絕緣桿作業法帶負荷更換10 kV高壓刀閘技術的研究

陳宇宏，張世國，林加評，李迎

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絕緣桿作業法帶負荷更換10 kV高壓刀閘技術的研究

陳宇宏，張世國，林加評，李迎

（國網廈門供電公司，福建 廈門 361000）

以廈門市配網帶電作業實際需求出發，參考現有帶電作業項目資料，建立起包括絕緣遮蔽裝置、絕緣桿桿頭裝置以及相關技術規程在內的一整套利用絕緣桿作業法帶負荷更換10 kV高壓刀閘的技術方案。因絕緣手套法中作業人員距離帶電體較近，容易引發人身事故；且由于地理位置受限，絕緣斗臂車無法到達，有些高壓刀閘的更換只能采用停電作業，造成供電可靠率下降。采用此技術方案，有效提高了供電可靠率。

絕緣桿作業法；絕緣手套法；技術研究；更換高壓刀閘

據統計，2014—2017年期間，國網廈門供電公司10 kV架空線路故障中，高壓刀閘的故障所占比例高達36.2%.目前傳統的帶負荷更換高壓刀閘的方式是通過絕緣手套作業法進行的，因絕緣手套法作業人員距離帶電體較近，容易引發人身事故，且存在絕緣斗臂車無法到達作業地點的情況，很多帶缺陷的高壓刀閘無法進行帶負荷更換。因此，進行技術研究具有必要性和緊迫性。

1 可行性分析

隨著配網不停電作業的發展，各類作業項目的開展及工器具的使用已日趨成熟，現階段開展的帶負荷更換高壓刀閘項目大多采用絕緣手套作業法，即帶電作業人員駕駛絕緣斗進入工作點位，利用斗臂的主絕緣與絕緣手套等輔助絕緣工具，更換高壓刀閘。而絕緣桿項目大多運用在10 kV線路斷接火項目中，整套帶電作業工器具及作業流程已實現固化。采用絕緣桿作業法更換高壓刀閘，只需研制相關作業所需的裝備，并根據現有技術標準編制相關作業指導書便可實現。

2 技術標準

2.1 旁路柔性電纜電氣性能要求

旁路柔性電纜包括高壓柔性電纜、高壓旁通輔助電纜（上）、高壓旁通輔助電纜（下）、柔性電纜輔助連接裝置。

旁路柔性電纜電氣性能要求：額定電壓為8.7/15 kV，額定電流為200 A。熱穩定電流水平如表1所示。

表1 旁路柔性電纜熱穩定電流水平

時間/s0.20.51.02.03.0 允許短路電流值/A15 85010 0307 0905 0104 090

電動力水平：按組裝后的條件在短路電流的作用下不使機械部分的構件損壞和變形，電動力考核水平達到短路電流峰值40 kA（0.2 s，15 850×2.55）。

2.2 交流負荷開關性能要求

額定電壓為10 kV，額定電流為200 A，額定開斷負荷電流為200 A，額定開斷充電電流為20 A，關合短路電流能力中的峰值電流為40 kA，三相分斷同期性小于5 ms。

2.3 絕緣性能

直流電阻測試：絕緣電阻搖測＞2 000 MΩ。

2.4 選材原則

2.4.1 承力工具

用于制作承力工具的層壓絕緣材料，其縱向和橫向都應具有較高的抗張強度，其中橫向強度可以略低于縱向強度，兩者之比應該控制在1.5∶1之內。用于制作承力工具的絕緣材料，其應具有較好的縱向機械加工和接續性能，在連接方式確定后，材料應具有相應的抗剪以及抗擠壓沖擊強度。絕緣承力部件只能選用縱向有纖維骨架（玻璃纖維或其他高強度不導線纖維）的層壓及模壓卷制和引拔工藝生產的環氧樹脂復合材料。嚴禁使用無纖維骨架的純合成樹脂材料制作承力部件。用于承力工具的金屬材料，除高強度鋁合金外，不允許使用其他脆性金屬材料。

2.4.2 絕緣操作桿

較長的絕緣操作桿可選用不等徑塔型連接方式的環氧樹脂玻璃布空心管及泡沫填充管制作，斷的操作桿則可用等徑圓管制作。絕緣操作桿的接頭及堵頭應盡可能使用絕緣材料制作，一般也允許使用金屬制作活動接頭，其選材應注重耐磨性及防銹蝕性。10 kV及以下電壓等級的手持操作桿應考慮全部使用絕緣材料制作。

3 新工器具研制

3.1 絕緣遮蔽工具

通過研究已制定了絕緣桿作業法帶負荷更換高壓刀閘相應的規程、規范及技術標準，結合現場實際，量取現場設備的各項尺寸，利用CAD繪圖技術，完成所需絕緣遮蔽工具的圖紙繪制工作，并交付廠家完成工具的生產工作，本絕緣遮蔽工具主要用于隔離高壓刀閘及其兩端引線，防止相間及相對地短路，保護人身設備安全。絕緣遮蔽工具CAD樣式如圖1所示。

3.2 柔性電纜桿頭安裝裝置

研究柔性電纜實際安裝需求及相關設計指標，完成桿頭安裝裝置的CAD繪制及實際生產。本桿頭裝置主要用于作業期間旁路電纜的安裝及固定工作。柔性電纜桿頭安裝裝置CAD樣式如圖2所示。

圖2 柔性電纜桿頭安裝裝置CAD圖

4 作業流程分析

4.1 開工

現場總工作負責人與調度值班員聯系，并發布開始工作的命令。

4.2 檢查

在作業現場設置安全圍欄和警示標志。作業人員檢查電桿、拉線及周圍環境；檢查絕緣工具、防護用具；對絕緣工具絕緣性能進行檢測；對旁路作業設備進行外觀檢查；檢查確認待檢修線路負荷電流。

4.3 安裝絕緣遮蔽

桿上電工對作業范圍內的所有帶電體和接地體進行絕緣遮蔽，使用絕緣桿安裝導線遮蔽罩、瓷瓶遮蔽罩及高壓刀閘絕緣隔板。

4.4 旁路系統安裝

旁路系統安裝步驟具體為：①敷設旁路作業設備防護墊布、旁路防護蓋板、旁路電纜。桿上電工與地面電工相互配合，安裝旁路開關及余纜工具，旁路開關外殼應良好接地，將與架空線連接的旁路電纜及終端固定在電桿上。②連接旁路電纜并進行分段綁扎固定。桿上電工將旁路電纜與旁路開關連接好，將剩余電纜可靠固定在余纜工具上，桿上電工返回地面。③工作完成后檢查各部位連接無誤，將已安裝的旁路電纜首、末終端分別置于懸空位置，合上旁路開關。使用絕緣電阻檢測儀對組裝好的旁路作業設備進行絕緣電阻檢測。④絕緣電阻檢測完畢，將旁路電纜分相可靠接地充分放電后，將旁路開關斷開，并將旁路電纜的屏蔽層接地。

4.5 更換高壓刀閘

桿上電工按相位依次將旁路開關電源側旁路電纜終端與架空導線連接好。合上旁路負荷開關，并鎖死保險環，旁路系統投入運行。確定旁路系統運行正常，斷開高壓刀閘，并拆除高壓刀閘引線。桿上電工經帶電作業工作負責人同意，完成三相高壓刀閘的更換及試分合工作，并搭接兩側高壓刀閘引線，最終拉合新換好的高壓刀閘檢測通流情況，無問題后返回地面。

4.6 拆除旁路系統

桿上電工拆除柔性電纜與架空線路的連接，完成柔性電纜的放電工作后與地面電工相互配合，拆除桿上安裝的旁路開關及余纜工具。

4.7 拆除絕緣遮蔽

桿上電工使用絕緣桿拆除安裝的導線遮蔽罩、瓷瓶遮蔽罩及高壓刀閘絕緣隔板。

4.8 設備回收

工作負責人組織現場工作人員回收敷設的電纜及其他旁路系統設備。

4.9 施工質量檢查

現場總工作負責人檢查作業質量。

4.10 完工

現場總工作負責人檢查工作現場。

5 總結

通過對本技術的研究，完成了對主要桿頭設備、絕緣隔離工具的研發及主要作業流程的編寫，實現了利用絕緣桿作業法來更換配網線路高壓刀閘，解決了因絕緣手套法帶負荷更換高壓刀閘帶來的安全及地理環境受限問題，有助于提升配網供電可靠率。

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2095－6835（2019）02－0078－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.078

〔編輯：嚴麗琴〕