帶電更換10kV高壓計量保險管輔助操作工具研發

霍北季 黃智明 鄧東輝

摘要：10kV高壓計量保險管故障更換時需要采取停電處理的措施，但是在此過程中存在與用戶約時停電難、影響客戶生產計劃等問題。本文針對上述情況，提出研發出一種輔助操作工具實現帶電更換10kV高壓計量保險管的方案，并且詳細講述了方案的具體內容、實施方式以及應用前景，從而為解決該類故障提供了依據，也希望可以為今后相關研究提供有價值的參考。

關鍵詞：10kV高壓計量保險管? 帶電更換? 輔助操作工具? 熔斷

Research and Development of Auxiliary Operation Tools for Live Replacement of 10kV High Voltage Metering Fuse

HUO Beiji? HUANG Zhiming? DENG Donghui

（Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co. Ltd.， Jiangmen，Guangdong Province，529000 China）

Abstract：When the 10kV high voltage metering fuse fails to be replaced， it is necessary to take measures to deal with power outage， but in this process， there are problems such as difficult power outage when making an appointment with the customer and affecting the customer's production plan. According to the above situation， puts forward the development of a kind of auxiliary operation tools to implement and charged replaced 10 kV high voltage metering insurance scheme， and detailed plan of the specific content， way of implementation and application prospect， which provide the basis to solve the fault， also hope can provide valuable reference for the related research in the future.

Key Words： 10kV high voltage metering fuse; Live replacement; Auxiliary operation tools; Fusing

1.背景技術

保險管是最簡單和最早使用的一種保護電器^[1-2]，其工作原理是：當工作電流在額定電流以下時，較小的電流通過熔體，雖然會使它的溫度上升，但熔體不會熔化，電流可靠接通。一旦電路中發生過負荷或短路，電流增大，熔體由于自身溫度超過熔點而熔化，將電路切斷，保護高壓電網不因用戶互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統的安全^[3]。電壓互感器用的高壓保險管采用鎳鉻絲材料制成，其總電阻約90Ω，可以限制短路電流。計量用的10kV電壓互感器使用的保險管額定電流為1A或2A。運行中的10kV電壓互感器高壓計量保險管熔斷的原因有^[4]：（1）電壓互感器內部線圈發生匝間、層間或相間短路以及一次接地等故障，使電壓互感器鐵芯飽和，電流急劇增加;（2）二次回路發生短路或接地故障，高壓保險管越級熔斷;（3）電力系統發生鐵磁諧振，電壓互感器產生過電壓或過電流。

在面對10kV高壓計量保險管熔斷這種情況時，只能選擇停電處理。但是存在兩個困難，一是與用戶約時停電難而造成追補電量時間跨度大，計量故障效率低;二是用戶開關等設備老舊，容易出現故障，造成無法恢復供電，需要很長時間搶修才能恢復，使得客戶在這段時間無法生產，打亂客戶的生產計劃，給客戶和供電局造成很大的損失。

2技術方案

帶電更換高壓保險管輔助操作工具的目的在于克服操作10kV絕緣夾鉗更換保險管時可能帶來的安全風險，從而使帶電更換高壓計量保險管成為現實。

帶電更換高壓保險管輔助操作工具的技術方案是：提供一種工具輔助10kV絕緣夾鉗進行更換保險管操作，通過輔助操作工具形成的絕緣通道把操作時可能誤碰到的帶電部位或對地隔離，保證操作的安全型。輔助操作工具由底座和絕緣通道組合而成，結構圖如圖1所示。

底座部分是一個可以調整高度的升降平臺，包括底部框架、電木平臺板、升降支架、升降支架安裝鈑金、Z軸升降絲桿總成等。底部框架上安裝有4個萬向輪^[5]。電木平臺板是底座的上部，使用絕緣的電木材料制作而成，用于連接輔助操作工具的升降支架部分和絕緣通道部分。升降支架使用的是剪叉式結構的支架，分為內剪叉臂和外剪叉臂。外剪叉臂兩端各由1條中梁管連接，中梁管固定在升降支架安裝鈑金上的限位滑槽上，下中梁管連接Z軸升降絲桿總成^[6]。Z軸升降絲桿總成由轉動把手、螺紋絲桿、驅動齒輪和兩個螺母固定部件組成，當轉動Z軸升降絲桿總成上的轉動把手時，拉動剪叉式支架的外剪叉臂在限位滑槽的范圍內水平運動，撐起或降下電木平臺，既起到導向作用，又達到了底座作為升降平臺的上升和下降的目的。

絕緣通道部分是整個輔助操作工具的重要作業部分，由絕緣通道、Y軸導軌、Y軸絲桿總成、Z軸絲桿總成等組合而成。絕緣通道使用環氧板加工成正方形長度為1000mm（內孔邊長為230mm、厚度3mm）前后開口密封形筒狀，絕緣通道的頂部采用透明的亞克力板制作，方便操作人員觀察通道內的操作情況，絕緣通道前端的上下側分別有1個50mm的凹槽，用于某相保險管定位。絕緣通道下側安裝Z軸絲桿總成，由2個螺母固定部件、Z軸絲桿、轉動把手、驅動齒輪和絕緣通道滑軌組合而成，當Z軸絲桿總成上的轉動前把手時，驅動元件帶動絕緣通道底部的滑軌前后移動，將絕緣通道延伸至高壓計量柜內。Y軸絲桿總成固定在Y軸導軌上，當轉動Y軸導軌絲桿上的轉動側把手時驅動元件帶動整個絕緣通道在橫移滑軌內左右移動，實現操作人員使用輔助操作工具更換不同相別的高壓計量保險管的目的。

整個輔助操作工具的高度為602.5mm，其中底座部分高372.5mm，絕緣通道部分高230mm，底座部分長460mm，寬430mm，絕緣通道的長度達到1000mm，滿足操作人員作業安全距離。

3具體實施方式

3.1判斷熔斷保險管

使用萬用表測量計量接線盒的U、V相的電壓端子，測得U_uv;再將紅筆接觸到W相電壓端子，黑筆仍在V相電壓端子，測得U_wv;最后將黑筆接觸U相電壓端子，紅筆仍在W相電壓端子，測得U_wu。一次側各相保險管熔斷時的二次電壓值，如表1所示。

從表1可知，當測得U_uv≤95% U_wv，U_wu≤95% U_wv時，則可判斷其為U相一次側保險管熔斷;當測得U_uv、U_wv為50～57V，U_wu為100V時，則可判斷其為V相一次側保險管熔斷;當測得U_wv≤95% U_uv，U_wu≤95% U_uv時，則可判斷其為W相一次側保險管熔斷。

3.2帶電更換操作

（1）切除二次側負荷。操作方法是在計量接線盒處合上U、W相電流連接片短接電流互感器二次回路，斷開U、V、W相電壓連接片。

（2）連接接地裝置。使用10kV接地線把輔助操作工具的底座與高壓柜的接地線連接，確保操作人員安全。

（3）固定工作位置。操作人員戴上10kV絕緣手套，打開高壓計量柜門，將帶電更換高壓計量保險管輔助操作小車推動至計量柜前，合上底座下面的萬向輪的閉鎖裝置，把輔助操作工具小車固定在計量柜前。

（4）調整高度。在操作時可根據現場高壓計量柜內保險管的高度，操作人員轉動Z軸升降絲桿總成的轉動把手，驅動底座上的內剪叉臂和外剪叉臂，從而使電木平臺上的絕緣通道上升或者下降，把絕緣通道調整至與高壓計量保險管高度一致。

（5）調整水平。操作人員轉動Y軸導軌的轉動前把手控制絕緣通道沿著電木平臺上的導軌左右移動，把絕緣通道前端的凹槽移動至與需要更換的保險管水平一致的位置。

（6）隔離絕緣。操作人員轉動Y軸絲桿總成的轉動側把手控制絕緣通道沿著它底部的滑軌前移，把故障的高壓計量保險管嵌入絕緣通道的凹槽內，此時絕緣通道把該高壓計量保險管與其他帶電部位的隔離。

（7）取出保險管。操作人員打開10kV絕緣夾鉗的閉鎖開關打開鉗口，把10kV絕緣夾鉗沿著絕緣通道伸進高壓計量柜保險管，操作閉鎖開關合上鉗口，把故障的高壓計量保險管夾緊，用力從保險管卡扣口中鉗出。

（8）更新保險管。準備好合格的高壓計量保險管，使用10kV絕緣夾鉗夾緊后，沿著絕緣通道把新的保險管送進計量柜內，對準保險管卡扣口裝上合格的高壓計量保險管。

（9）退出位置。操作人員轉動Y軸絲桿總成的轉動把手控制絕緣通道退出高壓計量柜，解開底座的萬向輪的閉鎖裝置，把輔助操作工具小車拉出，并拆除底座上的接地線，最后關上高壓計量柜門。

（10）恢復電壓。完成帶電更換高壓計量保險管操作后，操作人員在計量接線盒處合上U、V、W相電壓連接片，斷開U、W相電流連接片，即可恢復正確計量狀態。

3.3確定電壓恢復情況

用萬用表測得各相的線電壓U_uv=U_wv=U_wu=100V，則可判斷帶電更換高壓計量保險管工作順利完成。

用上述方法完成其他相保險管的更換。

4應用前景

根據2020年數據統計，在江門市使用10kV高供高計計量方式的公線專變客戶大約有6733用電戶，因高壓計量保險管熔斷而造成的計量故障45起。追補的有功電量達到857030.72kW·h。每起高壓計量保險管故障由發現故障到約用電客戶停電后恢復時間長達196h。每起高壓計量保險管故障每天造成的電量追補W=19045.13kW·h/（196/24）=2332.06kW·h。

與現有停電更換高壓計量保險管的方法相比，帶電更換高壓計量保險管的效果是：（1）不需要再約客戶停電，避免因停電而造成客戶無法生產;（2）解決因為約客戶停電而造成的計量故障處理周期長的問題，減少追補電量的數額;（3）避免因設備老舊而發生設備無法恢復供電的情況，減少了搶修需要支出的費用;（4）為客戶提供更優質的服務，避免因停電而造成的投訴問題;（5）優化了供電部門對用戶年平均停電時間承諾指標。

5結語

采用高供高計這種計量方式的用電客戶，高壓計量保險管熔斷導致無法正常計量的故障不可避免，在公司創一流企業的步伐不斷邁進的今天，為給客戶提供更優質、更滿意的供電服務，以提高供電可靠性和優質服務水平為目標，以提質增效為中心，以提升創新能力為主線，研發了帶電更換高壓計量保險管輔助操作工具，把帶電更換高壓計量保險管變成了現實，不僅可以更加高效地處理這種計量故障，確保計量故障處理及時，更可以避免約客戶停電而導致客戶無法生產，使得客戶對供電企業的滿意度更高。

參考文獻

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