变电站地电位带电拆接引线接头装置的研制

2020-04-27唐建辉

科学技术创新 2020年7期

唐建辉

(广东电网有限责任公司佛山供电局，广东佛山528000)

变电站高压设备的引线接头是承载负荷电流的关键部位，引线接头发热是变电站日常运维中常见的设备缺陷，不及时处理引线接头发热缺陷，直接威胁电力系统的安全稳定运行[1]；由于增容改造、基建扩建、检修试验等原因，需要对引线接头进行拆接操作。目前因处理发热缺陷或工作需要的原因拆接高压设备引线接头的传统方法都是先采取倒闸操作措施[2]，后停电检修，这些非计划停电或运行方式的改变，降低了电力系统安全稳定运行的可靠性，倒闸操作又增加了误操作的可能，有些变电站负荷重、停电难，不能及时消缺，严重危及变电站的安全稳定运行，若要做到不停电又能解决这些问题，则就必须开展带电作业[3]。

目前很多110kV 变电站负荷重、停电难，不能及时消缺，严重危及变电站的安全稳定运行，严重危及变电站的安全稳定运行，开展带电检修就显得尤为重要和紧迫。目前尚无地电位带电拆接变电站高压设备引线接头机具，如能广泛的进行地电位带电拆接引线接头，达到变电站局部停电或完全不停电的目的，必将产生巨大的经济效益。

1 变电站带电拆除接引线作业方法的比较

目前国内变电站检修仍然普遍采取传统的停电方式，申请相应间隔设备或母线停电，检修人员系安全带，通过人字梯爬到导线接头处进行高空作业处理，存在人员跌落风险。在变电站带电作业方面，国内开展项目不多，还处于起步阶段，但随着对变电站带电作业技术的研究力度不断加大，带电作业已成为变电设备检修、改造的重要手段。带电作业按照作业时作业人员所处电位高低，可划分为等电位作业、中间电位作业和地电位作业。等电位作业工作时，人体与带电体处于同一电位，需穿成套屏蔽服，主要应用在输电带电作业和变电站更换绝缘子项目。中间电位作业法，人体的电位介于地电位和带电设备之间，需穿绝缘服，广泛应用于配电线路带电作业中。地电位带电作业法工作时，人体处于地面或构架上，通过绝缘工具进行带电作业，因而又称绝缘工具法，具有不受空间地形限制、操作灵活等优点，广泛应用于输电、配电线路带电作业中[4]。

以更换母线刀闸上引线为例，若在变电站采用等电位作业法进入强电场，使用挂梯或软梯进入等电位时存在以下问题：在管母线上悬挂挂梯时等电位电工和工具设备的重量可能会使管母线出现机械形变，施加在管母线上的重量有可能对支柱绝缘子造成机械压迫，使得支柱绝缘子发生断裂；使用直立伸缩硬梯进入强电场则需要很大的空间固定拉线。由此可见，利用等电位带电拆接110kV 变电站高压设备引线接头对现场设备引线的间隔有很高的要求，由于变电站设备紧凑，很难有空间固定拉线，并且无法保证等电位电工爬梯子时的组合间隙，等电位作业过程中人员和设备的安全得不到保证。基于这几种原因，若采用地电位带电作业法，就可以很好的解决上述问题，由于作业都在地上进行，通过绝缘杆操作来实现带电设备引线接头的拆接，作业过程中只要人体与带电设备保持足够的安全距离，且绝缘杆绝缘性能良好，就可以从根本上保证人身的安全。

2 110kV 变电站地电位带电拆接引线接头装置的研制

2.1 设计思路

地电位带电拆接引线接头装置的设计思路，即将电动扳手装置固定在绝缘杆顶端并通过绝缘杆支撑，同时通过操作杆开关控制高空的电动扳手装置，使作业人员在地面即可完成操作，并根据该思路绘制了该工具的设计图，如图1 所示，本套带电拆接引线接头装置主体拟采用环氧树脂杆作为主绝缘，并主要包括固定装置和手持紧固装置，操作人员在地面通过电动扳手带动手持紧固装置前端的扳手套筒高速旋转，完成紧固作业，为防止紧固点偏差，可采用望远镜对工作点进行实时监督。同时固定杆用于固定螺杆，防止螺杆旋转，其他固定杆用于支撑固定导线，防止导线摆动，经过这些简单的操作就可实现带电设备引线接头的拆接。

图1 装置的设计图

2.2 主要部件选型

对涉及的主要绝缘部件绝缘杆进行材料选型，本工具的绝缘操作杆为绝缘杆类型，目前的绝缘杆主要由环氧玻璃钢制成，环氧玻璃钢有三种主要成分组成：玻璃纤维、环氧树脂和偶联剂，对于绝缘操作杆的长度，根据《DL/ T 966-2005 送电线路带电作业技术导则》的规定，110kV 要求的操作杆最小有效绝缘长度为1.3 米，考虑人操作时手握部分可能会短接一部分长度和变电高压设备的高度，本工具决定选择单节3 米长的绝缘操作杆，通过两节进行接驳加长，作业高度可达7 米。扳手选用最大旋转功率0.71kW，旋转速度大于800 r/min 的充电式电动扳手，配备多个套筒。

3 现场应用

按照设计图将绝缘杆、电动扳手、导线固定装置、开关以及传动部分等部件进行组装，制成电气设备引线接头带电拆接装置，并进行相关试验，试验结果表明，该工具的绝缘性能及机械性能良好，可以正常使用。为了验证该工具的拆接效果，在培训基地对工具进行了试点应用，使用该工具对退运的某母线刀闸接头进行拆接，如图2 所示。操作人员戴绝缘手套，穿绝缘靴，按下操作杆开关后，电动扳手套筒飞速旋转，螺母瞬间便可拆下并留在套筒内，安装母线刀闸引线接头螺栓操作步骤与上述过程相同，作业完毕后，通过多角度拍照分析，设备引线接头可被可靠完全拆下或拧紧。