帶電作業(yè)中停用重合閘的作用

陸 新

（桂林供電局，廣西 桂林 541002）

自20世紀(jì)50年代我國就開始進(jìn)行帶電作業(yè)，經(jīng)歷了半個世紀(jì)的技術(shù)革新，帶電作業(yè)的各項安全措施得到不斷的加強(qiáng)與提高。在帶電作業(yè)中，停用重合閘作為提高作業(yè)安全水平的措施之一，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于帶電作業(yè)?！峨娏Π踩ぷ饕?guī)程》對帶電作業(yè)中停用重合閘條件做了明確的規(guī)定，但是，由于人們對停用重合閘作用缺乏認(rèn)識，以至于人們產(chǎn)生凡是帶電作業(yè)必須退出重合閘這樣的依賴，不對高壓、中壓帶電作業(yè)中停用重合閘進(jìn)行區(qū)分對待，這樣有礙于工作的開展。因此，有必要分析帶電作業(yè)中停用重合閘的作用，合理看待停用重合閘的利與弊，為帶電作業(yè)中正確停用重合閘提供依據(jù)。

1 帶電作業(yè)安全性指標(biāo)

在帶電作業(yè)中，常用危險率和事故率這兩個指標(biāo)作為衡量帶電作業(yè)的安全性

1.1 帶電作業(yè)危險率

帶電作業(yè)危險率是指在帶電作業(yè)中，將帶 電作業(yè)間隙在每發(fā)生一次操作過電壓時，該間隙發(fā)生放電的概率。帶電作業(yè)危險率計算方法有慣用法、統(tǒng)計法、簡化統(tǒng)計法等，其中統(tǒng)計法用的最多，可用下式表達(dá)，即

式中，P0(U)表示所有過電壓出現(xiàn)的概率大小，Pd(U)表示間隙在相應(yīng)的過電壓下放電的概率大小，危險率是定量衡量帶電作業(yè)安全水平的一項科學(xué)指標(biāo)。危險率是無量綱的數(shù)值，公認(rèn)可接受的帶電作業(yè)危險率R0＝1.0×10-5，如果我們認(rèn)為某種危險率是可以接受的危險水平，那么我們就可以找到對應(yīng)于這種危險率的間隙距離，進(jìn)而把它作為“安全距離”。

1.2 帶電作業(yè)事故率

帶電作業(yè)事故率是指開展帶電作業(yè)時，帶電作業(yè)間隙因操作過電壓而放電所造成事故的概率，是每百公里線路在一年中發(fā)生事故的次數(shù)統(tǒng)計值，以“1/100（km·a）”為單位。帶電作業(yè)事故率的單位是1/100km·a，即每百公里線路在一年中發(fā)生事故的次數(shù)，計算公式可表示為

式中，N為某種危險率狀態(tài)下帶電作業(yè)的事故率；m為平均每年的帶電作業(yè)天數(shù)；t1為每天平均帶電作業(yè)的小時數(shù)（小時）；t2為每小時平均在該種危險率狀態(tài)下停留的時間（分鐘）；n為每公里線路每年刀閘操作及事故跳閘的總次數(shù)；K為正極性操作波出現(xiàn)概率；R為某種距離下作業(yè)的危險率。

2 自動重合閘引起的過電壓

重合閘是繼電保護(hù)的一種，它是防止系統(tǒng)故障點擴(kuò)大，消除瞬時故障，減少事故停電的一項行之有效的措施。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障時，例如由于陣風(fēng)使導(dǎo)線對塔材放電，開關(guān)跳閘后，重合閘繼電器在數(shù)秒內(nèi)使開關(guān)自動重合上，如果陣風(fēng)已消失，線引恢復(fù)正常，則重合閘成功，減少一次停電；如果故障沒有消失，開關(guān)將再次跳開，重合閘也將再次動作，一般重合3 次后即停止。重合閘動作一次，系統(tǒng)就有可能產(chǎn)生一次過電壓。

簡單分析線路故障時重合閘作用引起的過電壓。如圖1所示，輸電線的C 相接地時，K2 先跳閘，K1 再動作，K1 側(cè)接電源。健全相A、B 這時流過的是電容電流，K1 跳閘相當(dāng)于切除空載線路，K1健全相觸頭在電容電流過零點時熄弧，這時電源電壓為最大值?？紤]線路單相接地，線路電容效應(yīng)等因素，線路評價參與電壓是ur=1.3Em。在K1 的自動重合閘動作之前，線路的殘余電荷通過導(dǎo)線泄漏電阻泄入大地，這包含絕緣子電導(dǎo)和空氣電導(dǎo)的泄漏（圖2），這與絕緣子表面污穢情況，空氣潮濕，雨雪情況有關(guān)。電源衰減在較大范圍內(nèi)變化。圖中可以看出0.5s 時間內(nèi)下降為10%～30%。線路放電時間常數(shù)一般大于0.1s。

圖1 自動重合閘示意圖

設(shè) K1 重合閘動作之前，線路殘壓已經(jīng)降了30%，即ur=(1-0.3)×1.3Em=0.91Em。最危險的合閘時刻是電源極性與線路殘余電壓相反，電壓值是-Em最大值，情況與切除空載線路類似。這時線路發(fā)生高頻震蕩，震蕩的穩(wěn)態(tài)值是-Em，初值是0.91Em，最大值是uov=-Em+(-Em-0.91Em)=-2.91Em，若不計線路點和泄露，過電壓還會更高，可達(dá)到電源電壓的3 倍。

圖2 110～220kV 線路殘余電壓實測泄漏曲線

3 帶電作業(yè)停用重合閘的緣由及目的

鑒于以上自動重合閘引起的過電壓分析我們知道，線路發(fā)生故障時，自動重合閘將有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的內(nèi)部過電壓，這將會導(dǎo)致帶電作業(yè)過程中絕緣屏蔽用具擊穿，引起間隙放電，造成人員傷亡及電網(wǎng)安全事故。從危險率式（1）中看出，停用重合閘時，當(dāng)作業(yè)中發(fā)生系統(tǒng)故障，開關(guān)跳開后不再重合，過電壓出現(xiàn)的概率P0(U)和間隙在相應(yīng)的過電壓下放電的概率Pd(U)都將會減小，帶電作業(yè)的危險率R也將會降低。而由事故率式（2）可知，停用重合閘時nKR值將會減小，帶電作業(yè)的事故率N也會降低。因此，相對于不停用重合閘，停用重合閘措施等于提高了線路帶電作業(yè)的安全水平，這也是帶電作業(yè)初期提出停用重合閘的緣由。后來，人們因某些原因改變了認(rèn)識，認(rèn)為萬一帶電作業(yè)時發(fā)生了事故，引起了開關(guān)跳閘，停用重合閘，就可以保證事故不再擴(kuò)大，甚至認(rèn)為可以保護(hù)作業(yè)人員免遭第二次電壓的傷害。于是，停用重合閘，就變成了一項以防萬一的后備措施了，應(yīng)用范圍越來越廣。還有一部分人認(rèn)為等電位作業(yè)時，停用重合閘可以避免發(fā)生對地放電的嚴(yán)重后果，這種看法已被納入《安規(guī)》中，1977年版《電業(yè)安全工作規(guī)程》甚至做出“等電位作業(yè)必須停用重合閘”的強(qiáng)行規(guī)定。

4 帶電作業(yè)停用重合閘的弊病

停用重合閘固然在帶電作業(yè)安全上有一定的積極作用，但是也帶來一系列弊端。主要有以下幾方面：

1）中壓配網(wǎng)帶電作業(yè)停用重合閘往往事倍功半。中壓配網(wǎng)大部分采用中性點非有效接地的運(yùn)行方式，當(dāng)非有效接地的配網(wǎng)發(fā)生單相接地時，開關(guān)是不會跳閘的，帶電作業(yè)中停用重合閘也將失去意義，停用重合閘只有在相間短路，開關(guān)跳閘時才能起作用。因此，非有效接地的中壓配網(wǎng)進(jìn)行帶電作業(yè)時，停用重合閘作用不明顯。

2）占用寶貴的工作時間。工作負(fù)責(zé)人申請停用重合閘，從調(diào)度下令開始，到變電站完成操作往往要花費很多時間，特別是中壓配網(wǎng)，現(xiàn)在的110kV變電站都實現(xiàn)了無人值守，操作員接到調(diào)度令后驅(qū)車前往變電站操作，路程上就占用了很多時間。如果要進(jìn)行的帶電作業(yè)是同桿架設(shè)雙回線路，需要退兩路不同電源的重合閘，操作員需要趕往兩個變電站，所花費的時間更加長，導(dǎo)致在規(guī)定的計劃工作時間內(nèi)重合閘還沒能退出，對于中壓配網(wǎng)帶電作業(yè)來說，有時停用重合閘作用不明顯，但停用重合閘卻占用了寶貴的工作時間。

3）延誤線路瞬間故障的消除。帶電作業(yè)中停用重合閘，如果一般瞬時故障性跳閘（例如風(fēng)害、鳥害、雷害），往往會誤認(rèn)為帶電作業(yè)出了事，調(diào)度部門在沒有與現(xiàn)場取得聯(lián)系之前是不敢恢復(fù)送電的，這就大大延誤了事故處理時間，增加了事故次數(shù)和損失。頻繁停用重合閘，使這種矛盾更加突出了。

5 正確停用重合閘的建議

DJ409-91《電業(yè)安全工作規(guī)程》（電力線路部分）中規(guī)定：帶電作業(yè)有下列情況之一者應(yīng)停用重合閘，并不得強(qiáng)送電：

1）中性點有效接地的系統(tǒng)中有可能引起單相接地的作業(yè)。

2）中性點非有效接地的系統(tǒng)中有可能引起相間短路的作業(yè)。

3）工作票簽發(fā)人或工作負(fù)責(zé)人認(rèn)為需要停用重合閘的作業(yè)。

其中第3 點值得商討。停用重合閘只能作為減輕預(yù)想中可能出現(xiàn)的故障后果的后備措施，停用重合閘必須考慮其必要性和積極性，可以從以下幾個方面考慮：

1）預(yù)想中可能出現(xiàn)問題的項目應(yīng)停用

例如，新項目首次試驗，各項措施尚待實踐考驗的時候，新人員首次在帶電設(shè)備上培訓(xùn)，這些人的操作技巧尚須考察和訓(xùn)練的時候；或者開展某些操作比較繁雜，作業(yè)人數(shù)眾多，作業(yè)范圍較大，而重復(fù)作業(yè)的機(jī)會又很少的大型帶電作業(yè)項目的時候等等。

2）必須考慮停用重合閘是否能收到預(yù)期的效果。

不能以安全起見，過分依賴重合閘，存在凡是帶電作業(yè)必須停用重合閘的思想，而是要從考慮是否能造成相間短路（不接地系統(tǒng)）、接地短路（直接接地系統(tǒng)），開關(guān)跳閘的具體情況出發(fā)，來決定是否停用重合閘。

6 結(jié)論

綜上所述，停用重合閘做為一種安全措施，在帶電作業(yè)中發(fā)揮著重要作用，但我們必須深刻理解停用重合閘所帶來的負(fù)面影響，這樣才能使我們避免盲目停用重合閘，通過考慮停用重合閘的必要性和積極性，正確使用重合閘，完善帶電作業(yè)的安全措施，指導(dǎo)帶電作業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

[1] 胡毅.配電線路帶電作業(yè)技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2001.

[2] 易輝.帶電作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及標(biāo)準(zhǔn)解讀[M].北京:中國電力出版社,2009.

[3] 陳怡,蔣平,萬秋蘭,高山,等.電力系統(tǒng)分析[M].北京: 中國電力出版社,2005.

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