电缆不停电技术在配网带电作业中的应用研究

国网北京城区供电公司 郭原湖

1 引言

目前，城区电缆越来越多，配网运行环境复杂，部分配网设备老化问题较为严重。随着社会大众对电力供应需求逐步增加，电力供应的可靠性也应在原有基础上提高。假设发生大面积停电事件，那么市民正常生活用电也会受到影响，因此对配网带电作业中引入电缆不停电技术的研究已迫在眉睫。

2 电缆不停电技术概述

为提高企业的供电可靠性，改善不停电服务的技术管理和施工质量，现有的输电线路连续运行方法主要包括等电位运行方法、间电位运行方法和地电位运行方法。配电线路的连续运行方式大致可分为绝缘操作杆运行方式和绝缘手套式隔离运行方式。其中，绝缘杆法是通过在操作杆前面安装一系列装置来间接操作，绝缘手套法是操作人员主要通过绝缘杆或梯子、平台进行绝缘，穿上防护服和绝缘手套后直接操作设备。通过这两种方法，可以确保电力公司配电网络的安全运行，提高配电部门电缆断开、连接和进入的可靠性。绝缘手套法也是确保无故障操作的常用方法。在线路维护中，操作人员主要使用绝缘手套、绝缘靴和绝缘工具来拆卸和连接电力线路、钳制线路、测试线路、更换绝缘层、断电和释放线路进行连接。与绝缘工作母线法相比，这种方法的优点是工作效率高，然而也具有较大的风险，操作者在变换位置时若不注意，就可能发生触电现象。

3 电缆不停电技术原理

城市配电网运行与电缆使用密切相关，当前一些电力公司均使用电缆线，因其可以提高配电网供电水平，同时可有利于输配电稳定运行。由于电缆线路运行过程中经常会受到一些故障以及维护情况的影响，故而电缆不停电技术一经问世便得到了广泛应用。不停电技术的应用，主要是指在电气设备和配电网设计领域中选择可以参与运行的线路[1]，将最初需要停止旁路线路中输电负荷设备的供电转移到旁路线路后，按照原先程序停电的设备可以正常运行使用。电缆线路不停电作业主要包括带电断、接空载电缆连接引线和电缆旁路作业以及临时取电三类作业项目，其中临时取电作业包括从架空线路临时取电给环网柜供电作业，以及从环网柜临时取电给环网柜供电作业。

4 配电电缆不停电作业的重要意义

4.1 直接经济效益

以B 市目前供电情况为例，2021年配电网有超过6900次不间断运行，供应超过600万kWh 电力，如果其对B 市GDP（国内生产总值）平均贡献为每10元/kWh，那么配电网在6900次不间断运行的情况下将会生产超过600万kWh 的电力，配电网不间断运行对B 市GDP 的贡献预计将超过6000万元。

4.2 技术转让效益

所谓的技术转让效益，是指相关部门通过研究和开发而获得的经济价值，据此，有关服务部门会在不破坏分配网络的情况下开展工作，企业在签署技术转让协议后，转让这些专利和知识产权。根据技术转让数据来看，近年来在B 市开发的新项目和设备转让费高达几百万元人民币，为企业带来的额外经济效益高达几千万元人民币。

4.3 社会效益

配电网电缆不停电作业，能够确保配电电缆的不间断运行，不仅可以保证向消费者提供可靠的电力供应，让公众满意，还可以提高服务质量、效率和供电公司的声誉，进而产生巨大的正向社会效益。

5 电缆不停电技术的基本作业方法

5.1 机器人作业法

目前，我国已经开始在配电网中使用智能机器人工作。机器人在我国配电网络中发挥了较大作用，用机器人取代人工作业可以产生积极的影响。此外，机器人还可用于确保操作人员的人身安全。目前，机器人可用于的领域较为广泛，不仅能提高工作水平和效率，而且还可以确保工作顺利、安全地开展。然而，由于机器人技术仍然是一项新技术，并且其比传统人工更加昂贵和复杂，因此需要采取有效措施来改善和优化机器人的工作，并进一步降低其使用成本。

5.2 绝缘杆操作法

为有效保证配网供电的稳定性，应加强配网线路的建设。然而，在配网线路建设中还存在一些问题，如新旧设备混用、配网设备缺乏统一规范等。即使在检查同一条路线时，也经常能发现设备种类不同检查结果也存在差异的情况，直接影响了配网的效率和线路扩展率。为此，有关工作人员应加强使用可调节的导线连接线夹，以确保连接线被稳妥固定。在电缆连接过程中，工作人员可与带电体保持一定距离，这样一来不仅可以提高工作效率，还可以保护工作人员的人身安全。

在可调式线夹和绝缘工作杆的结构中，这两个构件的连接是技术方案制定中的重点和难点，最初所有设计的线夹座都为“1”字形，但通过实际工作时发现，“1”字形在导线连接时紧固件容易脱落，继而对电气设备的效率造成影响。因此，工作人员开发研制了“T”字形夹子支架[2]，在将可调夹子连接到电线连接处后，通过旋转操作杆，将线夹螺杆上的插销旋转入“T”字形头中，如果需要断引线，则只需要对操作杆进行旋转即可。通过应用这一改进设计方案，能够避免卡口脱落的问题，这样就可以稳定可靠地断开和连接电缆，提高电气工作的效率，减轻工作人员的劳动强度。

5.3 旁路电缆作业法

如果故障发生在配电线路实际运行过程中，有关操作人员可采用电缆旁路的方法进行维修。电缆旁路法是使用无线技术的最常见方式。虽然是一种基本方法，但其在应用时相对快速和成熟。如今，电缆旁路操作主要依靠旁路电缆和断路器的临时电源，允许工作人员在没有电源的情况下开始正常维修工作。在实施临时供电系统期间，有关工作人员可以检查、维护、修理和操作电缆管道。在不间断运行的情况下，配电网络线路应受到全面监控。最后，应安装新的循环管道，以避免管道的短路。旁路线路主要由终端设备、柔性电缆和中间线路组成。操作程序要求按照相关工作规范开展，并且要求工作人员具有较高的经验。

目前，旁路电缆的操作程序通常是通过暂时切断架空线的电源来实现连续运行模式。需要注意的是，作业人员在完成电缆不停电作业之后，还需要对配网线路原貌做好恢复工作，拆除构建出的旁路线路，避免出现线路短接等问题。通常情况下，旁路线路是由中间接头、柔性电缆以及终端等设备所组成的，要求作业人员具有丰富的工作经验，保证在电缆线路相对密集的区域安全实施作业。另外，对于作业内容，可以分为以下两种情况：一是当旁路线路接入环网柜后存在明显备用间隔时，作业人员就可以开展旁路作业系统进行电缆不停电作业；二是当旁路线路接入环网柜后没有备用间隔存在时，则不可以立即实施电缆不停电作业，而是配合短时停电进行检查和维修。

5.4 移动电源作业法

作为临时电源，如果在带电作业过程中，发现电缆线电源不稳定，可以使用移动电源车前往电缆线位置，提供必要的电源来进行工作。当使用移动电源车时，应当确保所使用的电缆处于绝缘状态，以防止连接到移动电源车的电缆被损坏。因此，要确保电缆处于良好状态，不影响操作人员检查和维护工作，被检查的电缆也会处于安全状态。然而，值得注意的是，由于移动手推车的功率范围和容量相对较小，因此容易受到外部因素的干扰，可能会影响电缆供应的性能。移动式箱式变压器运行技术在临时供电车辆上安装箱式变压器变电站，以实现配电网的不间断运行。如果运营商决定维护电缆管道，可以用卡车对电缆管道进行永久维护，这种方法通常用于电缆管道内变压器的持续维护。移动变电站的高、低压线路应首先与10kV 低压线路在负荷状态下连接，并利用柜式变电站的高、低压设备实现柜式变电站与柱式变压器的短期并联运行，低压断路器和被检修的杆式变压器熔断器出现跳闸情况时，杆式变压器可通过夹钳进行检修。最后需要注意的是，在维修完成后，应将电杆变压器恢复到原来的形状，以实现电缆管道电杆变压器连续维修的目标。

6 关于配网带电作业结合电缆不停电作业的应用

6.1 应用于更换小截面电缆

在10kV 的条件下，使用不停机法更换小的电缆截面，可以获得良好的效果。在地下建筑工程施工过程中，如出现电力电缆容量不足的问题时，在计划停电的情况下，由于施工时间长，施工进度也可能受到其他用户正常用电的影响。在此基础上，该技术可用于降低负荷。在运行过程中，一级配电线路上的负载首先被转移到旁路系统，随后小直径电缆被断开，旁路系统用于临时供电，最后更换电缆。更换后，必须拆除安装在电源上的旁路系统，配电线路才会重新启动。使用不停电的作业方法可以减少因停电所造成的经济损失。

6.2 更换老旧设备

为了提高配电网的质量和运行水平，各地区正在积极开展重建配电网和更换旧设备的工作。按照连续供电的要求，将提高旁路的不间断运行，扩大技术范围，增强能源服务水平。如在某次工作案例中，有必要更换没有电源的旧设备，以减少停电对作业区供电和日常生活的负面影响，于是工作人员可以使用旁路不停电技术，建立一个新的旁路系统，取代原有的断路器和电缆，进而进行更换。其技术过程如下：第一阶段是旁路系统的建设；第二阶段是旁路系统与电源的连接；第三阶段是输电的控制；第四阶段是更换开闭所的开关设备；第五阶段是拆除临时电力系统，即旁路系统；第六阶段是恢复原有的电力系统。

6.3 应用于电杆更换

在城区，有时会发生车辆撞击等交通事故，对电杆造成实质性损伤，因此需要更换电杆以确保稳定的电力供应。同时，连续运行的旁路系统利用架空线的能量，通过接地的径向旁路电缆断开配电箱，实现负荷再分配，保证线路效率。

7 继续加强电缆不停电技术在配网带电作业中应用的措施

7.1 健全电缆不停电作业规范

为了维持配电网正常运行，应使用不间断电源技术，而馈线法是一种高度可靠和稳定的网络运行方法，可以保证整个输配电网络正常运行。然而不可否认的是，由于受各种外部影响，电缆管道在运行中经常被损坏。因此，应制定严格的电缆保护规范[3]，以方便检查和修复电缆损坏。首先，当电力公司发现10kV 配电网中的电缆损坏时，应立即派技术人员进行现场检查，及时发现问题电缆，并采取简单措施进行现场检查。其次，根据报告，操作人员应迅速选择工具和设备，按照电缆接续技术的指示，及时进行检查和维护工作。

7.2 提高电缆不停电作业设备维护水平

目前，在配网带电运行人员工作的过程中，一般都会使用弧形断路器、旁路电缆等重要设备，在实施连续运行技术时，这些设备发挥了重要作用，因此必须加强对工作设备的维护，提高设备的使用效率，减少因设备故障频率，降低维修量。在电缆线路出现故障问题时，操作人员应注意对当前设备的选择，确保翻新后的设备部件质量高，满足在配电线路中应用的具体需要[4]。

7.3 加强作业人员技术培训和素质的培养

配网带电作业并不是易事，需要相关作业人员有着较高的技术水平与专业素养，因此电力企业应定期培训操作人员，不断为团队招聘优秀的技术人员，同时要提高设备质量，确保每个操作人员能够兼顾安全、质量和运营效率，实现配电网现代化。

综上所述，我国不断电电缆维护技术的影响越来越大，通过将其应用到电力系统的日常维护中，可以有效缩短停电时间，进而在具体操作过程中实现不停电运行。在具体的操作过程中，必须做好对绝缘设备的保护管理，并严格按照技术要求进行施工，只有这样，工作人员才能快速有效地完成电缆设备的维护管理，缩短停电时间、停工时间、停机时间，提高供电可靠性，促进电力行业可持续发展。