攜帶型短路接地線的管理與應(yīng)用

葛乃成， 陸偉宏， 聶宇本， 賁樹俊

1. 國(guó)家電網(wǎng)公司華東分部 上海 200120 2. 施瓦哲工程實(shí)驗(yàn)(上海)有限公司 上海 201203 3. 國(guó)家電網(wǎng)南通供電公司 江蘇南通 226006

攜帶型短路接地線的管理與應(yīng)用

葛乃成1， 陸偉宏2， 聶宇本1， 賁樹俊3

1. 國(guó)家電網(wǎng)公司華東分部 上海 200120 2. 施瓦哲工程實(shí)驗(yàn)(上海)有限公司 上海 201203 3. 國(guó)家電網(wǎng)南通供電公司 江蘇南通 226006

分析了當(dāng)前攜帶型短路接地線的管理和應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)存在的問題進(jìn)行了剖析，并從選型、使用、保管、試驗(yàn)、智能化應(yīng)用等方面提出了完善建議。

電力系統(tǒng)； 接地； 安全性

在高壓設(shè)備或線路上工作，除停電外，還應(yīng)按GB 26859—2011《電力安全工作規(guī)程 電力線路部分》和GB 26860—2011《電力安全工作規(guī)程 發(fā)電廠和變電站電氣部分》中保證安全的技術(shù)措施要求，完成驗(yàn)電、接地，之后方可工作[1-2]。接地包括裝設(shè)接地線和合接地刀開關(guān)，主要用于防止檢修設(shè)備線路突然來(lái)電、消除鄰近高壓帶電設(shè)備線路感應(yīng)電壓，以及放盡斷電設(shè)備線路剩余電荷等。接地線的應(yīng)用對(duì)保證作業(yè)人員人身安全起著至關(guān)重要的作用。

1 攜帶型短路接地線的管理和應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，電網(wǎng)企業(yè)在用的攜帶型短路接地線種類較多，按電壓等級(jí)分，主要有 400V、10kV、20kV、35kV、110kV、220kV和500kV等七種；按截面積分，主要有16mm2、25mm2、35mm2和50mm2等四種；按線夾操作類型分，主要有螺旋式和彈簧式兩種；按線夾型式分，主要有平口式和掛鉤式兩種；按材質(zhì)分，主要有鋁質(zhì)和銅質(zhì)兩種。

1.1 選型

(1) 截面積選型不正確。GB 26859—2011和GB 26860—2011規(guī)定高壓接地線截面積不得小于25mm2，但部分單位仍存在使用16mm2接地線的情況。此外，部分單位在沒有經(jīng)過短路電流計(jì)算的前提下，所有電壓等級(jí)均使用了25mm2的短路接地線。

(2) 線夾選型不正確。部分單位所用的接地線采用彈簧式線夾、穿刺線夾，線路用短路接地線夾內(nèi)側(cè)無(wú)鋸齒。

(3) 接地線的長(zhǎng)度選擇不正確。由于變電站個(gè)別接地樁頭距接地設(shè)備較遠(yuǎn)，如主變壓器的高壓側(cè)接地，采用正常長(zhǎng)度的接地線將無(wú)法裝設(shè)。

1.2 保管

(1) 班組人員對(duì)短路接地線的維護(hù)保養(yǎng)意識(shí)不強(qiáng)，保管不到位。如將接地線操作棒當(dāng)棍棒使用，亂扔亂丟，以致造成接地線受到人為損傷或機(jī)械損傷。

(2) 接地線保管不符合規(guī)程要求。接地線應(yīng)在空氣流通、環(huán)境干燥的專用地點(diǎn)存放，但部分單位將接地線與其它安全工器具混堆在潮濕的房間內(nèi)。此外，還存在接地線無(wú)編號(hào)、無(wú)試驗(yàn)合格證，報(bào)廢的接地線未做明顯標(biāo)志分開存放并及時(shí)報(bào)廢等。

1.3 試驗(yàn)

(1) 未定期試驗(yàn)。存在不試驗(yàn)或超期試驗(yàn)的現(xiàn)象，甚至為了應(yīng)付檢查，未經(jīng)試驗(yàn)而貼上試驗(yàn)合格證。

(2) 試驗(yàn)項(xiàng)目未做齊全。根據(jù)DL/T 1476—2015《電力安全工器具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[4]要求，接線鼻與軟導(dǎo)線壓接或重新壓接的接地線應(yīng)進(jìn)行成組直流電阻值試驗(yàn)，但部分試驗(yàn)單位為圖省事，只對(duì)接地線的操作桿做工頻耐壓試驗(yàn)，而沒有對(duì)接地線進(jìn)行成組直流電阻值試驗(yàn)。圖1所示為某10kV接地線(長(zhǎng)度約3m)在接線鼻處存在斷股現(xiàn)象，經(jīng)實(shí)測(cè)，直流電阻值達(dá)到433.0mΩ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出DL/T 1476—2015中的合格值要求，屬不合格。

圖1 10kV接地線軟銅線斷股

(3) 接地線成組直流電阻值試驗(yàn)時(shí)的電流太小，導(dǎo)致所測(cè)的直流電阻值不準(zhǔn)。

1.4 裝設(shè)拆除

(1) 存在未驗(yàn)電、未三相全部驗(yàn)電、未在裝設(shè)接地線位置驗(yàn)電就裝設(shè)接地線的現(xiàn)象。有些操作人員心存僥幸，認(rèn)為設(shè)備已停電，不必再多此一舉。

(2) 存在顛倒裝設(shè)和拆除接地線順序的現(xiàn)象。如裝設(shè)接地線時(shí)先裝導(dǎo)線端，拆除接地線時(shí)先拆接地線端等。

2 接地線選型

2.1 校核接地線截面積

10kV及以上電壓等級(jí)中短路接地線的截面積不得小于25mm2，這是GB 26859—2011和GB 26860—2011根據(jù)攜帶型多股軟銅線的機(jī)械強(qiáng)度做出的強(qiáng)制要求。此外，需要根據(jù)DL/T 879—2004《帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置》規(guī)定，并且按照承受的短路電流來(lái)選擇攜帶型短路接地線的截面積[5-7]。使用正確截面積的短路接地線，能保障接地線在突然來(lái)電情況下不熔斷，從而保障作業(yè)人員的人身安全。

2.2 正確選用接地線線夾[8]

(1) 接地線線夾的型式應(yīng)與所掛接地線的設(shè)備導(dǎo)體(或接地端)相適應(yīng)，以保證接地線與設(shè)備(接地端)連接處電氣接觸良好。線夾的夾具應(yīng)具有可靠的接觸面，并能承受額定故障電流所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，即滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的要求。

(2) 彈簧式線夾難以保證線夾與導(dǎo)線間的壓力，若彈簧壓力太小，作業(yè)人員工作中不小心碰觸接地線的操作棒時(shí)，可能使接地線脫落，且在發(fā)生誤送電時(shí)，彈簧式線夾可能承受不了短路電流的電動(dòng)力，使接地線導(dǎo)體端線夾彈開，造成檢修設(shè)備失去接地線的嚴(yán)重后果。因此，不建議在高壓線路中使用彈簧式線夾，而應(yīng)采用螺旋式線夾。

(3) 線路因受空氣中的水蒸氣和灰塵等影響而發(fā)生表層氧化，此外，架空線路導(dǎo)線表面一般有臟污物，如果使用常規(guī)的接地線夾，會(huì)造成接觸電阻值顯著升高，對(duì)人身安全帶來(lái)影響。因此，線路線夾宜采用內(nèi)側(cè)有鋸齒狀的線夾，同時(shí)在裝設(shè)接地線時(shí)來(lái)回旋轉(zhuǎn)夾緊的線夾，去掉氧化層，最大限度地減小對(duì)接觸電阻值的影響。

2.3 正確選用接地線型式

接地線一般采用三相短路式接地線，特殊情況需要使用分相式接地線時(shí)，其接地端應(yīng)采用三相合一型式，使之符合先短路后接地的原則。

3 接地線夾的改進(jìn)[9]

3.1 平口式接地線夾

平口式接地線夾通常使用在銅排、導(dǎo)線夾等扁形導(dǎo)體上。由于在使用接地線操作棒順時(shí)針旋緊的過程中，平口式線夾沒有與導(dǎo)體固定的地方，導(dǎo)致線夾隨操作棒順時(shí)針位移，給接地帶來(lái)不便。在一些較高的部位接地，由于接地線自身的重力，作業(yè)人員難以操作的問題更為突出。為此，可采用如圖2所示的線夾，增加一個(gè)與導(dǎo)體垂直固定的部件，使其在操作棒順時(shí)針旋緊的同時(shí)不使操作棒在導(dǎo)體上產(chǎn)生位移。

圖2 平口式接地線夾改進(jìn)示意圖

3.2 掛鉤式接地線夾

在耐張桿塔線路上使用掛鉤式接地線夾接地的原因是，作業(yè)人員在耐張桿塔上的位置與導(dǎo)線相距較遠(yuǎn)，如果使用傳統(tǒng)的平口式線夾，操作桿與線夾水平，作業(yè)人員難以操作。如圖3所示，將操作桿與線夾垂直布置，用操作桿的長(zhǎng)度來(lái)彌補(bǔ)作業(yè)人員與導(dǎo)線間的距離，可以很方便地進(jìn)行耐張桿塔線路的接地。

圖3 掛鉤式接地線夾改進(jìn)示意圖

4 穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)使用建議

穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)在穿刺絕緣導(dǎo)線的絕緣層時(shí)使用力矩螺母擰緊。力矩螺母材質(zhì)各異，質(zhì)量良莠不齊，加之不同廠家絕緣導(dǎo)線的絕緣材料可能不同，因此難以保證力矩螺母擰斷絕緣材料后刀片與導(dǎo)線的良好接觸。此外，穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)沒有經(jīng)過動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定的型式試驗(yàn)，在突發(fā)短路時(shí)線夾中的刀片可能損壞，形成刀片與導(dǎo)線虛接，產(chǎn)生安全隱患。因此，筆者不建議使用穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)。

5 接地線保管

5.1 存放要求

所有接地線均應(yīng)在專用安全工器具室內(nèi)定置存放，一般要求存放地點(diǎn)環(huán)境溫度為-25～40℃，相對(duì)濕度不超過85%，干燥且無(wú)腐蝕。操作桿存放時(shí)，操作桿架在支架上或懸掛起來(lái)，且不得貼墻放置。接地線存放時(shí)，接地線和存放位置均順序編號(hào)，接地線與存放位置一一對(duì)應(yīng)。所有存放在安全工器具柜內(nèi)的接地線均是試驗(yàn)合格的接地線，試驗(yàn)不合格的短路接地線需做明顯標(biāo)記，且不得存放于安全工器具柜內(nèi)。

5.2 定置管理

(1) 若變電站內(nèi)接地線數(shù)量不足，變電運(yùn)維人員需從它處借用接地線時(shí)，應(yīng)在進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前由運(yùn)維人員對(duì)借用接地線進(jìn)行清點(diǎn)、登記，確認(rèn)與站內(nèi)現(xiàn)有接地線無(wú)重復(fù)編號(hào)后，暫時(shí)作為本站接地線進(jìn)行統(tǒng)一管理。

(2) 嚴(yán)禁檢修人員擅自攜帶接地線進(jìn)入工作現(xiàn)場(chǎng)。檢修人員若因工作需要確需使用接地線時(shí)，應(yīng)向運(yùn)維人員借用變電站的接地線。

5.3 檢查與報(bào)廢

接地線每次使用前應(yīng)對(duì)外觀進(jìn)行仔細(xì)檢查，尤其是查看是否存在絞線松動(dòng)、斷股、護(hù)套嚴(yán)重破損、夾具斷裂、螺栓松動(dòng)、試驗(yàn)周期是否在有效試驗(yàn)合格期內(nèi)等方面。對(duì)已損壞的不合格接地線，應(yīng)一律強(qiáng)制報(bào)廢。

6 接地線試驗(yàn)

6.1 試驗(yàn)要求

(1) 各單位應(yīng)按接地線試驗(yàn)周期進(jìn)行試驗(yàn)，制定試驗(yàn)計(jì)劃，落實(shí)試驗(yàn)時(shí)間和責(zé)任人，上級(jí)部門應(yīng)制訂相應(yīng)的制度加以監(jiān)督并嚴(yán)格考核。

(2) DL/T 1476—2015《電力安全工器具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定攜帶型短路接地線的試驗(yàn)項(xiàng)目包括成組直流電阻值試驗(yàn)(周期不超過5年)和操作棒工頻耐壓試驗(yàn)(周期5年)兩個(gè)項(xiàng)目，兩項(xiàng)全部通過才合格[4]。其中，測(cè)試接地線成組直流電阻值試驗(yàn)時(shí)的電流宜≥30A。

(3) 接地線試驗(yàn)完畢后，試驗(yàn)人員應(yīng)及時(shí)出具試驗(yàn)報(bào)告，并按規(guī)定張貼試驗(yàn)合格證標(biāo)簽或可追溯的唯一標(biāo)志。帶有二維碼追溯試驗(yàn)情況的合格證標(biāo)簽中，二維碼存儲(chǔ)了安全工器具的所有基礎(chǔ)信息和試驗(yàn)記錄，可以通過手機(jī)軟件即時(shí)察看安全工器具的信息，如圖4所示。合格證上注明編號(hào)、試驗(yàn)日期及下次試驗(yàn)日期等。接地線經(jīng)試驗(yàn)達(dá)不到安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行報(bào)廢制度。對(duì)不合格的接地線，一律強(qiáng)制報(bào)廢，并及時(shí)給予更換和補(bǔ)充。試驗(yàn)合格的接地線在經(jīng)受短路后，應(yīng)根據(jù)其經(jīng)受短路電流的大小和外觀檢驗(yàn)，判斷是否還能繼續(xù)使用，一般應(yīng)予報(bào)廢。

圖4 帶有二維碼追溯試驗(yàn)情況的合格證

6.2 絕緣導(dǎo)線穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)動(dòng)、熱穩(wěn)定試驗(yàn)

目前，為了適應(yīng)10kV及以下絕緣導(dǎo)線的驗(yàn)電接地需要，部分地區(qū)大量使用了穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)。DL/T 1190—2012《額定電壓 10kV 及以下絕緣穿刺線夾》并未涉及其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定試驗(yàn)要求[10]。研究過程中，分別選擇了35mm2和 25mm2穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)，委托蘇州電器科學(xué)研究院依據(jù)DL/T 879—2004中第6.6條做了動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定試驗(yàn)。25mm2穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)為18.75kA、0.1s，熱穩(wěn)定試驗(yàn)為7.5kA、1s；35mm2穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)為26.25kA、0.1s，熱穩(wěn)定試驗(yàn)為 10.5kA、1s[5]。試驗(yàn)結(jié)果顯示：25mm2接地環(huán)動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)后絕緣導(dǎo)線被擊穿，驗(yàn)電接地環(huán)有斷齒現(xiàn)象，熱穩(wěn)定試驗(yàn)完好；35mm2接地環(huán)動(dòng)、熱穩(wěn)定試驗(yàn)后均完好。建議在今后若繼續(xù)選用穿刺型驗(yàn)電接地環(huán)，那么應(yīng)增加動(dòng)、熱穩(wěn)定試驗(yàn)，從設(shè)備上確保安全。

7 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的接地線智能化管理

在國(guó)內(nèi)，接地線通常都以傳統(tǒng)的手工方式核對(duì)并記錄進(jìn)行管理。每次使用都記錄在安全工器具室的接地線去向牌上，包括借出、歸還等信息。盡管這樣，仍然存在一些問題：由于人為疏忽，不可避免會(huì)出現(xiàn)記錄不完整或不及時(shí)等情況；雖然每組接地線有唯一編號(hào)，并存放在固定地點(diǎn)，存放位置亦編號(hào)，接地線號(hào)碼與存放位置號(hào)碼一致，但是變電站數(shù)量眾多、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)分散，仍然給管理帶來(lái)極大的難度；裝、拆接地線時(shí)做好記錄，交接班時(shí)要交待清楚，這也給運(yùn)維人員帶來(lái)極大的不便。可見，傳統(tǒng)的管理模式不能真正在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)安全可靠的接地線管理。

如何在不改變運(yùn)維人員操作流程的前提下，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)接地線安全可靠的管理已成為較為迫切的現(xiàn)場(chǎng)需求。通過研究認(rèn)為，接地線的智能化管理系統(tǒng)應(yīng)該至少滿足下述三個(gè)功能。

(1) 接地線對(duì)位存放與鎖定功能。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全工器具柜內(nèi)接地線取用的授權(quán)管理，并可實(shí)時(shí)追蹤接地線的出入記錄和存放位置，通過液晶顯示屏現(xiàn)場(chǎng)顯示。安全工器具柜在有接地線未歸位時(shí)，可通過對(duì)應(yīng)的信號(hào)指示燈提示運(yùn)維人員，從而避免漏拆接地線。在有人非法使用接地線時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)警示，所有接地線使用記錄可自動(dòng)生成日志以供追溯。

(2) 短信提示接地線試驗(yàn)周期即將到期。接地線智能化管理系統(tǒng)在接地線試驗(yàn)日期到期前15天通過短信提示運(yùn)維人員?，F(xiàn)場(chǎng)安全工器具柜通過液晶顯示屏在接地線試驗(yàn)過期時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)警示。

(3) 實(shí)現(xiàn)接地線取用閉鎖、掛接錯(cuò)誤警示。通過倒閘操作電子模擬圖板與接地線智能化管理系統(tǒng)形成聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)接地線的有效管控。在模擬操作通過后，才可正常取用對(duì)應(yīng)編號(hào)的接地線。在裝設(shè)接地線時(shí)，若接地端安裝地點(diǎn)錯(cuò)誤，專用接地點(diǎn)可實(shí)時(shí)警示。接地線裝設(shè)地點(diǎn)正確后，返回信號(hào)至電子模擬圖板。在送電時(shí)，電子模擬圖板可實(shí)時(shí)監(jiān)控回路內(nèi)接地線的拆除情況，現(xiàn)場(chǎng)接地線未實(shí)際拆除時(shí)，可根據(jù)邏輯閉鎖對(duì)應(yīng)的模擬操作步驟，防止由于漏拆接地線而引起誤操作事故。

8 結(jié)束語(yǔ)

筆者分析了攜帶型短路接地線的應(yīng)用和管理現(xiàn)狀，指出了當(dāng)前存在的問題和不足，從選型、選材、保管、試驗(yàn)等方面提出完善建議，并探討了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的接地線智能化管理，為電力行業(yè)規(guī)范攜帶型短路接地線的應(yīng)用和管理提供了一定的參考。

[1] 電力安全工作規(guī)程 電力線路部分：GB 26859—2011[S].

[2] 電力安全工作規(guī)程 發(fā)電廠和變電站電氣部分：GB 26860—2011[S].

[3] 蔡敬毅，黃文峰.攜帶型短路接地線在管理和使用中存在的問題[J].電力安全技術(shù)，2007，9(11)：45-46.

[4] 電力安全工器具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程：DL/T 1476—2015[S].

[5] 帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置：DL/T 879—2004[S].

[6] 朱仲鳴.關(guān)于攜帶型短路接地線額定短路電流值取值問題的討論[J].華東電力，1994(10)：23-25.

[7] 戴克銘.攜帶型短路接地線截面積的驗(yàn)算[J].電力安全技術(shù)，2004，6(5)：37.

[8] 戴克銘.正確使用攜帶型短路接地線[J].電力安全技術(shù)，2011，13(11)：20-24.

[9] 虞澤.攜帶型短路接地線的改進(jìn)[J].云南電力技術(shù)，2008，36(1)：40-41.

[10] 額定電壓10kV及以下絕緣穿刺線夾：DL/T 1190—2012[S].

With analyses of the management and application of current portable short-circuit ground wire， the existing problems were analyzed and recommendations for improvements were set forth in terms of its selection， usage， storage， testing and intelligent applications.

Power System； Eerthing； Safety

2016年5月

葛乃成(1980— )，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事電網(wǎng)安全監(jiān)督管理工作， E-mail：gench80@126.com

TM755

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1674-540X(2016)04-063-05