配網不停電作業模塊化新型絕緣短桿的研究

國網福建省電力有限公司漳州供電公司 陳 軻

隨著城市化水平的快速推進，城市的電纜化率越來越高。因為電纜線路故障時存在故障點查找困難、檢修時間長等問題，所以有必要大力發展電纜不停電作業。配網不停電作業與架空線路旁路作業原理類似，通過采用旁路負荷開關和柔性電纜組成一套旁路系統，配套使用快速插拔式中間接頭，任意展放旁路柔性電纜的長度，靈活機動地解決不同長度故障電纜及故障線路中箱式變壓器、環網柜、電纜分子箱等設備的不停電檢修，是旁路作業方法在電纜線路上的拓展應用。電纜不停電作業可實現兩環網柜間電纜線路、環網柜、桿上變壓器等設備的不停電檢修工作。配網不停電作業不足之處在于需投入較多人力及裝備，同時對電源接入點、電纜終端匹配、待檢修設備結構、電纜敷設環境、施工場地、多工種協作等關鍵節點有較高要求。

目前的絕緣手套作業法及絕緣桿作業法未從改變桿上設備狀態入手,造成早期建設桿塔不停電作業開展困難等問題[1]。

當前作業方式存在的痛點：一是國內外各廠商為保持技術壁壘、技術壟斷，導致現有的配網不停電作業工器具整合性差、不統一；二是各類作業現場載流導體固定不牢靠、導線相間距太近，人員工作空間狹小，不利于復雜桿型作業開展；三是未配備相應輔助工具，造成作業人員對導線及作業工具的固定、遮蔽工序繁瑣等問題，影響了作業效率[2]。

1 模塊化絕緣短桿的提出

通過對比絕緣手套作業法和日本短桿作業法發現，在復雜現場工作中，絕緣手套作業存在導線與旁路電纜等載流設備無法充分固定隔離、絕緣遮蔽工序繁瑣、人員與帶電體長時間接觸的危險；而短桿作業法需要配網線路設備典型設計符合工器具要求，成套工具多、工序繁瑣、不靈活，工作效率低下問題突出。裝配方便，以“樂高”概念為導向，實現“桿—桿”、“桿—端”結合的方式進行工器具組合，短桿主體能作為桿上設備支撐主絕緣，能夠有效擴大作業空間、減少遮蔽工序、提升安全性。

根據痛點分析，團隊成員分析出模塊化絕緣短桿相比傳統裝備必備的三大特性:統一端口。通過組合形式構建新作業方法體系，代替現有裝備形成新型作業方式，構建工器具—設備—作業法體系，減少對國外裝備依賴，構建契合國內網架的配網不停電作業工器具；體系建立。結合絕緣手套與絕緣短桿作業法的優點，通過橫向覆蓋地電位、中間電位作業工具，解決安全距離不足、檢修效率低下等問題，通過增供減停、減少裝備購置投入降本增效；業務拓展。產品推廣后具有平臺優勢，避免裝備閑置，降低采購成本。能夠為開發、搭載新功能提供統一規格，減少開發成本、降低成果轉化門檻。作業機器人與模塊化工具配合，也將降低開發成本，形成人機共用裝備體系。

圖1 作業體系

圖2 外接拓展

配網不停電作業模塊化新型絕緣短桿具體的實施方案包括：設計使用絕緣材料的短桿本體，滿足10kV配網不停電作業絕緣性能要求，能夠承受20kV以上的電壓；設計模塊化終端裝配頭，滿足快速拔插端口設計；研究設計快速連接頭，實現桿—桿、桿—端即插即拔式連接；研究模塊化絕緣短桿的施工流程、作業方法，形成新型作業方式、構建工器具—設備—作業法體系。

結合10kV帶電作業特點，對裝置提出以下技術參數要求：主絕緣通過10kV耐壓試驗，能夠承受20kV以上的電壓；優化作業流程、提升相應配網不停電作業工作效率，可減少遮蔽時間達70%；單根工具重量5kg以內；短桿承載力滿足各線徑導線（50～300mm鋁導線）、引流線要求；便于組合安裝，每個端口裝配時間不大于5分鐘；有效絕緣長度大于0.7m，相—相/地絕緣間距滿足0.6m。

2 配網不停電作業模塊化新型絕緣短桿的設計思路

模塊化裝備便于其它國內廠商開發適配,打破不同系列產品間的技術壁壘，能夠實現作業法、作業工具雙提升，形成發展新態勢、賦能本專業。由圖3～5所示，模塊化絕緣短桿主材料、各端頭皆可采取國內成品代工模式組裝，成本降幅可達80%，通過研制推廣，將形成國產技術替代，節約工器具投入。配網設計標準、復雜現場多，以10kV雙回路三角排列為例，作業遮蔽工序要求高、安全條件苛刻，不利于開展帶電檢修。通過逆向思維，利用標準工器具人為臨時改善桿上作業環境，能夠提升不停電作業化率。

圖3 典型組合方式—旁路支撐用法

圖4 典型組合方式—間接短桿用法

圖5 模塊化絕緣短桿一實施例的右視結構示意圖

3 配網不停電作業模塊化新型絕緣短桿有益效果

配網不停電作業模塊化新型絕緣短桿研制能夠替代國內外現有配網不停電作業工器具，創造新的工作模式，利用作業模塊、絕緣短桿組合的方式改良現有裝備，起到拓寬業務范圍、提高供電可靠性、規范標準促進自動化發展、創造社會經濟效益的效果。

降本節支。以福建省內超過30個班組為基準測算,每班配備超過10萬元的全套進口絕緣操作工器具，費用支出超過300萬元，平均單套壓減至2萬元以內，將節約超過80%的成本支出(240 萬元)，壓降成本幅度大、前景廣闊；典型經驗。除市中心外，三四線城市纜化成本較高、性價比較低，向內挖潛業務、提升不停電作業化率、保質保效率保安全完成檢修工作成為重要增長點。典型經驗的推廣能夠從方法論層面為新工器具推廣鋪路，實現雙管齊下效果。

提質增效。以某公司單項復雜作業由于桿型復雜擴停5臺變壓器為例，地區年度擴停工作以200次為記,全年擴停超過5000時戶,少供電量損失超過10萬元，以福建省內推廣為例，每年增供電量將達數十萬元；互利體系。在產品開發過程中，同步制訂相應規范，對四大類、三十三項配網不停電作業模擬使用情景，能夠形成“平臺一作業法一端頭”互利體系。