帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具連接器的研制

王 淦，張 明，徐孟霞，儲貽鑫，陳勇敢，石嘉偉

（國網(wǎng)安徽岳西縣供電公司，安徽 岳西 246600）

1 研制背景

目前隨著配電網(wǎng)智能化改造的推進(jìn)，帶電作業(yè)技術(shù)也越發(fā)成熟，已具備獨(dú)立開展第三類和第四類復(fù)雜帶電作業(yè)能力。為了保證配電網(wǎng)的供電可靠性，公司開展的配電網(wǎng)保護(hù)化項(xiàng)目采用帶電作業(yè)的方式來更換智能真空開關(guān)。根據(jù)配電網(wǎng)柱上開關(guān)保護(hù)化改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容，新型智能真空開關(guān)的安裝模式須在配電線路的電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)，各配套裝設(shè)一組單相電壓互感器，為智能真空開關(guān)的動作回路、通信模塊提供工作電源；而采取帶電作業(yè)的方式直接接電壓互感器引線會產(chǎn)生充電電流，存在帶電作業(yè)人員觸電的風(fēng)險，違反了《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（配電部分）》中“帶電斷、接空載線路時，應(yīng)確認(rèn)后端所有斷路器（開關(guān)）、隔離開關(guān)（刀閘）已斷開，變壓器、電壓互感器已退出運(yùn)行”的安全要求[1]。

為了推進(jìn)安徽省供電公司配電網(wǎng)保護(hù)化項(xiàng)目建設(shè)，同時為滿足帶電作業(yè)安全需求，目前公司采用配套安裝跌式落熔斷器的方式來安裝電壓互感器引線。首先利用旁路帶電作業(yè)法，在待安裝智能真空開關(guān)的配電線路耐張桿處完成旁路開關(guān)和柔性電纜連接后，將10 kV 旁路開關(guān)合閘，此時旁路導(dǎo)通，保障了配電線路不失負(fù)荷運(yùn)行；再解開耐張桿兩側(cè)跳線后，在跌落式熔斷器拉開的狀態(tài)下安裝好熔斷器及單橫擔(dān)，以及熔斷器兩側(cè)引線后再連接電壓互感器兩側(cè)接線樁頭；最后合上熔斷器，智能真空開關(guān)和電壓互感器即可帶電運(yùn)行。此種作業(yè)方法雖然能避免帶電安裝電壓互感器引線產(chǎn)生的安全問題，但是在單桿的有限空間內(nèi)須安裝1 副鐵橫擔(dān)、4 只跌落式熔斷器、2 只電壓互感器及兩側(cè)引線，安裝接線工藝復(fù)雜、效率低，且引線間距較小，容易產(chǎn)生相間短路放電風(fēng)險。且跌落式熔斷器一旦熔斷或脫離，智能真空開關(guān)二次側(cè)立即失去工作電源和電壓信號，無法保障自動化通信設(shè)備正常工作；另外如果跌落式熔斷器脫落會造成電壓互感器二次側(cè)信號誤判斷為線路缺相運(yùn)行，上級智能真空斷路器存在誤動作的風(fēng)險，并且電壓互感器無法長期缺相運(yùn)行。如何解決配電網(wǎng)帶電作業(yè)直接接智能真空開關(guān)和電壓互感器引線產(chǎn)生充電電流的安全問題，成為配網(wǎng)帶電作業(yè)領(lǐng)域亟待解決的問題。

如何解決配電網(wǎng)帶電作業(yè)直接接智能真空開關(guān)和電壓互感器引線產(chǎn)生充電電流的安全問題，成為配網(wǎng)帶電作業(yè)領(lǐng)域亟待解決的問題。

2 工具結(jié)構(gòu)

基于目前岳西縣供電公司配電網(wǎng)帶電作業(yè)現(xiàn)場遇到的實(shí)際問題，公司研制一種帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具連接器，主要解決帶電作業(yè)安裝智能真空開關(guān)和電壓互感器過程中產(chǎn)生充電電流的安全問題，同時優(yōu)化現(xiàn)狀采用10 kV 跌落式熔斷器在單桿上安裝的模式，降低配電網(wǎng)保護(hù)化項(xiàng)目投資成本和線路運(yùn)行隱患。根據(jù)以上思路分析，結(jié)合帶電作業(yè)現(xiàn)場智能真空開關(guān)和電壓互感器的安裝方式來設(shè)計(jì)該連接器。該連接器結(jié)構(gòu)簡易，下端為銅制連接板，設(shè)計(jì)有4 個螺紋孔，通過螺栓連接用來與帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具的金屬導(dǎo)電棒連接；中間主體部分設(shè)計(jì)為帶旋轉(zhuǎn)螺紋的圓柱體，且圓柱體內(nèi)部設(shè)計(jì)有凹槽，用來安裝引線；上端為絕緣操作手柄，通過旋轉(zhuǎn)絕緣操作手柄來推進(jìn)絕緣手柄，用來卡緊引線，如圖1 所示。

圖1 負(fù)載斷路及啟動工具連接器三維設(shè)計(jì)圖

3 工作原理

結(jié)合國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)帶電作業(yè)流程，充分運(yùn)用旁路帶電作業(yè)法和借鑒思路，利用該連接器配合帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具來完成智能真空開關(guān)和電壓互感器的安裝[2]。首先在旁路開關(guān)處于分閘的狀態(tài)下，在10 kV 配電線路耐張桿處完成旁路開關(guān)和柔性電纜的安裝，并將柔性電纜連接頭可靠連接至配電線路耐張桿兩側(cè)的主導(dǎo)線上，再合上旁路開關(guān)的刀閘，此時建立起帶電作業(yè)的第一次旁路，然后解開耐張電桿兩側(cè)的跳線，完成配電線路耐張桿電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的旁路導(dǎo)通，即保障了主干配電線路不失負(fù)荷帶電運(yùn)行。

在耐張桿上安裝好智能真空開關(guān)支架和開關(guān)，以及2 只電壓互感器，并將2 只電壓互感器接線樁頭通過10 kV 絕緣引線分別連接至智能真空開關(guān)兩側(cè)的接線樁頭上，再將帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具和連接器組裝在一起，安裝至10 kV 主干配電線路導(dǎo)線上；拉開智能真空開關(guān)和帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具的開關(guān)，并確保其在分閘位置，將智能真空開關(guān)兩側(cè)的引線連接至連接器中間部分的凹槽內(nèi)，并將凹槽內(nèi)的引線剝?nèi)ソ^緣皮，使其與連接器可靠電氣連接，即構(gòu)建了“二次旁路”；然后合上智能真空開關(guān)的刀閘、帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具的開關(guān)，此時通過帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具與連接器建立起的“二次旁路”導(dǎo)通，智能真空開關(guān)和2 組電壓互感器同時帶電運(yùn)行；最后再將智能真空開關(guān)兩側(cè)的引線尾部連接至10 kV 主干配電線路導(dǎo)線上[3]，如圖2、圖3 所示。

圖2 構(gòu)建“二次旁路”（開關(guān)在分位）

圖3 “二次旁路”旁導(dǎo)通（開關(guān)在合位）

由于智能真空開關(guān)和電壓互感器已經(jīng)在配電線路上運(yùn)行了，再進(jìn)行帶電安裝智能真空開關(guān)和電壓互感器引線便不會產(chǎn)生充電電流的安全問題。同時該帶電作業(yè)方法優(yōu)化了有限空間內(nèi)的設(shè)備安裝布局，將2 組電壓互感器引線合并至智能真空開關(guān)的兩側(cè)樁頭，相較于原來采用跌落式熔斷器的安裝方式，減少了4 根主干配電線路上的引線安裝，此種方法不但提高了帶電作業(yè)效率，也降低了公司配電網(wǎng)保護(hù)化項(xiàng)目投資成本和配電線路運(yùn)行隱患。

4 應(yīng)用效果

該負(fù)載斷路及啟動工具連接器已通過第三方檢測試驗(yàn)，并出具耐壓檢測試驗(yàn)報告。該帶電作業(yè)方法已通過岳西縣供電公司主管部門和省公司電科院評估。相較于之前采用跌落式熔斷器來進(jìn)行智能真空開關(guān)和電壓互感器的安裝方法，在單桿的有限空間內(nèi)，基于采用負(fù)載斷路及啟動工具連接器優(yōu)化后的帶電作業(yè)安裝方式下，每進(jìn)行安裝1 臺智能真空開關(guān)和電壓互感器及其引線，可節(jié)省1 副單橫擔(dān)、4 只跌落式熔斷器、4 組設(shè)備引線及并溝線夾。岳西縣供電公司配網(wǎng)共有118 條10 kV 線路，要全部實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)智能化數(shù)字化功能建設(shè)，每條線路按8 臺開關(guān)計(jì)算，共須安裝智能開關(guān)約944 臺。參照安徽省電力公司農(nóng)網(wǎng)物資協(xié)議庫存價格和配網(wǎng)帶電作業(yè)安裝定額進(jìn)行估算，可節(jié)省材料、安裝費(fèi)用共計(jì)約為869.24 萬元；極大地降低了公司配電網(wǎng)智能化數(shù)字化項(xiàng)目投資建設(shè)成本，取得了良好了經(jīng)濟(jì)效益。

基于采用負(fù)載斷路及啟動工具連接器優(yōu)化后的帶電作業(yè)安裝方式，將智能真空開關(guān)和2 只電壓互感器兩側(cè)的引線合并為一組，減少電壓互感器兩側(cè)的安裝引線、以及單根橫擔(dān)、跌落式熔斷器和并溝線夾的安裝，每臺智能真空開關(guān)安裝時間由以前的7.5 h 下降到4.8 h。有效提高岳西縣供電公司帶電作業(yè)安裝智能真空開關(guān)和電壓互感器的效率，推動了供電企業(yè)配電網(wǎng)自動保護(hù)化項(xiàng)目建設(shè)，加快配網(wǎng)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級。

岳西縣供電公司新研制的帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具連接器，不僅能用于配網(wǎng)不停電作業(yè)安裝電壓互感器、真空開關(guān)帶電接火，還能用于帶負(fù)荷T 接分支線路接火、帶電接電纜線路等，進(jìn)一步推動了供電企業(yè)配電網(wǎng)自動保護(hù)化項(xiàng)目建設(shè)。

5 結(jié)束語

新研制的配電網(wǎng)帶電作業(yè)負(fù)載斷路及啟動工具連接器源于岳西縣供電公司配網(wǎng)保護(hù)化項(xiàng)目建設(shè)中遇到的實(shí)際問題，主要解決了帶負(fù)荷安裝智能真空開關(guān)和電壓互感器引線的安全問題；提高配電網(wǎng)智能真空開關(guān)和電壓互感器的運(yùn)行安全性，以及2 組電壓互感器二次側(cè)電源的供電和通信模塊可靠性。