一種新型04kV帶負(fù)荷快速插拔跨接線的研制

曾恕程 張杰 張周偉 詹麒麟 唐軼

摘要：0.4kV配電線路不停電作業(yè)已經(jīng)成為保障電網(wǎng)安全可靠運行和提高電網(wǎng)經(jīng)濟效益的一個重要檢修手段。目前在上海市區(qū)電網(wǎng)架空線路中跨接線連接處無絕緣化措施，低壓帶電作業(yè)中可能存在安全隱患，且螺栓型結(jié)構(gòu)在操作過程中存在施工不便捷、時間長等問題。因此需研發(fā)一種新型0.4kV帶負(fù)荷快速插拔跨接線裝置以提高不停電作業(yè)的安全可靠性和便捷性。

關(guān)鍵詞：0.4kV快速插拔跨接線、不停電作業(yè)、樣品測試、自鎖結(jié)構(gòu)

1 方案設(shè)計

1.1材質(zhì)選型

針對戶外應(yīng)用場景，0.4kV快速插拔接口除了絕緣化和良好的電氣性能須滿足要求，同時需強度高、材質(zhì)比重小以達到簡化操作重量的目的，且其材質(zhì)需易于加工成型。經(jīng)探索，新裝置采用高溫?zé)崴苄圆牧螾BT（聚對苯二甲酸丁二醇酯）制作，將具有高耐熱性、吸水率低、較強的抗拉伸強度、耐電弧性和絕緣性能好等特點。

1.2防水機構(gòu)設(shè)計

快速插拔裝置防水結(jié)構(gòu)的合理性直接影響線路安全運行的可靠性，在本次設(shè)計中通過雙重防水結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。除了內(nèi)部傳統(tǒng)的防水結(jié)構(gòu)外，在插拔頭公頭和母頭的連接處添加了硅膠防水環(huán)，如下圖1中間圓環(huán)部分所示。

1.3自鎖結(jié)構(gòu)研究

根據(jù)戶外特殊的應(yīng)用場景，研發(fā)時需考慮戶外可能出現(xiàn)的幾種特殊情況導(dǎo)致快速插拔頭意外自動分開：

（1）架空線路在惡劣天氣環(huán)境下?lián)u晃或者震動

（2）戶外鳥類停留在插拔頭上或會對非金屬類物體進行啄食

（3）地面沉降等其他因素

設(shè)計一款帶有自鎖功能且操作方便的插頭結(jié)構(gòu)是未來長期安全運行的保障。如圖所示，本快速插拔頭為彈簧結(jié)構(gòu)，通過軸向方向操作金屬圓筒進行插拔操作，因此在圓周上設(shè)計卡槽用以限制其軸向方向的插拔操作，而軸向作用于圓筒上的力又能有效的阻止其圓周上的旋轉(zhuǎn)，能起到相互鎖定的作用，非人為操作不可解鎖，確保了快速插拔頭的安全運行。

1.4 整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

本著優(yōu)化快速插拔頭操作的目的，新型的快速插拔頭在整體結(jié)構(gòu)上做了進一步簡化改進，減少了零配件數(shù)量。新裝置采用新型彈簧鎖扣結(jié)構(gòu)，操作更簡便，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。優(yōu)化后的快速插拔頭安裝時間明顯縮短，零部件的簡化也避免了相互干涉的機械故障，降低了卡死的概率，提升了產(chǎn)品的操作次數(shù)和可靠性。

圖3快速插拔頭整體結(jié)構(gòu)

2樣品檢測

本文針對加工后的樣品進行了多方面的試驗，主要包括電氣試驗、溫升試驗、淋雨試驗和壽命試驗等。試驗結(jié)果表明樣品滿足方案設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。

2.1電氣試驗

電氣試驗是檢驗產(chǎn)品電氣性能最直接的試驗方法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境，對設(shè)計樣品做的電氣試驗檢測，試驗表明0.4kV快速插拔頭電氣性能良好，滿足架空配電線路的應(yīng)用。試驗方法包括：

（1）電流試驗：采用DC電流給樣品施加600A的電流，試驗中及試驗后樣品無異常現(xiàn)象發(fā)生，樣品正常工作，無異常現(xiàn)象。

（2）耐壓試驗：對樣品施加5kV電壓持續(xù)1min，樣品無擊穿或斷裂現(xiàn)象。

2.2溫升試驗

由于快速插拔頭作為導(dǎo)線連接裝置需承受正常及滿負(fù)荷情況下導(dǎo)線的溫度，且溫升不能超過65oC。因此對產(chǎn)品進行溫升試驗。試驗結(jié)果如表2所示，0.4kV快速插拔頭的溫升滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，可適用于線路正常使用。

2.3淋雨試驗及壽命試驗

為了確保新裝置的雙重防水結(jié)構(gòu)能達到預(yù)期效果，通過淋雨試驗來模擬戶外惡劣天氣下的運行狀態(tài)。對樣品施加10L/min的雨量，通過不同角度向試樣淋雨，持續(xù)15mins后試樣無任何進水痕跡。結(jié)果表明防水結(jié)構(gòu)合理、牢靠，可適用于戶外淋雨環(huán)境。

考慮插拔頭在線路上的開斷和連接是常規(guī)操作，接觸電阻過大會直接影響產(chǎn)品的溫升，因此需考核快速插拔頭的插拔次數(shù)和多次插拔后的接觸電阻。本文通過對樣品進行插拔操作5000次，試驗后樣品無機械故障，插拔頭的接觸電阻無明顯增加。

3結(jié)論

配電架空線路絕緣化是未來趨勢，在絕緣化的同時簡化操作難度、提高安全性是長期發(fā)展方向。快速插拔結(jié)構(gòu)取代了原有的螺栓連接結(jié)構(gòu)，大幅降低操作難度，提升施工效率。且裝置本身為絕緣材質(zhì)，無需額外輔助絕緣處理，降低了施工成本。新產(chǎn)品符合電力行業(yè)保障供電可靠性的發(fā)展趨勢，在供電行業(yè)中盡快推廣應(yīng)用將起顯著的經(jīng)濟和社會效益。