，誤將信號(hào)器尾端的絕緣棒碰到柜B相母排支撐，導(dǎo)致采集器接觸頭至絕緣棒絕緣擊穿，引起相間短路。

為避免上述安全隱患以及操作不便等問(wèn)題，岱山公司研制了一種中置柜通用便攜式核相手車裝置。

2 核相手車設(shè)計(jì)方案

2.1 裝置操作方法簡(jiǎn)介

針對(duì)核相手車的類型設(shè)計(jì)了3種方案：電動(dòng)式核相手車，手動(dòng)式核相手車，氣動(dòng)式核相手車（見(jiàn)圖2—4）。

圖2 電動(dòng)式核相手車

圖3 氣動(dòng)式核相手車

圖4 手動(dòng)式核相手車

電動(dòng)式核相手車操作方法如下：用固定架將核相手車固定在開(kāi)關(guān)柜上，在推進(jìn)器上安裝進(jìn)到位限位開(kāi)關(guān)及退到位限位開(kāi)關(guān)；起動(dòng)時(shí)，按下前進(jìn)按鈕，由電動(dòng)推進(jìn)器壓板將隔離檔板打開(kāi)并固定住，到位后限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電源，電機(jī)停轉(zhuǎn)；后退時(shí)，按下后退按鈕，由電動(dòng)推進(jìn)器壓板關(guān)閉封閉擋板，到位后限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電源，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

氣動(dòng)式核相手車操作方法如下：用固定架將核相手車固定在開(kāi)關(guān)柜上，起動(dòng)手動(dòng)氣壓泵，使推進(jìn)器向前，用壓板打開(kāi)封閉擋板；停下手動(dòng)氣壓泵，將封閉擋板固定住；核相完成后，松開(kāi)手動(dòng)氣壓泵，推進(jìn)器退回，封閉擋板關(guān)閉。

手動(dòng)式核相手車操作方法如下：用固定架將核相手車固定在開(kāi)關(guān)柜上，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，同時(shí)觀察封閉擋板打開(kāi)情況，待封閉擋板安全打開(kāi)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，并將打開(kāi)后的封閉擋板固定住；核相完成后，反方向轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，推進(jìn)器壓板松開(kāi)封閉擋板，關(guān)閉封閉擋板。

電動(dòng)式核相手車，省時(shí)省力，操作簡(jiǎn)易，但需提供電源，且在操作過(guò)程中，一旦限位開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法起動(dòng)和停止。氣動(dòng)式核相手車設(shè)計(jì)難度大，制作要求高，在推進(jìn)器出現(xiàn)故障時(shí)存在安全隱患。兩者制作工藝復(fù)雜，成本高，不宜采用。手動(dòng)式核相手車制作簡(jiǎn)單，成本低，操作人員只要熟知開(kāi)關(guān)柜封閉隔離檔板工作原理即可。因此綜合比較后，確定采用手動(dòng)式核相手車方案。

2.2 手動(dòng)式核相手車結(jié)構(gòu)型式的選擇

手動(dòng)式核相手車可以分為固定式和便攜式2種。目前，10 kV配電網(wǎng)開(kāi)閉所線路開(kāi)關(guān)柜均為手車式高壓中置柜型，高度都一樣，但寬度有65 cm和85 cm 2種。固定式核相手車只能在同一寬度的開(kāi)關(guān)柜上使用，如果每1個(gè)開(kāi)閉所都配備1個(gè)核相手車，成本較大；并且寬度分別為65 cm和85 cm的公用核相手車，容易拿錯(cuò)，不宜采用。而便攜式核相手車可以進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)，能適應(yīng)不同寬度的開(kāi)關(guān)柜，組裝方便，制作簡(jiǎn)單。另外，固定式安全檔板直接焊接在移動(dòng)架上，雖然使用前不需組裝，但運(yùn)輸麻煩，且占空間；便攜式在使用前需進(jìn)行組裝，但由于安全檔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，組裝簡(jiǎn)單。經(jīng)綜合考慮，采用寬度可調(diào)節(jié)的手車與安全擋板。

2.3 固定架的材料選擇

查閱相關(guān)資料，得到鍍鋅鋼與不銹鋼的性能指標(biāo)，詳見(jiàn)表1、表2。為了更好地比較、權(quán)衡，從重量、強(qiáng)度、耐腐蝕、硬度、價(jià)格5個(gè)方面對(duì)2種材料進(jìn)行了加權(quán)綜合評(píng)分，評(píng)分結(jié)果如表3所示（優(yōu)4分，良3分，中2分，差1分）。從表3可以看出，鍍鋅板、不銹鋼得分差不多，但鍍鋅板在價(jià)格上遠(yuǎn)低于不銹鋼，因此選擇鍍鋅板作為固定架的材料。

2.4 安全檔板的材料選擇

通過(guò)查閱相關(guān)資料知，F(xiàn)R-4（環(huán)氧玻布層壓板）與SMC（模塑版）2種材料適合制作安全檔板，他們的性能指標(biāo)見(jiàn)表4。同樣，為了對(duì)比這2種材料的優(yōu)劣，從比重、強(qiáng)度、吸水性、耐電弧、價(jià)格5個(gè)方面進(jìn)行加權(quán)綜合評(píng)分，得知SMC比重輕、透明度好、耐電弧性好，因而采用SMC作為安全檔板的材料。

3 成品制作及性能測(cè)試

3.1 成品制作效果

研制生產(chǎn)的便攜式核相手車成品見(jiàn)圖5。該裝置寬度可以在65～85 cm任意固定，適用于各種寬度的開(kāi)關(guān)柜。可以將核相手車部件裝在儀器箱內(nèi)，隨身攜帶，適合遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)組裝方便。

表1 鍍鋅鋼板機(jī)械性能

表2 不銹鋼機(jī)械性能

表3 固定架材料評(píng)分結(jié)果

表4 FR-4與SMC材料性能比較

圖5 便攜式核相手車成品

3.2 性能測(cè)試

岱山公司采用自行研制的便攜式核相手車對(duì)3只開(kāi)閉所中置柜進(jìn)行了多次性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，該裝置解決了傳統(tǒng)中置柜核相中存在問(wèn)題，取得了良好效果：

（1）節(jié)省人力。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，采用便攜式核相手車進(jìn)行核相，可以將原有的4人操作、1人監(jiān)護(hù)，減少為2人操作、1人監(jiān)護(hù)，避免了因人多、空間狹小而對(duì)核相工作造成干擾。

（2）避免令克棒滑脫。直接將核相手車推入線路開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，減少了令克棒操作人員，操作空間大，消除了因令克棒滑脫而使操作人員與帶電部分安全距離小于0.7 m的危險(xiǎn)。

（3）避免核相棒卡斷。便攜式核相手車用機(jī)械結(jié)構(gòu)代替了人員操作，消除了因操作人員用力不均導(dǎo)致核相棒被卡斷的安全隱患。

由此可見(jiàn)，對(duì)于將安全與供電可靠性擺在首位的供電企業(yè)而言，這種新型便攜式核相手車既能滿足安全生產(chǎn)要求，提高供電可靠性，又能節(jié)省人力，提高工作效率。加之輕巧、方便，易于攜帶，成本較低，在實(shí)際工程中具有廣闊應(yīng)用前景。

4 結(jié)論

10 kV高壓中置柜通用便攜式核相手車裝置，具有實(shí)用、直觀、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)于不同廠家不同尺寸的中置柜可以按需調(diào)節(jié)，適用性強(qiáng)，能有效解決傳統(tǒng)中置柜核相中存在的問(wèn)題，有助于保障配電網(wǎng)絡(luò)、雙電源系統(tǒng)和有備用電源設(shè)備的安全運(yùn)行。如果能將核相儀更換為驗(yàn)電筆，那么核相手車裝置就可以成為手動(dòng)、便攜、通用的驗(yàn)電裝置，接下來(lái)將對(duì)該核相手車裝置作進(jìn)一步改造。

[1]方志輝，姜潔，金敏，等.高可靠性海島配電網(wǎng)的探索與研究[J].浙江電力，2015，34（2）∶16-18.

[2]黃道華，李雄，蘇東青.10 kV配電網(wǎng)核相方法改進(jìn)與應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2015（2）∶95-96.

[3]魏麗芳，黃亞非.新設(shè)備啟動(dòng)試運(yùn)中采用不同核相方法必要性的探討[J].華中電力，2009，4（29）∶30-32.

[4]吳振中，應(yīng)文靜，王垚.柜式GIS電纜終端不拆裝核相方法[J].供用電，2009，26（5）∶53-55.

（本文編輯：方明霞）

Development of General Portable Phase Check Handcart for 10kV HV Cabinet

FANG Zhihui，WANG Songhua，WANG Jianjun，CAI Xiong，MIAO Wulin
（State Grid Daishan Power Supply Company，Daishan Zhejiang 316200，China）

In power projects of construction，reconstruction，expansion and cable modification，phase check must be done for the first energization of equipment in case of grid phase change.In view of the disadvantages in phase check of traditional high-voltage cabinet，a general portable phase check handcart for the high-voltage cabinet is developed.By analyzing operation mode，structure and material selection of the handcart，the paper indicates that the device can save manpower，prevent link bar slips and check bar crack，and it has broad application prospects in practical engineering.

HV cabinet；phase check handcart；looped network；reliability

TM591

：B

：1007-1881（2016）05-0050-04

2015-12-07

方志輝（1984），男，工程師，從事電力調(diào)度及運(yùn)方工作。