带电更换10kV高压计量保险管辅助操作工具研发

霍北季 黄智明 邓东辉

摘要：10kV高压计量保险管故障更换时需要采取停电处理的措施，但是在此过程中存在与用户约时停电难、影响客户生产计划等问题。本文针对上述情况，提出研发出一种辅助操作工具实现带电更换10kV高压计量保险管的方案，并且详细讲述了方案的具体内容、实施方式以及应用前景，从而为解决该类故障提供了依据，也希望可以为今后相关研究提供有价值的参考。

关键词：10kV高压计量保险管  带电更换  辅助操作工具  熔断

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

保险管是最简单和最早使用的一种保护电器^[1-2]，其工作原理是：当工作电流在额定电流以下时，较小的电流通过熔体，虽然会使它的温度上升，但熔体不会熔化，电流可靠接通。一旦电路中发生过负荷或短路，电流增大，熔体由于自身温度超过熔点而熔化，将电路切断，保护高压电网不因用户互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全^[3]。电压互感器用的高压保险管采用镍铬丝材料制成，其总电阻约90Ω，可以限制短路电流。计量用的10kV电压互感器使用的保险管额定电流为1A或2A。运行中的10kV电压互感器高压计量保险管熔断的原因有^[4]：（1）电压互感器内部线圈发生匝间、层间或相间短路以及一次接地等故障，使电压互感器铁芯饱和，电流急剧增加;（2）二次回路发生短路或接地故障，高压保险管越级熔断;（3）电力系统发生铁磁谐振，电压互感器产生过电压或过电流。

在面对10kV高压计量保险管熔断这种情况时，只能选择停电处理。但是存在两个困难，一是与用户约时停电难而造成追补电量时间跨度大，计量故障效率低;二是用户开关等设备老旧，容易出现故障，造成无法恢复供电，需要很长时间抢修才能恢复，使得客户在这段时间无法生产，打乱客户的生产计划，给客户和供电局造成很大的损失。

2技术方案

带电更换高压保险管辅助操作工具的目的在于克服操作10kV绝缘夹钳更换保险管时可能带来的安全风险，从而使带电更换高压计量保险管成为现实。

带电更换高压保险管辅助操作工具的技术方案是：提供一种工具辅助10kV绝缘夹钳进行更换保险管操作，通过辅助操作工具形成的绝缘通道把操作时可能误碰到的带电部位或对地隔离，保证操作的安全型。辅助操作工具由底座和绝缘通道组合而成，结构图如图1所示。

底座部分是一个可以调整高度的升降平台，包括底部框架、电木平台板、升降支架、升降支架安装钣金、Z轴升降丝杆总成等。底部框架上安装有4个万向轮^[5]。电木平台板是底座的上部，使用绝缘的电木材料制作而成，用于连接辅助操作工具的升降支架部分和绝缘通道部分。升降支架使用的是剪叉式结构的支架，分为内剪叉臂和外剪叉臂。外剪叉臂两端各由1条中梁管连接，中梁管固定在升降支架安装钣金上的限位滑槽上，下中梁管连接Z轴升降丝杆总成^[6]。Z轴升降丝杆总成由转动把手、螺纹丝杆、驱动齿轮和两个螺母固定部件组成，当转动Z轴升降丝杆总成上的转动把手时，拉动剪叉式支架的外剪叉臂在限位滑槽的范围内水平运动，撑起或降下电木平台，既起到导向作用，又达到了底座作为升降平台的上升和下降的目的。

绝缘通道部分是整个辅助操作工具的重要作业部分，由绝缘通道、Y轴导轨、Y轴丝杆总成、Z轴丝杆总成等组合而成。绝缘通道使用环氧板加工成正方形长度为1000mm（内孔边长为230mm、厚度3mm）前后开口密封形筒状，绝缘通道的顶部采用透明的亚克力板制作，方便操作人员观察通道内的操作情况，绝缘通道前端的上下侧分别有1个50mm的凹槽，用于某相保险管定位。绝缘通道下侧安装Z轴丝杆总成，由2个螺母固定部件、Z轴丝杆、转动把手、驱动齿轮和绝缘通道滑轨组合而成，当Z轴丝杆总成上的转动前把手时，驱动元件带动绝缘通道底部的滑轨前后移动，将绝缘通道延伸至高压计量柜内。Y轴丝杆总成固定在Y轴导轨上，当转动Y轴导轨丝杆上的转动侧把手时驱动元件带动整个绝缘通道在横移滑轨内左右移动，实现操作人员使用辅助操作工具更换不同相别的高压计量保险管的目的。

整个辅助操作工具的高度为602.5mm，其中底座部分高372.5mm，绝缘通道部分高230mm，底座部分长460mm，宽430mm，绝缘通道的长度达到1000mm，满足操作人员作业安全距离。

3具体实施方式

3.1判断熔断保险管

使用萬用表测量计量接线盒的U、V相的电压端子，测得U_uv;再将红笔接触到W相电压端子，黑笔仍在V相电压端子，测得U_wv;最后将黑笔接触U相电压端子，红笔仍在W相电压端子，测得U_wu。一次侧各相保险管熔断时的二次电压值，如表1所示。

从表1可知，当测得U_uv≤95% U_wv，U_wu≤95% U_wv时，则可判断其为U相一次侧保险管熔断;当测得U_uv、U_wv为50～57V，U_wu为100V时，则可判断其为V相一次侧保险管熔断;当测得U_wv≤95% U_uv，U_wu≤95% U_uv时，则可判断其为W相一次侧保险管熔断。

3.2带电更换操作

（1）切除二次侧负荷。操作方法是在计量接线盒处合上U、W相电流连接片短接电流互感器二次回路，断开U、V、W相电压连接片。

（2）连接接地装置。使用10kV接地线把辅助操作工具的底座与高压柜的接地线连接，确保操作人员安全。

（3）固定工作位置。操作人员戴上10kV绝缘手套，打开高压计量柜门，将带电更换高压计量保险管辅助操作小车推动至计量柜前，合上底座下面的万向轮的闭锁装置，把辅助操作工具小车固定在计量柜前。

（4）调整高度。在操作时可根据现场高压计量柜内保险管的高度，操作人员转动Z轴升降丝杆总成的转动把手，驱动底座上的内剪叉臂和外剪叉臂，从而使电木平台上的绝缘通道上升或者下降，把绝缘通道调整至与高压计量保险管高度一致。

（5）调整水平。操作人员转动Y轴导轨的转动前把手控制绝缘通道沿着电木平台上的导轨左右移动，把绝缘通道前端的凹槽移动至与需要更换的保险管水平一致的位置。

（6）隔离绝缘。操作人员转动Y轴丝杆总成的转动侧把手控制绝缘通道沿着它底部的滑轨前移，把故障的高压计量保险管嵌入绝缘通道的凹槽内，此时绝缘通道把该高压计量保险管与其他带电部位的隔离。

（7）取出保险管。操作人员打开10kV绝缘夹钳的闭锁开关打开钳口，把10kV绝缘夹钳沿着绝缘通道伸进高压计量柜保险管，操作闭锁开关合上钳口，把故障的高压计量保险管夹紧，用力从保险管卡扣口中钳出。

（8）更新保险管。准备好合格的高压计量保险管，使用10kV绝缘夹钳夹紧后，沿着绝缘通道把新的保险管送进计量柜内，对准保险管卡扣口装上合格的高压计量保险管。

（9）退出位置。操作人员转动Y轴丝杆总成的转动把手控制绝缘通道退出高压计量柜，解开底座的万向轮的闭锁装置，把辅助操作工具小车拉出，并拆除底座上的接地线，最后关上高压计量柜门。

（10）恢复电压。完成带电更换高压计量保险管操作后，操作人员在计量接线盒处合上U、V、W相电压连接片，断开U、W相电流连接片，即可恢复正确计量状态。

3.3确定电压恢复情况

用万用表测得各相的线电压U_uv=U_wv=U_wu=100V，则可判断带电更换高压计量保险管工作顺利完成。

用上述方法完成其他相保险管的更换。

4应用前景

根据2020年数据统计，在江门市使用10kV高供高计计量方式的公线专变客户大约有6733用电户，因高压计量保险管熔断而造成的计量故障45起。追补的有功电量达到857030.72kW·h。每起高压计量保险管故障由发现故障到约用电客户停电后恢复时间长达196h。每起高压计量保险管故障每天造成的电量追补W=19045.13kW·h/（196/24）=2332.06kW·h。

与现有停电更换高压计量保险管的方法相比，带电更换高压计量保险管的效果是：（1）不需要再约客户停电，避免因停电而造成客户无法生产;（2）解决因为约客户停电而造成的计量故障处理周期长的问题，减少追补电量的数额;（3）避免因设备老旧而发生设备无法恢复供电的情况，减少了抢修需要支出的费用;（4）为客户提供更优质的服务，避免因停电而造成的投诉问题;（5）优化了供电部门对用户年平均停电时间承诺指标。

5结语

采用高供高计这种计量方式的用电客户，高压计量保险管熔断导致无法正常计量的故障不可避免，在公司创一流企业的步伐不断迈进的今天，为给客户提供更优质、更满意的供电服务，以提高供电可靠性和优质服务水平为目标，以提质增效为中心，以提升创新能力为主线，研发了带电更换高压计量保险管辅助操作工具，把带电更换高压计量保险管变成了现实，不仅可以更加高效地处理这种计量故障，确保计量故障处理及时，更可以避免约客户停电而导致客户无法生产，使得客户对供电企业的满意度更高。

参考文献

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