變電站地電位帶電處理接頭發熱裝置的研制及應用

摘? 要：目前基于隔離開關、引流板及引線接頭等變電高壓設備接頭發熱缺陷研制了不同的地電位帶電作業消缺裝置，每套裝置是針對單一設備單一缺陷設計的，在現場應用不夠靈活，尤其是緊急搶修等特殊環境，不能很好滿足設備消缺需求。針對此問題研制一款地電位帶電處理35～220kV變電站高壓設備接頭發熱的裝置，作業人員在地面利用該裝置就能夠安全快速的處理發熱缺陷，實現帶電緊固螺栓、帶電除銹和帶電進行短接分流功能。

關鍵詞：變電高壓設備;接頭發熱;地電位;帶電處理

中圖分類號：TM63? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）21-0103-03

Abstract： At present， different devices for eliminating defects in ground potential live work are developed based on the heating defects of connectors of substation high voltage equipment， such as isolation switch， drainage plate and lead connector. Each device is designed for a single defect of a single equipment， and its application in the field is not flexible enough. Especially in the special environment such as emergency repair， it can not well meet the needs of equipment elimination. In order to solve this problem， a device for dealing with heating of joints of high voltage equipment in 35～220kV substation with ground potential is developed. Operators can safely and quickly deal with heating defects on the ground by using this device， and realize the functions of live fastening bolts， live rust removal and live short connection and shunt.

Keywords： substation high voltage equipment; joint heating; ground potential; live treatment

引言

變電站高壓設備由于長期運行以及大氣污染、大負荷、大電流等因素的作用，接頭表面氧化會越來越嚴重，在高溫、高負荷時期，隔離開關觸指接觸處、線夾與導線的螺栓固定接觸處出現異常過熱現象[1]，從而引起重大事故，直接威脅電力安全生產，并造成嚴重的經濟損失。目前，電力公司大多采取常規停電檢修的方法來處理異常發熱[2]，然而緊急停電進行處理，既損失了電量，有時復雜的倒閘操作還會引起新的事故，又影響電網供電可靠性，對此，考慮用安全、高效的地電位帶電作業的方法處理變電高壓設備接頭發熱問題。

由文獻[1-6]可知，現有地電位帶電處理變電高壓設備接頭發熱工器具主要有3套：（1）隔離開關發熱缺陷的帶電檢修工器具;（2）地電位帶電拆接變電站引線接頭裝置;（3）地電位帶電搭接短路分流線裝置。本質上這3套裝置依次實現了三種功能：帶電打磨接觸面，帶電拆接接頭，帶電搭接短路線。對這3套裝置進行對比分析，發現它們雖然有共同通用的部件，但是由于沒有駁接工具，專用工具不能共用通用的部件。單一功能的裝置不能滿足設備消缺需求，現場應用不夠靈活，不能多種方式處理發熱缺陷。因此針對此問題研制一款地電位帶電處理35～220kV變電站高壓設備接頭發熱的裝置，作業人員在地面利用該裝置就能夠安全快速的處理發熱缺陷，滿足帶電緊固螺栓、帶電除銹和帶電進行短接分流三個功能。

1 設計方案

1.1 功能要求

整合現有變電站地電位帶電處理接頭發熱裝置，對于變電站設備消缺具有重要實用性，同時也有利于帶電作業在變電站設備消缺中的推廣應用，研制的變電站地電位帶電處理接頭發熱裝置應該具備以下特征：

（1）具備帶電打磨接觸面、帶電搭接短路分流線和帶電拆接引線接頭三種功能，減少工器具數量。

（2）優化結構設計及選用輕質絕緣材料，減輕工器具質量，提升現場開展的便利性。

（3）地面實時觀測帶電作業過程效果，減少誤操作，提高工作效率。

1.2 結構原理

裝置總體設計思路為“1+N”，即1套通用工具可匹配N套專用工具，考慮工器具的可拆卸性，通用工具和專用工具之間需要有駁接工具，因此該裝置由通用工具、專用作業工具和駁接工具組成。通用工具與專用作業工具是可拆卸的，不同的帶電作業項目通過選用相應的接頭駁接在通用工具上，完成不同的帶電作業項目。通用工具主要包括絕緣操作桿、傳動桿、動力部件以及監控部件，專業工具主要包括帶電打磨鋼絲刷、帶電拆接接頭部件和搭接短路分流線部件;駁接工具主要包括專用接頭。各模塊間均獨立，可拆卸組裝。

該裝置總體方案如圖1所示，專用人員在地面啟動電動扳手，驅動主絕緣傳動桿內的絕緣主軸轉動使頂端的專用工具高速旋轉，當接入鋼絲清掃刷可以清除隔離開關觸頭的氧化層，接入扳手套筒可以緊固和拆解引線接頭，接入短路分流線可以分流引線接頭的電流而緩解發熱缺陷，為了減少誤操作，頂端還預留了加裝微型攝像頭的位置，將作業實時畫面通過手機或平板展現在地面人員眼前，提高工作效率。

2 材料的選用

2.1 通用工具

2.1.1 絕緣部分

通用工具的主絕緣部分主要是絕緣操作桿和絕緣輔助桿組成，絕緣操作桿由內層實心絕緣主軸和外層空心絕緣管組成。為保證帶電作業的安全，絕緣主軸和空心絕緣管都必須具備優良的絕緣性能和機械強度。絕緣主軸選用絕緣性能和機械強度優良的樹脂增強型玻璃纖維引拔棒，空心絕緣管選用環氧玻璃布纏繞憎水性絕緣管[5]。絕緣操作桿單節3m長，多節組合，接駁頭采用合金制成，滿足不同電壓等級的操作要求。

2.1.2 動力部分

動力部分主要是電動扳手。在絕緣操作桿外桿表面預留電動扳手接口，電動扳手通過傳動內桿，帶動操作桿頂端專用工具的轉動。

2.1.3 監控部分

包括微型攝像機及支架部分，采用無線接收視頻裝置，通過軟件與手機或平板電腦互聯，通過微型攝像頭將作業畫面實時通過手機展現在作業人員眼前，確保作業效果，提高工作效率。

2.2 專用工具

2.2.1 帶電打磨工具

帶電打磨工具清除表面氧化物，選用容易轉動的圓形長條鋼絲刷作為打磨工具，通過可調節方向接頭可以實現全方位的打磨。如圖2所示。

2.2.2 帶電拆接引線接工具

帶電拆接引線接專用工具主要是不同型號的螺母套筒，匹配各種規格的螺母的套筒并裝有固定螺絲，防止取出套筒瞬間套筒脫落。

2.2.3 帶電搭接短路分流線工具

該專用設備主要由引流線夾、短接引流線、打磨鋼絲刷組成，根據文獻[6]，選用銅材制作的螺旋壓緊式線夾，更改其接口，匹配操作桿接頭。短路引流線選用截面積300mm2多股軟銅線，并外覆柔軟、耐高溫的保護層，通過壓接銅質接線鼻與線夾連接。

2.2.4駁接工具

駁接工具主要由可調角度的接頭、操作桿接頭、插口接頭組成。選用重量輕、硬度高的鋁合金材質制作接頭。為了全方位打磨和拆接引線接頭設計出自拆式接頭和可調節方向的接頭，如圖4所示。

3 現場應用

按照設計圖進行組裝工具，在投入使用前，根據有關規程的要求，對新工具進行了相關電氣和機械試驗，工具通過了全部試驗，為驗證工具效果，在某變電站進行現場應用，如圖5-7所示，應用結果表明，該款工器具能夠滿足多種消缺作業需求，同時降低作業人員勞動強度。

4 結束語

經過分析、設計、制作、現場使用驗證，本套裝置完成帶電拆接引線接頭裝置作業、帶電搭接短路線作業和帶電打磨接觸面作業三種作業，快速安全處理變電高壓設備接頭發熱缺陷，減少了檢修時間，降低作業人員勞動強度，保證供電可靠性。變電站地電位帶電處理接頭發熱裝置是一款可靠、實用的地電位帶電作業工具，具有組裝方便、操作靈活，拓展性強的特點，以后的實踐中進一步拓展專業工具，滿足多種消缺作業需求。

參考文獻：

[l]高世偉.變電載流設備接頭發熱帶電處理措施[J].山西電力，2011，4：11-12.

[2]石健.變電站高壓接頭發熱帶電處理應用與實踐[J].科協論壇，2013，12：84-85.

[3]李鶴，楊俊哲，賈毓彥，等.110kV隔離開關帶電多功能清掃裝置的研制[J].內蒙古電力技術，2016，34（6）：92-94.

[4]喻華玉，李慶凱，徐文澄.高壓隔離刀閘觸頭打磨機現場帶電應用[J].中國電業·技術，2012，11：6-8.

[5]唐建輝.變電站地電位帶電拆接引線接頭裝置的研制[J].科學技術創新，2020，7：194-195.

[6]韓廣超.基于帶電搭接短路線的電氣設備引線接頭發熱處理裝置的研制與應用[J].高電壓技術，2016，42（S2）：505-508.