電纜不停電技術在配網帶電作業中的應用研究

國網北京城區供電公司 郭原湖

1 引言

目前，城區電纜越來越多，配網運行環境復雜，部分配網設備老化問題較為嚴重。隨著社會大眾對電力供應需求逐步增加，電力供應的可靠性也應在原有基礎上提高。假設發生大面積停電事件，那么市民正常生活用電也會受到影響，因此對配網帶電作業中引入電纜不停電技術的研究已迫在眉睫。

2 電纜不停電技術概述

為提高企業的供電可靠性，改善不停電服務的技術管理和施工質量，現有的輸電線路連續運行方法主要包括等電位運行方法、間電位運行方法和地電位運行方法。配電線路的連續運行方式大致可分為絕緣操作桿運行方式和絕緣手套式隔離運行方式。其中，絕緣桿法是通過在操作桿前面安裝一系列裝置來間接操作，絕緣手套法是操作人員主要通過絕緣桿或梯子、平臺進行絕緣，穿上防護服和絕緣手套后直接操作設備。通過這兩種方法，可以確保電力公司配電網絡的安全運行，提高配電部門電纜斷開、連接和進入的可靠性。絕緣手套法也是確保無故障操作的常用方法。在線路維護中，操作人員主要使用絕緣手套、絕緣靴和絕緣工具來拆卸和連接電力線路、鉗制線路、測試線路、更換絕緣層、斷電和釋放線路進行連接。與絕緣工作母線法相比，這種方法的優點是工作效率高，然而也具有較大的風險，操作者在變換位置時若不注意，就可能發生觸電現象。

3 電纜不停電技術原理

城市配電網運行與電纜使用密切相關，當前一些電力公司均使用電纜線，因其可以提高配電網供電水平，同時可有利于輸配電穩定運行。由于電纜線路運行過程中經常會受到一些故障以及維護情況的影響，故而電纜不停電技術一經問世便得到了廣泛應用。不停電技術的應用，主要是指在電氣設備和配電網設計領域中選擇可以參與運行的線路[1]，將最初需要停止旁路線路中輸電負荷設備的供電轉移到旁路線路后，按照原先程序停電的設備可以正常運行使用。電纜線路不停電作業主要包括帶電斷、接空載電纜連接引線和電纜旁路作業以及臨時取電三類作業項目，其中臨時取電作業包括從架空線路臨時取電給環網柜供電作業，以及從環網柜臨時取電給環網柜供電作業。

4 配電電纜不停電作業的重要意義

4.1 直接經濟效益

以B 市目前供電情況為例，2021年配電網有超過6900次不間斷運行，供應超過600萬kWh 電力，如果其對B 市GDP（國內生產總值）平均貢獻為每10元/kWh，那么配電網在6900次不間斷運行的情況下將會生產超過600萬kWh 的電力，配電網不間斷運行對B 市GDP 的貢獻預計將超過6000萬元。

4.2 技術轉讓效益

所謂的技術轉讓效益，是指相關部門通過研究和開發而獲得的經濟價值，據此，有關服務部門會在不破壞分配網絡的情況下開展工作，企業在簽署技術轉讓協議后，轉讓這些專利和知識產權。根據技術轉讓數據來看，近年來在B 市開發的新項目和設備轉讓費高達幾百萬元人民幣，為企業帶來的額外經濟效益高達幾千萬元人民幣。

4.3 社會效益

配電網電纜不停電作業，能夠確保配電電纜的不間斷運行，不僅可以保證向消費者提供可靠的電力供應，讓公眾滿意，還可以提高服務質量、效率和供電公司的聲譽，進而產生巨大的正向社會效益。

5 電纜不停電技術的基本作業方法

5.1 機器人作業法

目前，我國已經開始在配電網中使用智能機器人工作。機器人在我國配電網絡中發揮了較大作用，用機器人取代人工作業可以產生積極的影響。此外，機器人還可用于確保操作人員的人身安全。目前，機器人可用于的領域較為廣泛，不僅能提高工作水平和效率，而且還可以確保工作順利、安全地開展。然而，由于機器人技術仍然是一項新技術，并且其比傳統人工更加昂貴和復雜，因此需要采取有效措施來改善和優化機器人的工作，并進一步降低其使用成本。

5.2 絕緣桿操作法

為有效保證配網供電的穩定性，應加強配網線路的建設。然而，在配網線路建設中還存在一些問題，如新舊設備混用、配網設備缺乏統一規范等。即使在檢查同一條路線時，也經常能發現設備種類不同檢查結果也存在差異的情況，直接影響了配網的效率和線路擴展率。為此，有關工作人員應加強使用可調節的導線連接線夾，以確保連接線被穩妥固定。在電纜連接過程中，工作人員可與帶電體保持一定距離，這樣一來不僅可以提高工作效率，還可以保護工作人員的人身安全。

在可調式線夾和絕緣工作桿的結構中，這兩個構件的連接是技術方案制定中的重點和難點，最初所有設計的線夾座都為“1”字形，但通過實際工作時發現，“1”字形在導線連接時緊固件容易脫落，繼而對電氣設備的效率造成影響。因此，工作人員開發研制了“T”字形夾子支架[2]，在將可調夾子連接到電線連接處后，通過旋轉操作桿，將線夾螺桿上的插銷旋轉入“T”字形頭中，如果需要斷引線，則只需要對操作桿進行旋轉即可。通過應用這一改進設計方案，能夠避免卡口脫落的問題，這樣就可以穩定可靠地斷開和連接電纜，提高電氣工作的效率，減輕工作人員的勞動強度。

5.3 旁路電纜作業法

如果故障發生在配電線路實際運行過程中，有關操作人員可采用電纜旁路的方法進行維修。電纜旁路法是使用無線技術的最常見方式。雖然是一種基本方法，但其在應用時相對快速和成熟。如今，電纜旁路操作主要依靠旁路電纜和斷路器的臨時電源，允許工作人員在沒有電源的情況下開始正常維修工作。在實施臨時供電系統期間，有關工作人員可以檢查、維護、修理和操作電纜管道。在不間斷運行的情況下，配電網絡線路應受到全面監控。最后，應安裝新的循環管道，以避免管道的短路。旁路線路主要由終端設備、柔性電纜和中間線路組成。操作程序要求按照相關工作規范開展，并且要求工作人員具有較高的經驗。

目前，旁路電纜的操作程序通常是通過暫時切斷架空線的電源來實現連續運行模式。需要注意的是，作業人員在完成電纜不停電作業之后，還需要對配網線路原貌做好恢復工作，拆除構建出的旁路線路，避免出現線路短接等問題。通常情況下，旁路線路是由中間接頭、柔性電纜以及終端等設備所組成的，要求作業人員具有豐富的工作經驗，保證在電纜線路相對密集的區域安全實施作業。另外，對于作業內容，可以分為以下兩種情況：一是當旁路線路接入環網柜后存在明顯備用間隔時，作業人員就可以開展旁路作業系統進行電纜不停電作業；二是當旁路線路接入環網柜后沒有備用間隔存在時，則不可以立即實施電纜不停電作業，而是配合短時停電進行檢查和維修。

5.4 移動電源作業法

作為臨時電源，如果在帶電作業過程中，發現電纜線電源不穩定，可以使用移動電源車前往電纜線位置，提供必要的電源來進行工作。當使用移動電源車時，應當確保所使用的電纜處于絕緣狀態，以防止連接到移動電源車的電纜被損壞。因此，要確保電纜處于良好狀態，不影響操作人員檢查和維護工作，被檢查的電纜也會處于安全狀態。然而，值得注意的是，由于移動手推車的功率范圍和容量相對較小，因此容易受到外部因素的干擾，可能會影響電纜供應的性能。移動式箱式變壓器運行技術在臨時供電車輛上安裝箱式變壓器變電站，以實現配電網的不間斷運行。如果運營商決定維護電纜管道，可以用卡車對電纜管道進行永久維護，這種方法通常用于電纜管道內變壓器的持續維護。移動變電站的高、低壓線路應首先與10kV 低壓線路在負荷狀態下連接，并利用柜式變電站的高、低壓設備實現柜式變電站與柱式變壓器的短期并聯運行，低壓斷路器和被檢修的桿式變壓器熔斷器出現跳閘情況時，桿式變壓器可通過夾鉗進行檢修。最后需要注意的是，在維修完成后，應將電桿變壓器恢復到原來的形狀，以實現電纜管道電桿變壓器連續維修的目標。

6 關于配網帶電作業結合電纜不停電作業的應用

6.1 應用于更換小截面電纜

在10kV 的條件下，使用不停機法更換小的電纜截面，可以獲得良好的效果。在地下建筑工程施工過程中，如出現電力電纜容量不足的問題時，在計劃停電的情況下，由于施工時間長，施工進度也可能受到其他用戶正常用電的影響。在此基礎上，該技術可用于降低負荷。在運行過程中，一級配電線路上的負載首先被轉移到旁路系統，隨后小直徑電纜被斷開，旁路系統用于臨時供電，最后更換電纜。更換后，必須拆除安裝在電源上的旁路系統，配電線路才會重新啟動。使用不停電的作業方法可以減少因停電所造成的經濟損失。

6.2 更換老舊設備

為了提高配電網的質量和運行水平，各地區正在積極開展重建配電網和更換舊設備的工作。按照連續供電的要求，將提高旁路的不間斷運行，擴大技術范圍，增強能源服務水平。如在某次工作案例中，有必要更換沒有電源的舊設備，以減少停電對作業區供電和日常生活的負面影響，于是工作人員可以使用旁路不停電技術，建立一個新的旁路系統，取代原有的斷路器和電纜，進而進行更換。其技術過程如下：第一階段是旁路系統的建設；第二階段是旁路系統與電源的連接；第三階段是輸電的控制；第四階段是更換開閉所的開關設備；第五階段是拆除臨時電力系統，即旁路系統；第六階段是恢復原有的電力系統。

6.3 應用于電桿更換

在城區，有時會發生車輛撞擊等交通事故，對電桿造成實質性損傷，因此需要更換電桿以確保穩定的電力供應。同時，連續運行的旁路系統利用架空線的能量，通過接地的徑向旁路電纜斷開配電箱，實現負荷再分配，保證線路效率。

7 繼續加強電纜不停電技術在配網帶電作業中應用的措施

7.1 健全電纜不停電作業規范

為了維持配電網正常運行，應使用不間斷電源技術，而饋線法是一種高度可靠和穩定的網絡運行方法，可以保證整個輸配電網絡正常運行。然而不可否認的是，由于受各種外部影響，電纜管道在運行中經常被損壞。因此，應制定嚴格的電纜保護規范[3]，以方便檢查和修復電纜損壞。首先，當電力公司發現10kV 配電網中的電纜損壞時，應立即派技術人員進行現場檢查，及時發現問題電纜，并采取簡單措施進行現場檢查。其次，根據報告，操作人員應迅速選擇工具和設備，按照電纜接續技術的指示，及時進行檢查和維護工作。

7.2 提高電纜不停電作業設備維護水平

目前，在配網帶電運行人員工作的過程中，一般都會使用弧形斷路器、旁路電纜等重要設備，在實施連續運行技術時，這些設備發揮了重要作用，因此必須加強對工作設備的維護，提高設備的使用效率，減少因設備故障頻率，降低維修量。在電纜線路出現故障問題時，操作人員應注意對當前設備的選擇，確保翻新后的設備部件質量高，滿足在配電線路中應用的具體需要[4]。

7.3 加強作業人員技術培訓和素質的培養

配網帶電作業并不是易事，需要相關作業人員有著較高的技術水平與專業素養，因此電力企業應定期培訓操作人員，不斷為團隊招聘優秀的技術人員，同時要提高設備質量，確保每個操作人員能夠兼顧安全、質量和運營效率，實現配電網現代化。

綜上所述，我國不斷電電纜維護技術的影響越來越大，通過將其應用到電力系統的日常維護中，可以有效縮短停電時間，進而在具體操作過程中實現不停電運行。在具體的操作過程中，必須做好對絕緣設備的保護管理，并嚴格按照技術要求進行施工，只有這樣，工作人員才能快速有效地完成電纜設備的維護管理，縮短停電時間、停工時間、停機時間，提高供電可靠性，促進電力行業可持續發展。