城鄉(xiāng)電力電壓互感器(TV)高壓熔斷器更換優(yōu)化操作裝置的研究

張瓊?cè)A，解延毅，金仲華

城鄉(xiāng)電力電壓互感器(TV)高壓熔斷器更換優(yōu)化操作裝置的研究

張瓊?cè)A，解延毅，金仲華

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局，云南 蒙自 661100)

高壓室內(nèi)開關(guān)柜是一種廣泛應(yīng)用于城市、農(nóng)村電力系統(tǒng)變電站中的配電裝置，其內(nèi)部電壓互感器(TV)高壓熔斷器在工作過程中容易熔斷，因此更換柜內(nèi)損壞的TV高壓熔斷器成為了運(yùn)維的日常工作之一。通過分析現(xiàn)有技術(shù)存在問題，利用科技創(chuàng)新手段，研究設(shè)計(jì)了一套優(yōu)化操作裝置，可有效簡化工作流程，提升工作效率，避免安全事故風(fēng)險(xiǎn)，確保電網(wǎng)、設(shè)備安全可靠運(yùn)行，提高供電的可靠性和穩(wěn)定性。

開關(guān)柜；電壓互感器；高壓熔斷器；冷備用；更換；優(yōu)化操作裝置

高壓開關(guān)柜由隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)和電器元件等設(shè)備組成，是一種全密封式的高壓配電設(shè)備[1]。由于其具有占地面積小，操作、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于城市、農(nóng)村電力系統(tǒng)變電站內(nèi)35kV、10kV配電室。電壓互感器是高壓開關(guān)柜內(nèi)不可缺少的一種設(shè)備，作用是將高電壓按一定比例變換成一定標(biāo)準(zhǔn)的低電壓。例如可把高電壓變換為100V及以下的二次低電壓，并在相位上與高壓保持一定的關(guān)系，主要用來供給開關(guān)柜內(nèi)各線路及主變間隔的測(cè)量儀表和繼電保護(hù)裝置，能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地反映高壓量值變化[2]。高壓的電壓互感器(TV)柜由電壓互器、隔離開關(guān)、高壓熔斷器及前后柜組成，小電流接地系統(tǒng)出現(xiàn)接地、諧振、大氣過電壓等現(xiàn)象都會(huì)引起TV高壓熔斷器熔斷，是變電站高壓開關(guān)柜的常見故障之一。高壓熔斷器熔斷后運(yùn)維人員必須及時(shí)進(jìn)行更換，否則將造成開關(guān)柜內(nèi)各線路及主變保護(hù)、測(cè)量及計(jì)量的二次電壓缺失，從而影響保護(hù)、計(jì)量、測(cè)量裝置的正常運(yùn)行。更換高壓開關(guān)柜內(nèi)高壓熔斷器是城市、農(nóng)村電力系統(tǒng)變電站運(yùn)維人員的一項(xiàng)重要的運(yùn)維工作，工作過程中存在的安全措施準(zhǔn)備時(shí)間過長、安全距離不足、工作空間密封狹小等技術(shù)問題是運(yùn)維工作的難點(diǎn)、痛點(diǎn)。

1　更換高壓開關(guān)柜內(nèi)電壓互感器高壓熔斷器的技術(shù)現(xiàn)狀

當(dāng)出現(xiàn)線路接地、諧振、大氣過電壓等異常故障時(shí)，高壓熔斷器會(huì)自動(dòng)熔斷，以保護(hù)設(shè)備不受損害。高壓熔斷器一旦熔斷，運(yùn)維人員需要快速更換，以保障變電站二次回路中各類儀表設(shè)備的正常工作，因此，高壓熔斷器作為電力系統(tǒng)中的一種消耗件，對(duì)其進(jìn)行更換和維護(hù)是變電站的日常工作內(nèi)容之一。

1.1　工作效率低，嚴(yán)重消耗人力、物力及時(shí)間

進(jìn)行高壓熔斷器更換時(shí)候，首先需要將電壓互感器由運(yùn)行轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)，再開展裝設(shè)接地線、布置遮欄、標(biāo)示牌、辦理工作票等一系列準(zhǔn)備工作，整個(gè)前期工作大約需要60分鐘以上，如遇突發(fā)狀況，甚至需要2小時(shí)以上，嚴(yán)重消耗了人力、物力、時(shí)間。而更換電壓互感器的高壓熔斷器的操作時(shí)間大約只需要5分鐘，與安全準(zhǔn)備工作時(shí)間相比極不對(duì)稱，導(dǎo)致整體工作效率較低，且影響用戶的供電可靠性。

1.2　工作空間密閉狹小，容易引發(fā)安全事故

高壓電壓互感器柜內(nèi)空間比較狹小，部分高壓柜內(nèi)還存在中間無絕緣隔板，與母線側(cè)帶電的隔離開關(guān)安全距離較近等安全風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)維人員的工作空間封閉狹小，布置安全措施、更換高壓熔斷器時(shí)容易因安全距離不足，引發(fā)觸電事故。

1.3　停電范圍過大，影響用戶的供電可靠性

當(dāng)高壓電壓互感器柜內(nèi)中間的電壓互感器高壓熔斷器熔斷后，必須將故障熔斷器所在母線斷電，才能保證運(yùn)維人員能安全進(jìn)行高壓熔斷器的更換。母線的斷開會(huì)擴(kuò)大停電范圍，從而影響母線上所供城市、農(nóng)村用戶運(yùn)行線路用電的可靠性和穩(wěn)定性。

2 解決方案

研究和設(shè)計(jì)高壓開關(guān)柜內(nèi)電壓互感器(TV)高壓熔斷器更換的優(yōu)化操作裝置，不僅要保證變電站運(yùn)維人員更換高壓主熔斷器時(shí)的安全性，而且要提高變電站運(yùn)維人員的工作效率，提升系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。

2.1　更換優(yōu)化操作裝置的結(jié)構(gòu)原理

TV高壓熔斷器更換優(yōu)化操作裝置由高壓柜上的操作窗及更換高壓熔斷器的絕緣操作抓手組成。首先，在柜門上對(duì)照高壓熔斷器的位置開啟一個(gè)50 cm×40 cm的操作窗，在觀察窗上安裝帶有五防閉鎖透明可移動(dòng)的玻璃；其次，研制更換高壓熔斷器的絕緣操作抓手裝置。柜門上的操作窗在TV高壓熔斷器完好時(shí)，可作為巡視柜內(nèi)設(shè)備的觀察窗。當(dāng)TV高壓熔斷器熔斷時(shí)，運(yùn)維人員拉開TV高壓側(cè)隔離開關(guān)后，打開帶有五防閉鎖可移動(dòng)的玻璃，通過操作窗用驗(yàn)電筆驗(yàn)明高壓熔斷器兩側(cè)無電后，使用絕緣操作抓手將損壞的熔斷器取出，再用絕緣操作抓手將完好的熔斷器裝入熔斷器座內(nèi)，隨后關(guān)閉操作窗和五防閉鎖。整個(gè)操作過程無需經(jīng)過長時(shí)間復(fù)雜的安全措施布置、工作票辦理等程序，僅用操作票就可完成作業(yè)管控，既安全又快速。

2.2　高壓開關(guān)柜內(nèi)TV高壓熔斷器絕緣操作抓手的結(jié)構(gòu)

高壓開關(guān)柜內(nèi)TV高壓熔斷器絕緣操作抓手，由固定卡鉗、移動(dòng)擋板、固定支架、蝶形螺母、絕緣操作桿和絕緣墊片構(gòu)成。絕緣操作桿頂部預(yù)留有一個(gè)螺柱，可通過固定支架中心的固定通孔與移動(dòng)擋板上的螺紋孔相連，使用時(shí)固定卡鉗的內(nèi)弧面與高壓熔斷器接觸，操作人員沿徑向旋轉(zhuǎn)絕緣操作桿，可使移動(dòng)擋板沿螺紋孔中心線前后移動(dòng)，從而使移動(dòng)擋板內(nèi)弧面與高壓熔斷器接觸或脫離接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓熔斷器的夾持或松開，進(jìn)而完成對(duì)高壓熔斷器的更換操作。卡鉗由鋁合金或塑料材料制成，一共有2個(gè)，分別通過蝶形螺母固定在固定支架兩端，呈半開口“C”型，開口一端壁面為平直形，其上設(shè)置有2個(gè)蝶形螺母固定螺孔，可通過蝶形螺母實(shí)現(xiàn)固定卡鉗與固定支架之間的緊固連接；開口另一端壁面的內(nèi)側(cè)為圓弧形，弧度不小于60°，圓弧半徑比所夾持高壓熔斷器的半徑為2～8mm，圓弧面上粘貼有絕緣墊片，用于防止高壓熔斷器因超過應(yīng)力而損壞，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1　固定卡鉗；2　高壓熔斷器；3　移動(dòng)擋板；4　固定支架；5　蝶形螺母；6　絕緣操作桿；7　絕緣墊片。

2.3　高壓開關(guān)柜內(nèi)TV高壓熔斷器更換優(yōu)化操作裝置的優(yōu)點(diǎn)

(1)省時(shí)、省力，工作效率高。在進(jìn)行高壓熔斷器更換時(shí)，只需將電壓互感器由運(yùn)行轉(zhuǎn)為冷備用后，即可進(jìn)行后續(xù)工作，不需要經(jīng)過裝設(shè)接地線，布置遮欄、標(biāo)示牌、辦理工作票等一系列的工作程序，不但節(jié)省人力、物力、時(shí)間，減輕運(yùn)維人員的工作量，還大大提高了工作效率。

(2)可視化操作優(yōu)化了運(yùn)維人員的工作環(huán)境，降低了工作風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)維人員通過可視化觀察窗，即可進(jìn)行日常的巡檢工作，不再需要進(jìn)入密閉狹小的空間作業(yè)，工作環(huán)境大幅度優(yōu)化。通過應(yīng)用高壓熔斷器更換優(yōu)化操作裝置后，運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度進(jìn)一步下降，有效避免了觸電風(fēng)險(xiǎn)。

(3)提高了城市、農(nóng)村電力系統(tǒng)變電站供電的可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)高壓開關(guān)柜內(nèi)高壓熔斷器熔斷時(shí)，應(yīng)用高壓熔斷器更換優(yōu)化操作裝置，只需要將熔斷器熔斷的TV由運(yùn)行轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)，暫時(shí)停用故障設(shè)備，不影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，也不用斷開故障TV所在的母線，縮小了停電的范圍，極大地提高了供電的可靠性和穩(wěn)定性。

3　結(jié)論

高壓開關(guān)柜內(nèi)電壓互感器(TV)高壓熔斷器更換優(yōu)化操作裝置的研發(fā)，改變了傳統(tǒng)的工作模式，操作安全、簡單、方便，省時(shí)又省力，極大減少了變電站運(yùn)維人員的工作量，提升了工作效率。在運(yùn)維工作中不僅能保證變電站運(yùn)維人員日常工作的安全性，有效避免了觸電風(fēng)險(xiǎn)，而且提高了城市、農(nóng)村電力系統(tǒng)變電站供電的可靠性和穩(wěn)定性，為減輕城市、農(nóng)村電力系統(tǒng)變電站運(yùn)維人員工作量，落實(shí)電力系統(tǒng)25項(xiàng)反措等做出了重要貢獻(xiàn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 姜宣任.高壓開關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)分析[J].大經(jīng)貿(mào)·創(chuàng)業(yè)圈, 2020(3).

[2] 董輝淵,趙艷鋒,李強(qiáng),等.淺談關(guān)于電壓互感器常見故障處理與分析[J].魅力中國,2018(19).

Study on optimal operation device for replacing high voltage transformer fuse in urban and rural areas

ZHANG Qionghua, XIE Yanyi, JIN Zhonghua

(Honghe Power Supply Bureau, Yunnan Power Grid Co., Ltd., , Mengzi,Yunnan 661100，China)

High voltage indoor switchgear is a distribution device widely used in urban and rural power system substations. Its internal voltage transformer high-voltage fuse is easy to fuse in the working process. Therefore, replacing the damaged TV high-voltage fuse in the cabinet has become one of the daily work of operation and maintenance. By analyzing the problems existing in the existing technology and using scientific and technological innovation means, a set of optimized operation devices is studied and designed, which can effectively simplify the workflow, improve the work efficiency, avoid the risk of safety accidents, ensure the safe and reliable operation of power grid and equipment, and improve the reliability and stability of power supply.

switchgear; voltage transformer; high voltage fuse; cold standby; replacement; optimized operating device

TM45

A

2096–8736(2022)02–0049–03

張瓊?cè)A(1974—)，女，云南建水人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)。

責(zé)任編輯：陽湘暉

英文編輯：唐琦軍