10kV旁路帶電作業(yè)法的研究與應(yīng)用

周曙琦

摘 ?要：隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市的電路系統(tǒng)變的越來越復(fù)雜，以前傳統(tǒng)的銅芯線路已經(jīng)不適合現(xiàn)代城市的電力發(fā)展，現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用的是電纜，電力電纜的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于國家正常的運(yùn)作具有十分重要的意義。對(duì)于突發(fā)電力故障，需要在電力電纜完全斷電的情況下進(jìn)行檢修，恢復(fù)供電的時(shí)間難以控制，造成的損失也無法估計(jì)，在這種背景下，10kV旁路帶電作業(yè)法被廣泛使用，該方法可以在不間斷供電的狀態(tài)下，在短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建一套臨時(shí)供電系統(tǒng)，以把損失降到最低，文章結(jié)合實(shí)際施工作業(yè)情況，提出了10kV旁路帶電作業(yè)法的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng);故障恢復(fù);旁路作業(yè)法;降低損失

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和改革開放的不斷深化，我國城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市供電問題已經(jīng)成為一個(gè)城市發(fā)展的瓶頸，特別是對(duì)于工業(yè)城市，電力電纜的突發(fā)故障將會(huì)造成很大的損失，而傳統(tǒng)的突發(fā)故障恢復(fù)手段多是采用整體斷電，分段恢復(fù)法，這種方法在一定時(shí)期發(fā)揮過重要作用，但是現(xiàn)在已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代城市的發(fā)展，這種傳統(tǒng)方法無法預(yù)測(cè)故障恢復(fù)時(shí)間，造成的損失也無法減少，恢復(fù)供電的時(shí)間也難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，在這種背景下，10kV旁路帶電作業(yè)法發(fā)揮了重要作用，該方法可以在不間斷供電狀態(tài)下，在短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建一套臨時(shí)供電系統(tǒng)[1]，以把損失降到最低，不言而喻，探討這種旁路作業(yè)系統(tǒng)，應(yīng)用于電纜線路不停電故障搶修、缺陷處理、例行維護(hù)的條件基本具備。文章結(jié)合實(shí)際的施工經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)文獻(xiàn)論述，給出了一種穩(wěn)定、安全、可靠的10kV旁路帶電作業(yè)法，實(shí)際表明，該方法可以有效地減少由于城市電力電纜突發(fā)故障造成的損失，可以實(shí)際推廣使用。

1 10kV旁路帶電作業(yè)法

10kV旁路帶電作業(yè)法是現(xiàn)代城市供電系統(tǒng)突發(fā)故障的常用處理方法的總稱，之所以叫做10kV旁路帶電作業(yè)法是因?yàn)樵摲椒ㄗ畛鯌?yīng)用的領(lǐng)域就是10kV架空絕緣線路故障搶修。它是一種由旁路電纜、旁路接頭、旁路開關(guān)以及相關(guān)輔助器材和設(shè)備組成的臨時(shí)輸電系統(tǒng)。該系統(tǒng)在韓國、日本和上海、浙江等地得到應(yīng)用，其工作原理是：當(dāng)進(jìn)行10kV架空線路故障檢修或例行維護(hù)時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)快速裝配一條臨時(shí)輸電線路，跨接該故障檢修或例行維護(hù)線路段。通過旁路開關(guān)操作，斷開該故障段電源[2]，并將電源引向這條臨時(shí)旁路帶電作業(yè)，通過旁路系統(tǒng)保持對(duì)線路用戶不間斷供電。同時(shí)進(jìn)入停電狀態(tài)下的線路故障檢修或例行維護(hù)，確保工作安全。

2 10kV旁路帶電作業(yè)法的關(guān)鍵技術(shù)

隨著電網(wǎng)的智能化水平不斷提高，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行越來越引起人們的重視，影響電力運(yùn)行安全的因素很多[5]，經(jīng)過實(shí)際調(diào)查分析可知，電力系統(tǒng)的自身安全問題是影響電力系統(tǒng)安全的一個(gè)重要因素，文章的研究重點(diǎn)是旁路帶電作業(yè)的自身安全性分析與檢測(cè)，旁路帶電作業(yè)作為銜接智能電網(wǎng)六大環(huán)節(jié)的核心節(jié)點(diǎn)，具有全局作用，也是電力系統(tǒng)中電力分配，接受和分配電能，控制電力的流向以及調(diào)整電壓的重要設(shè)備保障，核心功能是將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，在電力系統(tǒng)中起著電力樞紐的作用，總的來說，旁路帶電作業(yè)的安全關(guān)乎著電力設(shè)備整體安全，關(guān)乎整體和全局安全性，所以文章所設(shè)計(jì)的旁路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)及其能效分析系統(tǒng)具有十分重要的意義，總結(jié)來看，本系統(tǒng)的重要意義如下：

（1）替代了人工檢修技術(shù)，解放了人力：我國在上世紀(jì)50年代，開始設(shè)置旁路帶電作業(yè)檢修工，推行以時(shí)間為周期的檢修制度，該制度在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮過重要作用，為電力設(shè)備的運(yùn)行安全提供了制度保障，但是隨著電力系統(tǒng)的容量不斷提高，人工檢修方式受到了很大的限制（比如周期固定性，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全，檢修經(jīng)驗(yàn)性，由于檢修工經(jīng)驗(yàn)論嚴(yán)重，有時(shí)可能不能發(fā)現(xiàn)并處理相關(guān)的故障），由于檢修工的水平不同，有時(shí)可能帶有主觀性，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完全改變了這種模式，自動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確度高，靈活性好，適應(yīng)性強(qiáng)。

（2）大大改進(jìn)了傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工藝：傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工藝存在很多問題，比如站內(nèi)可靠性低、由于檢修導(dǎo)致的停電次數(shù)過多、時(shí)間過長等，本系統(tǒng)在借鑒前人的研究成果基礎(chǔ)上，改進(jìn)了監(jiān)測(cè)工藝，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，新的監(jiān)測(cè)工藝穩(wěn)定性好、信號(hào)強(qiáng)度高、信號(hào)失真小、監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化、問題聯(lián)網(wǎng)解決等大大提高了檢測(cè)的效率和質(zhì)量，在充分降低能效的基礎(chǔ)上，做到結(jié)果準(zhǔn)確、保障有力。

3 10kV旁路帶電作業(yè)法的技術(shù)方案分析

3.1 有限元數(shù)值分析法

絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：通過理論計(jì)算復(fù)合介質(zhì)內(nèi)部和界面電場(chǎng)分布，合理優(yōu)選電場(chǎng)應(yīng)力控制方法，借以確定復(fù)合介質(zhì)幾何形狀、尺寸和復(fù)合介質(zhì)界面沿面放電距離，達(dá)到保證電纜、終端和中間接頭安全可靠運(yùn)行的目的。大量的理論分析和長期試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明：電場(chǎng)應(yīng)力控制錐是最簡(jiǎn)單、最可靠的均勻介質(zhì)內(nèi)部電場(chǎng)分布的手段。如果監(jiān)測(cè)裝置都符合IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)，則不用設(shè)置綜合監(jiān)測(cè)單元，監(jiān)測(cè)裝置直接與站端監(jiān)測(cè)單元通信。站控層中設(shè)置站端監(jiān)測(cè)單元，與過程層中符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的在線監(jiān)測(cè)裝置及間隔層中的各綜合監(jiān)測(cè)單元通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行控制。

3.2 通過選擇合適的材料

電纜插拔式快速終端和接頭絕緣結(jié)構(gòu)是典型的固體復(fù)合介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)，界面沿面放電與界面壓強(qiáng)和界面狀態(tài)密切相關(guān)。采用模擬試品等效插拔式快速終端和接頭多層固體復(fù)合介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)研究界面沿面放電電壓與界面壓強(qiáng)和界面狀態(tài)之間的內(nèi)在關(guān)系。由于XLPE絕緣體的直徑DXLPE等于常數(shù)[4]，當(dāng)選取不同原始直徑DSR的高彈性硅橡膠絕緣體，且DSR≤DXLPE，即可改變高彈性硅橡膠絕緣體與XLPE絕緣體之間的界面壓強(qiáng)（握緊力）。

3.3 減少接觸面的阻抗

應(yīng)首選錐形（俗稱推拔形）主絕緣結(jié)構(gòu)，以減小插拔阻力，利用斜面力學(xué)原理提高界面正壓強(qiáng)，同時(shí)在插拔過程中快捷地排除界面氣隙。提高模具的配合精度和表面光潔度，保證產(chǎn)品表面平整光滑，界面配合準(zhǔn)確完好。每次插拔時(shí)均應(yīng)涂抹潤滑劑以降低界面摩檫系數(shù)，避免表面磨損，使得產(chǎn)品經(jīng)歷1000次插拔后仍具有足夠的過盈量，以保證界面始終保持足夠的界面壓強(qiáng)。

3.4 插拔式快速終端和接頭的觸頭可采用表帶觸頭設(shè)計(jì)

表帶觸頭的特點(diǎn)有：體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要壓緊彈簧;接觸點(diǎn)多，導(dǎo)電能力強(qiáng)，額定電流可達(dá)到500A;動(dòng)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性都非常高;在插拔多次后仍能保證接觸良好，不會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

文章在分析當(dāng)下傳統(tǒng)電力電纜突發(fā)故障處理方法弊端的基礎(chǔ)上，分析了10kV旁路帶電作業(yè)法的基本概念，基本技術(shù)手段和關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際作業(yè)經(jīng)驗(yàn)給出了技術(shù)方案，接著引入電力電纜線路旁路作業(yè)系統(tǒng)，進(jìn)行電纜線路不停電搶修、運(yùn)行維護(hù)的新措施，將有效改變電力電纜運(yùn)行維護(hù)技術(shù)，如故障搶修、缺陷處理、例行維護(hù)都需要在線路停電狀態(tài)下進(jìn)行，且線路停電時(shí)間無法控制的現(xiàn)狀，為現(xiàn)代城市保電或其他臨時(shí)供電提供了新的方法、措施和思路。

參考文獻(xiàn)

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