接地線操作桿萬能轉換裝置

云南電網有限責任公司文山供電局 高文逸 李云川 蘇嘉力 何昱蓉

1 引言

在電氣系統中，為了判斷和評價變電站內運行的電氣設備的性能，保證其安全穩定運行，需要對變電站電氣設備的電流進行定期維護和故障評估。為防止維修檢測設備在維修檢測過程中因各種原因而中斷，突發電氣或感應電源故障會危及維修、檢測人員、儀器設備的安全，以確保維修檢測設備在事件發生時的安全停電。目前，電氣系統中常用的接地方法是將一些電氣設備接地（可以通過關閉每個輸入側維護設備上的接地線來實現），主橋變壓器母線、電容器組、接地變壓器等設備的連接必須通過耦合地線來實現[1]。為保證合閘運維試驗的安全，提高回程運維試驗操作的效率，需要以安全、便捷、可靠的方式進行地線放置操作。因此，一套能夠保證地線安全、可靠、靈活操作的接地線操作桿萬能轉換裝置對于提高工作效率、保障運維人員的安全是必不可少的。

2 電氣設備停電檢修接地線裝設操作現狀

目前，變電站電容器組、接地變壓器、10kV主變線橋等停電檢修試驗設備均安裝接地線操作桿萬能轉換裝置。從試驗裝置的輸入側引出地線，在卡口上戴上絕緣手套，握住地線控制棒保護環下方的部分，將接地線夾對準指定的接地點位置，順時針旋轉控制桿，將接地線夾固定到電氣設備位置細節。

但是，電容器組、接地變壓器和其他變電站設備現在都是封閉設備，并且開啟的設備被屏蔽門包圍以確保安全。當需要鉤住地線時，斷電后電門打開，操作人員使用地線控制桿鉤住地線[2]。由于設備外觀、設備結構和接地點位置的限制，地線電流的中斷在運行過程中，經常會出現使地線無法正?？煽堪惭b的問題。

一是變電站常用的10kV接地線操作桿長度約為1m。一些老變電站更換或增加新設備后，由于變電站廠房結構和新增設備安裝的結構和位置有限，在某些情況下（由于設備與墻壁距離較近）由于操作空間有限，無法使用地線控制桿安全可靠地掛地線，必須采用規范的操作方法來實現地線掛接。對于電容器等設備，如果停電后沒有完全放電，操作人員在鉤住地線時使用了錯誤的方法會帶來安全隱患。

二是一些廠家把電容器做成一組裝置，其中接地線懸于電容器和電纜頭之間，尤其是中性點接地點靠近裝置內部地線放置。地線操作桿的操作難以完成，增加了操作人員的操作負擔，也增加了電氣設備的老化和維修時間，降低了工作效率，無法保證地線的可靠性[3]。變電站電容器組設備、接地變壓器組合柜等用電設備發生停電檢修時，操作人員不規范地使用地線，懸空地線會對人員和設備的運維安全存在較大隱患，是擺在運維人員和變電站電氣系統維護面前急需解決的問題。

3 接地線操作桿萬能轉換裝置特點

一是接地線操作桿萬能轉換裝置，包括一端帶有地線卡口的地線連接器和地線卡口內套有地線連接器的可沿軸線移動的一體式彈簧機。向下移動的地線閉合裝置，接地線連接體的另一端裝有萬能轉向裝置，包括防側傳輸線、萬能鎖緊螺母和萬能轉向鋼球，轉向裝置安裝在萬能輪外側轉向裝置裝有卡口功能桿和接地用的夾緊傳動裝置。

二是對接地線操作桿萬能轉換裝置的傳動軸穿過萬能轉向鋼球的中心，一端固定在接地夾卡口附近的轉換裝置上，另一端固定在接地夾的卡口處，利用萬能接地夾，夾緊裝置固定在控制桿卡口的一端。萬能球鎖緊螺母固定在轉換裝置靠近地線夾傳動裝置的一端，萬能轉向球可以在萬能球鎖緊螺母的固定件上轉動[4]。

三是萬能轉向裝置外側的操縱桿卡口由垂直于筒體的兩個等長的小圓柱體組成，兩個小圓柱體對稱分布在筒體內，大小相匹配，地線夾為剛性圓柱體，剛性圓柱體的直徑小于地線控制桿頭部的內徑。

4 接地線操作桿轉接裝置的研制

為解決地線操作桿在某些情況下不能正常、可靠、方便使用的問題，對變電站現場相關設備的內部結構和安裝位置、現場及操作結構進行了研究。在檢查了工作原理后，研究人員設計了一種由接地線懸掛的輔助控制裝置。接地線操作桿萬能轉換裝置如圖1所示。

4.1 接地線操作桿轉接裝置的研制背景

在電力系統中，當變電站中的一些用電設備，如電容器片、母線橋、接地變壓器等需要斷開進行檢修時，為保證工作人員的安全和設備的維護檢測，任何侵入側故障維護設備應安裝地線，以防止測試人員和設備的安全發生突然觸電的現象。目前，變電站內的接地電纜安裝有帶接地電纜的專用控制桿，依靠接地電纜控制桿完成操作。此外，在更換一些舊設備或增加新設備的同時，也需要借助接地線操作桿轉接裝置來實現。在安裝新設備時，設備斷電固定后，如果接地線運行不規范、接地線不可靠，也給操作、維護人員以及設備的安全帶來隱患。

4.2 接地線操作桿轉接裝置的研制內容

一是為了克服上述背景的不足，提供一種結構簡單、使用方便、可靠性高的接地線操作桿萬能轉換裝置。

二是通過以下技術方案實現包括一端帶有地線卡口的地線連接體，彈簧接頭機纏繞在接地卡口內的地線連接體上?？梢匝剌S移動，向下移動的地線閉合裝置，接地線連接體的另一端裝有萬能轉向裝置，包括防側傾傳輸線、萬能帶球鎖緊螺母和萬能轉向鋼球，轉向裝置安裝在萬能輪外側轉向裝置裝有卡口功能桿和接地用的夾緊傳動裝置。

三是接地線操作桿萬能轉換裝置轉動的鋼索穿過萬能轉換裝置轉向鋼球的中間，一端固定在接地夾卡口附近的轉換裝置上[5]。另一端固定在卡口控制桿的一端，萬能球鎖緊螺母將萬能轉向球固定在轉換裝置靠近地線夾傳動裝置的一端，萬能轉向球可以在萬能球鎖緊螺母的固定件上轉動。

四是萬能轉換裝置安裝在地線控制桿和地線夾之間，作為使用地線控制桿鉤住地線時的輔助裝置，具有結構簡單、使用方便、可靠性高的特點；適用于電氣系統設備停電檢修的懸掛地線操作，大大提高了電氣系統停電檢修期間接地鉸鏈操作的安全性、可靠性和運行效率。

4.3 接地線操作桿轉接裝置的實施方式

一是接地線操作桿萬能轉換裝置包括一端帶有地線夾的卡口、地線連接體和地線卡口內，地線連接體上帶有套筒的一體式彈簧機構，彈簧機構可以沿軸向降低地線鎖定裝置。地線連接體的另一端裝有萬能轉向裝置，該萬能轉向裝置由防轉傳動線、萬能球鎖緊螺母和帶萬能鋼球軸承的方向盤組成，萬能傳感裝置分別裝有卡口功能桿和帶接地夾的夾持傳動裝置。

二是如圖2所示，萬能轉向裝置的防扭傳輸線穿過萬能轉向鋼球的中心，一端在接地夾接地的卡口附近固定有轉換裝置和閉合裝置，另一端固定在操作桿卡口的一端；萬能球鎖緊螺母將萬能定向鋼球固定在轉換裝置靠近接地夾鉗與傳動裝置的一端，萬能定向鋼球方向，滾珠鎖緊螺母可旋轉至固定位置。

三是萬能轉向裝置外側的操縱桿卡口由兩個等長的垂直于圓柱體的小圓柱體組成，圓柱體對稱分布在圓柱體內?？谳S尺寸對應，地線夾為剛性圓柱體，剛性圓柱體的直徑小于地線控制桿頭部的內徑。

四是變電站電氣設備停機檢修時，需要懸吊接地線，且受裝置結構和操作角度的限制，需要使用萬能地線轉換桿裝置時對齊掛鉤上的地線夾。萬能轉換裝置的卡口接地夾，按下接地夾即可鎖定裝置。插入接地夾的兩個突起后，插入接地夾的卡口，轉動接地夾將接地線夾到接地自動從其彈性裝置旋轉，將接地線夾固定到卡口夾地線上。同樣的操作方法可以將萬能轉換裝置的控制桿的卡口調整到地線控制桿上，將萬能轉換裝置連接到接地夾和接地線控制桿后，可根據設備結構、接地點位置和方便程度，用接地線控制桿鉤住電線，將萬能轉換裝置調整到方便的角度，然后順時針旋轉底部，將地線夾調整到設備指定的接地點，即可完成掛地線工作。

4.4 接地線操作桿轉接裝置使用方法

變電站檢修試驗現場，在斷電情況下需要對電氣設備進行檢修的懸空地線進行操作。由于工廠環境、設備結構和操作角度等原因，需要使用接地線操作桿轉接裝置，有線控制桿移動。將地線夾對準接地控制桿適配器的卡口，將地線夾壓緊以鎖定設備。當地線夾的兩個突起被推入地面時，旋轉地線夾放置接地夾的卡口。此時，接地夾的閉合裝置從其彈性裝置自動轉動，將接地夾連接到適配器夾控制桿的接地卡口上，可采用同樣的操作方式，將控制棒適配器的控制棒卡口與地線控制棒連接。將萬能轉換裝置連接到接地夾和接地線控制桿后，可根據設備結構、接地點位置和方便程度，用接地線控制桿鉤住電線，將萬能轉換裝置調整到方便的角度，然后順時針旋轉底部，將地線夾調整到設備指定的接地點，即可完成掛地線工作。

5 裝置現場布置

繼成功開發了亞太變壓器、新皇變壓器、陸橋變壓器、裕信變壓器等變電站的接地線杠桿轉換設備、電容器組和接地變壓器。應用和影響驗證是在維護測試工作場所級別進行的，地線吊線作業中使用控制桿轉接裝置后，操作人員可以根據接地點位置和操作舒適度的要求，使用地線控制桿調整轉接裝置的角度，滿足操作人員方便的要求，再轉動控制桿，將接地線夾調整到設備接地點，輕松完成接地線鉸鏈的操作，克服了變電站因電器而導致的電容器和底層變壓器的問題結構、安裝位置、接地點位置等現狀問題，如操作不當、接地線懸吊不可靠等。通過變電站人員運行維護發現，由于安裝結構、設備安裝位置、接地點位置等原因，部分地線懸空，地線從原來的平均15min減少到現在的平均只有5min，而且地線掛得更緊，漏電的可能性大大降低，可靠性提高，提高了操作的安全性和效率。

6 結語

本文提出的接地線操作桿萬能轉換裝置的研究成果具有結構簡單、操作方便、工作效率高等優點。轉換裝置與地線控制桿配合使用，適用于停電情況下維修設備的地線懸吊操作，無需改造其他設備和結構。地線的操作對電容器組來說是比較危險的，停電修復時將變壓器等設備接地，為變電站提供解決方案。轉接裝置在變電站現場的應用，提高了懸吊式接地線在檢修設備損壞的情況下操作的方便性、安全性和可靠性，提高了工作效率，保證了操作人員以及設備的安全。