一種低壓線路漏電流高空遙測裝置的研究

國網浙江省電力有限公司杭州市富陽區供電公司 夏旭華 杭州電力設備制造有限公司 富陽容大成套電氣制造分公司 黃亞東 浙江容大電力工程有限公司 陳中樂

1 引言

隨著人們生活水平的提高，農村低壓電網接入的電器數量不斷增加。但由于接入的電器受到質量參差不齊、農村低壓電網結構復雜等影響，低壓用戶安全、穩定用電面臨嚴峻挑戰。為了保證低壓用戶安全用電、穩定用電，基于農村低壓線路存在覆蓋面積廣、分支較多、極易受到自然因素和人為因素的影響，并出現漏電現象，發生漏電、觸電等事故[1]，開展漏電排查工作至關重要。

目前開展低壓線路漏電排查時，常規使用的工具包括配備通信功能的在線監測漏電型鉗形表以及普通型漏電型鉗形表[2]。現階段農村電網主要分布于城鄉結合、偏遠農村區域。農村電網線路作為“最后一公里”的電網，由于接入電器總量較大、接線方式多樣化、分布范圍廣、量測數據量大、單點經濟價值低等特點，主要常規漏電排查方式一般采用“逐戶排除”“分段巡視”等方法[3]，該排查方式存在以下幾個問題，現場需要登高作業，登高作業過程中具有安全隱患，導致無法開展漏電排查；受到地理環境影響不能全面開展排查，導致排查不徹底[1]。

因此，為了進一步提升低壓漏電排查工作水平和工作效率，減少安全隱患，需要基于成熟的電力物聯網技術和低壓電網系統等關鍵技術，開展低壓線路漏電流遙測裝置的研究。

基于以上問題，本文針對農村電網漏電流排查設計了一款低壓線路漏電流遙測裝置，并對其在現場應用過程中的特點進行分析。

2 低壓線路漏電流遙測裝置的設計思路

低壓線路漏電流遙測裝置主要應用于低壓配電網線路和低壓用戶側，可在不受地理環境限制的情況下，查看低壓線路或用戶側的漏電數據動態信息。該工作方式可以測量單個用戶和多個用戶，提高漏電排查工作效率，降低高空作業安全隱患。低壓線路漏電流遙測裝置結構如圖1所示。

圖1 低壓線路漏電流遙測裝置結構

該裝置主要包括硬件部分：鉗形采集設備、手持操作桿；軟件部分：掌上App。設備硬件部分用于漏電流的采集和數據上傳主站，并作為軟件部分的載體；軟件部分用于數據展示，并提供數據支撐。

2.1 結構設計

低壓線路漏電流遙測裝置設計是為了解決當前漏電排查輔助工具功能單一，進一步滿足低壓線路漏電流排查作業需求，避免登高作業、降低安全風險，提升漏電排查工作效率。

裝置結構采用組合式設計，該設計方式便于后期使用過程中攜帶方便、維護簡單、易操作，更好地適用于低壓線路漏電排查工作。裝置結構主要分為三個部分：低壓線路漏電流遙測裝置、絕緣操作手柄裝置、移動App軟件。

2.2 低壓線路漏電流遙測裝置

低壓線路漏電流遙測裝置主要包括四個模塊。一是供電單元。本裝置采用堿性干電池，與普通電池相比，堿性干電池具有耐用、儲存壽命長、不易腐蝕等優點。二是數據采集模塊。該裝置基于基爾霍夫電流定律，采用當前技術成熟的鉗形表電流互感器進行數據采樣，采樣精度達到一級采樣標準。三是通信模組模塊。該裝置內置藍牙通信，可與手機進行實時連接，數據采集模塊將數據采集完成后，通過通信模組上傳至手機端，通過手機端實時查看監測的漏電數據。四是控制面板模塊。控制面板主要包括集成電路控制單元、時鐘控制單元、物理按鍵單元。控制面板模塊具有可控、可調節等優點。

低壓線路漏電流遙測裝置結構組成部分如圖2所示。

圖2 低壓線路漏電流遙測裝置結構組成部分

低壓線路漏電流遙測裝置主體外觀采用“n”型設計，鉗口采用上下開口“V”型設計，該設計方式突破傳統設計理念，具有工作簡單、使用方便的特點。當裝置放在導線上方，向下輕拉可使鉗口受導線阻力張開，并將導線套入。裝置內置的電流互感器測量被測導線相線和中性線回路中流過的瞬時電流矢量和。當矢量和不為零時，測量值架空線路當前漏電電流值；當矢量和為零，說明架空線路當前無漏電現象，實現對架空線路漏電檢測。當漏電檢測工作完成后向上輕推，鉗口會再次張開，裝置可撤離被測導線，實現對架空線路漏電排查工作。

低壓線路漏電流遙測裝置內置無線藍牙通信模塊，該模塊是裝置與手機端無線連接的重要部件。藍牙無線通信具有低功耗、低延遲、體積小、近距離數據傳輸穩定的特點，應用領域相對廣泛，是為固定設備和可移動設備建立通信環境的一種特殊的近距離無線技術連接。當本裝置測得架空線路漏電數值后，通過無線藍牙通信模塊將測量的漏電數據上傳至手機端移動App，實現遠距離測量架空線漏電電流的目的。

2.3 絕緣操作手柄裝置

絕緣操作手柄采用玻璃纖維與樹脂絕緣材料制作，由多節組合構成，具有質地輕、強度高、攜帶方便、絕緣性能良好等優點。

絕緣操作手柄與低壓線路漏電流遙測裝置螺紋相連接，工作人員站在地面通過手持絕緣操作手柄將低壓線路漏電流遙測裝置套入被測導線，解決了遠距離檢測架空線路漏電問題以及復雜地理環境下不能開展漏電排查工作問題，避免了登高作業，降低了登高作業安全隱患。

2.4 移動App軟件

移動App 軟件主要是對低壓線路漏電流遙測裝置數據進行處理和展示，讓工作人員更為直觀地查看架空線路漏電情況。基于藍牙無線通信技術，移動App 與低壓線路漏電流遙測裝置無線連接。

當遙測裝置對架空線路漏電戶數進行采樣，并送至移動App 軟件后，移動App 軟件根據檢測時間、漏電大小、漏電峰值曲線圖等對采樣數據進行分類展示，并且作為數據存儲介質，為后續數據分析提供支撐。

移動App軟件具有實時檢測功能，與低壓線路漏電流遙測裝置通過無線藍牙連接后，進入實時檢測模式，可以實時查看架空線路漏電數據。檢測過程中可對漏電流值大小和時間生成曲線圖，直觀地查看檢測數據。移動App軟件具有數據鎖定功能和解鎖功能，同時點擊數據鎖定后，可對數據進行對比，方便后續排查。

3 主要特點

低壓線路漏電流遙測裝置主要為了解決傳統漏電排查輔助工器具的功能不足，進一步完善排查漏電的工器具。低壓線路漏電流遙測裝置在現場實際應用過程中具有以下特點。

3.1 作業可不受環境限制

低壓線路漏電流遙測裝置適用于多種環境下的漏電排查工作，可以有效解決地理環境受限等問題。當低壓線路處于臨近河邊、灌木等不能開展漏電排查工作的環境時，通過手持絕緣操作手柄可以實現遙測裝置遠距離檢測架空導線的漏電情況，有效地解決漏電排查工作地理環境受限的問題。

3.2 提升作業安全性

低壓線路漏電流遙測裝置可以避免登高作業，降低了漏電排查工作的安全風險。現場開展漏電排查工作時，經常需要登高才能完成漏電排查工作，該工作方式容易出現跌落摔傷等安全風險，采用絕緣手柄配合低壓線路漏電流遙測裝置可以不用登高就可以完成漏電排查，提升作業的安全性。

3.3 提升工作效率

低壓線路漏電流遙測裝置可以提升漏電排查的工作效率。傳統漏電排查主要采用逐戶排除或分段檢查，而采用低壓線路漏電遙測裝置可以對多戶掛接同一段低壓導線位置進行檢查，減少重復勞動，提升了低壓漏電排查工作效率。

4 功能應用成效

低壓線路漏電流遙測裝置工作方式如圖3所示。

圖3 低壓線路漏電流遙測裝置工作方式

低壓線路漏電流遙測裝置采用鉗形電流表工作方式，通過手持絕緣操作桿將遙測裝置向下輕拉，鉗形電流表電流互感器的鉗口張開，被測導線放入鉗口內部作為電流互感器的一次繞組。

當電流互感器的鐵心閉合后，根據互感器的原理在其二次繞組上產生感應電流，從而指示被測導線的漏電流的數值，實現低壓線路漏電流遙測裝置對低壓線路漏電流的檢測。排查工作結束后，向上輕拉，可再次打開鉗形電流表電流互感器的鉗口，被測導線撤離鉗表，完成排查工作。

低壓線路漏電流遙測裝置利用泛在物聯網通信技術和無線通信技術，在遙測裝置檢測到被測導線的漏電流數值后，通過無線通信模塊將采用數據傳輸到移動App 軟件。移動App 軟件可對采樣數據進行后臺處理，通過直接讀數的方式進行展示。同時，工作人員可避免登高作業，實現遠距離查看被測導線檢測的漏電流數據。

低壓線路漏電流遙測裝置的應用節省了工作人員的工作時間，降低了工作人員的勞動強度，提升了低壓漏電排查的工作效率，減少了人力、物力成本的投入，同時，絕緣桿配合低壓線路遙測裝置的使用避免了登高作業，降低了安全作業風險，使漏電排查工作不受地理區域環境限制。

5 結語

基于當前農網低壓側用電量急增，人們安全用電水平、穩定可靠用電具有較大壓力。為了加強對低壓線路運維管理，提高安全用電水平，需要進一步提升低壓漏電排查工作效率和作業水平。根據漏電鉗表工作原理，結合電力物力網思路，開展低壓線路漏電流遙測裝置的研究、設計，有效解決了傳統漏電排查輔助工具的功能不足，減少了漏電排查作業人力、物力成本投入，提高了漏電排查工作效率和安全作業系數，同時，提高了供電企業對低壓電網用電安全管理水平。