旁路作業技術在配電網工程中的研究與應用

王武雙，李 杰，陳 效，陳顯忠，劉德鋒

(國網四川省電力公司成都供電公司，四川 成都 610041)

0 引 言

隨著用電客戶優質服務和維權意識不斷增強，供電可靠性要求不斷提高，供電企業一直在不斷探索新技術和新方法以更好地為客戶提供優質的電力供應。不停電作業是以實現用戶不停電或短時停電為目的，采用多種方式對設備進行檢修的技術，其作業方式包括了帶電和停電檢修[1]。而旁路作業則是通過旁路設備接入，將配電網中的負荷轉移至旁路系統，實現待檢修設備停電檢修的作業方式[2]。長期以來，配電不停電作業技術作為減少停電、提高供電可靠性的有效技術手段不斷得到重視和強化，在國內配電檢修和改造工作中大放異彩，為供電企業優質服務和供電可靠性提升提供了堅實的技術支撐[3-5]。在國家電網公司和南方電網公司，根據作業方式方法和難易程度，常見配電不停電作業項目可分為四類，其中一、二類為簡單項目，三、四類為復雜項目[1-6]。作為第四類復雜類型的旁路作業項目因其可減少甚至避免因大型施工現場的配電網檢修或改造導致的客戶停電而備受重視。但也因為該項技術的應用往往涉及旁路柔性電纜及其附件、旁路負荷開關和中間對接頭的應用，作業現場布局較大。此外，作業現場還通常涉及帶電作業、運行操作、檢修和調度等多專業、多班組配合。該類項目現場綜合性強，管控難度較大，一定程度上制約了該項技術在各供電企業全面推廣[7]。目前國內相關研究主要集中在基于柔性電纜的旁路作業技術應用探討[8-11]，少有對作業組織流程和現場安全風險管控的研究。文獻[12]提出了一種新的旁路作業方式，但多專業協同作業過程的風險點把控尚無詳細闡述。因此，能在滿足安全管理規定的框架下，結合既有的帶電作業、配電網調度、運行操作和檢修業務流轉模式，探索出旁路作業現場各專業、各班組間高效、規范的組織管理模式，對推廣旁路作業在各供電部門的普遍應用具有重要意義。

下面在對現有相關配電專業間工作流轉機制進行總結的基礎上，提出了一種可行的旁路作業組織管理新模式。同時，結合配電線路改造工程的特點，在充分利用改造后網絡設備資源的條件下，采用旁路作業法實施不停電作業，極大地減少了柔性電纜敷設，節省了人力成本，壓縮了工作時長，提升了工作效率。通過配電網改造和檢修現場的實際應用，證明所提方法可行、實用。

1 作業現場組織管理分析

按照配電作業安全管理相關規定，無論是運行維護、停電檢修，還是帶電作業，都需要履行保障安全的組織措施[13]，嚴格執行包括工作票制度、工作許可制度和工作終結制度在內的各項措施。文獻[13]對停電檢修和帶電作業的技術適用范圍，相應的配電第一、第二種工作票和配電帶電作業工作票的使用條件都做了嚴格規定。各類現場作業都涉及作業前的許可和作業后的匯報終結環節，并且對于某作業項目的許可和終結必須一一對應。下面就停電檢修、常規帶電作業和旁路作業的現場組織管理模式進行分析。

1.1 停電檢修組織管理

對于計劃性配電網停電檢修工作，按照現有管理規定，工作的全過程通常涉及調度、運行操作和檢修3個專業班組(部門)[13]。根據當日停電計劃，調度部門向設備運維部門下達倒閘操作指令，由運行操作人員按照調度指令對設備進行逐項操作，將待檢修線路由運行狀態轉換至檢修狀態。當倒閘操作完畢后，運行操作人員向調度匯報操作完畢及線路已處于停電檢修狀態。接下來，再由調度下達檢修工作許可，同意檢修人員進入停電線路開展工作。若檢修現場復雜，涉及多個作業點位，多個檢修班組同時作業，中間還可設兩級許可。在線路由運行狀態轉至檢修后，由調度部門向設備運維管理部門下達一級許可，再由設備運維管理部門向各檢修施工單位(班組)分別下達二級許可?，F場工作管理流程如圖1所示。與此類似，當各檢修單位完成線路檢修后，即可按原有許可路徑向許可人終結工作任務。最后，當所有檢修工作都匯報終結后，由調度部門向運行操作人員下達倒閘操作指令，將線路由檢修狀態轉至運行狀態，恢復線路供電。現場工作管理流程如圖2所示。

圖1 停電檢修工作流程(停電環節)

圖2 停電檢修工作流程(恢復供電環節)

1.2 帶電作業組織管理

1.2.1 常規帶電作業組織管理

作為常規項目的一、二、三類帶電作業因其作業現場通常不涉及配電檢修和運維操作專業的配合，不存在工作界面交叉，職責界面清晰，現場工作流程一般在調度部門和帶電作業部門間流轉。作業前通常由帶電作業班向調度發起作業申請，由調度下達許可并根據情況退出線路重合閘后即可開展工作。也可由帶電作業班向設備運維部門發起作業申請，再由運維部門向調度申請開工并根據情況退出重合閘[13]。作業現場流轉過程如圖3所示。

圖3 帶電作業現場工作流程

1.2.2 旁路作業組織管理

作為四類作業項目的旁路不停電作業，相對于另外三類項目，其通常用于某些較大型的配電網檢修、改造工程。工作內容綜合性強，往往可能涉及到配電電纜施放、環網柜吊裝、桿塔組立、斷路器和配電變壓器等柱上設備安裝等多種配電專業工作。上述類型工作已遠遠超出了帶電作業這一工種的技術范疇，現場的順利實施必須依賴于多工種、多專業的配合。并且，諸如電纜施放、環網柜和配電變壓器安裝及調試屬于傳統的配電檢修專業領域，必須由檢修人員負責實施。因此，其作業現場管控相對復雜。

圖4 某典型旁路作業現場接線

一個典型的旁路作業現場如圖4所示。供電部門計劃對某一配電線路的10 kV 2號環網柜進行配電自動化改造，若按照傳統停電檢修方式，則需要將該環網柜及后端負荷停電，這難以滿足日益嚴格的優質服務和供電可靠性要求。若采用旁路作業方式實施，則需通過10 kV 1號環網柜待用間隔985，10 kV 3號環網柜待用間隔984敷設柔性電纜，分別將2號箱式變壓器和3號箱式變壓器負荷進行轉供。再通過柔性電纜將10 kV 1號環網柜待用間隔984，10 kV 3號箱式變壓器環網柜待用間隔985連接形成旁路，實現對線路后端負荷轉供。待負荷成功轉移后，即可斷開10 kV 1號箱式變壓器環網柜982間隔和10 kV 3號箱式變壓器環網柜981間隔，實現對10 kV 2號環網柜停電，為改造工作創造停電條件。

在上述復雜類旁路作業現場，作業部門直接涉及到調度、帶電作業、運維和檢修4個專業部門(班組)。多班組的現場組織和安全管控要求較高，通常應設置現場總工作負責人，負責多班組(作業小組)協調[1-2]。因該類型作業通常歸類于帶電作業項目，參與該項工作的作業人員及地面輔助人員須取得經省公司級培訓基地進行不停電作業專項理論培訓、考試合格后，持證上崗[1]。因此，作業現場通常由帶電作業班統一組織協調和指揮。作業前由帶電作業班總工作負責人向調度發起工作申請，作業中由總工作負責人根據既定作業方案分別向帶電作業、運維操作和檢修班組下達工作許可。工作流程如圖5、圖6所示。該類流轉方式主要是將作業現場由一名帶電作業人員擔任總工作負責人。但實際上，由于帶電作業(或設備運維單位)的工作人員難以全盤掌握帶電作業、運維操作和檢修3個專業的工作方式和特點，也無法做到對所有在場人員技能水平的掌控，現場管控難度較大，存在較大安全管理漏洞。

圖5 旁路作業工作流程(開工環節)

圖6 旁路作業工作流程(終結環節)

1.3 改進后的旁路作業現場組織管理

通過分析各類型作業現場工作流轉模式，可以發現，調度部門在常規的倒閘操作、配電網檢修和帶電作業工作中都發揮了調度指揮角色，運行操作、檢修和帶電作業班組都會向調度申請許可，匯報終結工作。因此，在旁路作業這樣涉及到調度、運行操作、檢修和帶電作業的大型復雜作業現場，可充分發揮調度部門的指揮中樞職能，構建全新、可靠和高效的現場管控新模式。將旁路作業分解為帶電作業、停電檢修和倒閘操作等常規作業類型，實施模塊化組合。在該模式下，帶電作業、運行操作和配電檢修仍然按照原有的作業流轉程序向許可人發起工作申請(1.1節和1.2.1條)，作業完成后匯報終結，如圖7、圖8所示。

圖7 改進后的旁路作業工作流程(開工環節)

圖8 改進后的旁路作業工作流程(終結環節)

通過該模式，調度、運行操作、帶電作業和配電網檢修班組人員仍然可沿用原來熟悉的作業流轉方式開展工作(1.1節和1.2.1條)，無需學習新的流轉方式，減少了學習成本和協調工作。各專業工種仍可按原有方式組織管控，既滿足安全管理規程和技術標準的要求，也不涉及大量的人員資質問題，便于旁路作業普遍推廣。此外，作業現場還可通過在各帶電作業和設備運維部門各設置一名協調人，參與現場輔助協調，這樣可有效避免旁路作業發生操作失誤風險，進一步為該類型的復雜作業現場提供安全保障。

2 新型旁路作業技術

2.1 原有作業方式

旁路作業原理即利用柔性電纜搭建臨時旁路系統，對原有供電線路形成旁路，再通過倒閘操作(帶電作業)等手段，實現將負荷臨時轉移至旁路系統，然后再對待檢修或改造線路進行停電隔離，為檢修人員進入檢修區域創造安全的無電環境[1-2]，如圖9所示。對于設備間距離相對較小的電纜網系統，該方式敷設柔性電纜相對較少，實用性較強。但對于架空線路工作，因架空線路通常較長，采用該類作業方式需使用大量的旁路作業裝備，通常有旁路電纜施放車、柔性電纜、旁路負荷開關和電纜保護槽盒等[1]。而由于柔性電纜的自身特性，敷設工藝要求高，不可與地面直接摩擦[1]，且為了便于施放和回收，單節電纜長度一般不超過50 m(單芯)，敷設工作較為耗時。以圖9(a)所示的10 kV某線架空線路遷改工程為例，按照原有作業方式，若要采用旁路作業法完成9—19號桿線路遷改，則需在8—20號桿間敷設柔性電纜，搭建旁路系統，以實現負荷轉移。該工程待遷改部分架空線路達到500 m，若仍采用該方式則將使用30根柔性電纜、27支柔性電纜專用中間直接頭和1臺旁路負荷開關。作業現場不僅布置復雜，需投入較多的人力和裝備，影響施工效率，而且僅適用于負荷電流不大于200 A的線路[1-2]。

2.2 新作業方式

通常來講，配電網線路遷改或改造工程往往涉及新的線路敷設，以將原線路通道騰出，完成配合市政改造等任務。在采用旁路作業法實施該類工程時，若充分利用新建部分線路(架空線路或者電纜網)，首先，通過帶電作業方式完成新建部分兩端帶電搭火；再通過新裝柱上隔離開關(或斷路器)實現新建部分并入系統帶電運行，即可與原線路形成旁路；最后，通過帶電作業方式對待遷改部分線路進行解頭斷電，并配合檢修部門完成桿塔和導線拆除工作。作業示意圖如圖9(b)所示。

圖9 某10 kV架空線路遷改工程

3 實際應用

某供電公司接政府部門通知，10 kV某黃線部分線路所在區域將進行土地整頓，以順利推進某重點市政民生工程，如圖10所示。地塊中的10 kV架空線路需通過配套電力線路遷改工程完成通道遷移。因工期較緊，需盡快予以實施，因此供電部門計劃通過旁路作業方式完成該項工程，以緩解優質服務和供電可靠性壓力。

圖10 某電力遷改工程示意

按施工設計方案，該遷改工程將在10 kV 2號環網柜983待用間隔新出一回電纜，并在N1號桿處上桿，經N9號桿后在原10 kV某黃線黃土七社支線10號桿搭火。因此，旁路作業時可充分利用新建線路對計劃遷改的部分形成旁路，實現負荷轉移。作業時，按照1.3節改進后的旁路作業組織管理模式，由調度部門作為帶電、運維操作和檢修專業的工作流轉中樞，對作業環節進行全閉環管控。主要工作內容及步驟信息如表1所示。

表1 主要作業步驟信息

按照新的組織管理模式，將相對復雜的旁路作業項目分解為帶電、運維操作和檢修3個專業模塊，細分為各專業常見的普通工作類型，各專業可利用原有的組織方式開展工作。作業過程中的工作申請和終結環環相扣，都通過調度部門進行流轉，避免了新增流程可能出現的安全漏洞。按照新的旁路作業方法，充分利用改造工程將新建線路這一有利條件，首先，由檢修部門提前完成電纜敷設、架空線路架設、柱上設備安裝等工作；然后，再由帶電作業部門在10號桿完成新架線路搭火；接下來再由設備運行部門倒閘操作完成新建線路通電，形成旁路。在運行部門完成倒閘操作使待遷改線路負荷退出后，帶電作業部門在10號桿完成原有線路的解頭斷電，為檢修部門最終拆除原線路創造停電條件。新舊流程與方法特點對比如表2所示。

表2 新舊流程與方法對比

4 結 語

通過對供電部門日常檢修和帶電作業流程進行分析，針對復雜類作業項目中的旁路不停電作業提出了一種新的作業現場組織管理方法。該方法將旁路作業現場工作按照專業分解為帶電、運維操作和檢修3個模塊。每一部分仍按照各專業已有的成熟流程進行流轉，將調度部門作為工作流轉中樞。該流程既不增加新的管控方式，利于現場工作人員理解和掌握，也使得職責界面清晰，現場風險易于管控。同時，還針對配電網改造工程提出了一種新的旁路作業技術方法，該方法的旁路系統充分利用了新建線路，實現了負荷轉移。通過成都地區供電部門多次現場實施，該方法簡易可行、風險易控，具有實用意義。