低壓開關(guān)絕緣隔離擋板的研發(fā)與應(yīng)用

寧 磊，朱愛林，吳愛軍，陳華霖，潘 偉

(國網(wǎng)上海市電力公司松江供電公司，上海 201600)

在低壓配電作業(yè)中，根據(jù)需要會對箱式變電站、低壓分支箱內(nèi)的電纜采取拆卸、維護(hù)、安裝等操作。該過程中，由于柜內(nèi)可操作空間有限，作業(yè)人員很難時刻與帶電部分保持規(guī)定的距離，為保證安全，可將鄰近倉位停電，但該處理方法擴(kuò)大了停電范圍，給用戶造成了不便。另外，低壓開關(guān)跳閘試送電時，由于人體與開關(guān)距離很近，如有短路故障，再遇上開關(guān)消弧裝置不良，會有弧光躥出，造成人身安全事故。

為解決這些問題，可采用絕緣裝置，將檢修倉與鄰近正常回路隔離，保證供電可靠性與檢修作業(yè)的安全?，F(xiàn)有的輔助絕緣工具簡單分為簡易擋板和絕緣布兩類。絕緣布的絕緣效果良好，但安裝流程較為復(fù)雜，延長了作業(yè)時間，而且價格較高。絕緣擋板集合了兩者的優(yōu)勢，可以有效且便宜地將操作點(diǎn)與附近帶電部位隔離。

根據(jù)《低壓安全工作規(guī)程》和《低壓電纜線路檢修作業(yè)指導(dǎo)書》[1-2]的要求，參與低壓配電作業(yè)的工作人員，應(yīng)采取必要措施與作業(yè)點(diǎn)周圍的帶電體保持安全距離。絕緣擋板在設(shè)計、制作和試驗中必須符合安全操作要求，保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定的絕緣性能，同時具備現(xiàn)場操作的靈活性和安裝方便性。

1 絕緣擋板的設(shè)計

1.1 絕緣材料的選擇

選擇產(chǎn)品材料，應(yīng)考慮實際工況，滿足相關(guān)的電氣性能和機(jī)械性能，還需考慮重量、防水性和耐老化性。結(jié)合工程使用的經(jīng)驗并與各種常用材料比較，見圖1。由此確定絕緣擋板采用一種名為聚甲基丙烯酸甲酯(以下簡稱PMMA)的有機(jī)玻璃，其是一種開發(fā)較早的重要熱塑性塑料，具有較好的透明性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性，以及易加工的特點(diǎn)。常見的厚度分為10、5 mm和3 mm三種類型，耐壓值分別對應(yīng)為110、35 、10 kV。本項目采用5 mm厚度的材料進(jìn)行加工。

1.2 絕緣擋板的設(shè)計

本研究中使用的絕緣擋板有針對性，主要應(yīng)用于箱變柜或分支箱中(圖2為常見分支箱)。將絕緣擋板的外輪廓設(shè)計成長方體形狀，與帶電部位低壓開關(guān)相契合。同時考慮開關(guān)實際寬度變化的可能性，將橫向擋板設(shè)計成可抽拉式，滿足不同工況的使用需求。

圖2 分支箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.2.1絕緣擋板尺寸設(shè)計

絕緣擋板由隔離擋板，操作持桿和螺紋連接三部分組成，基本結(jié)構(gòu)見圖3。擋板的主要參數(shù)有深度H、寬度W。這兩個數(shù)據(jù)均由箱變內(nèi)開關(guān)的尺寸決定，經(jīng)實地測量并與實物的反復(fù)比對，將擋板的深度H設(shè)定為155 mm，寬度W設(shè)定為131 mm。操作持桿者要為主作業(yè)人員提供足夠的空間，要求決定桿長不能過短。實際作業(yè)的持續(xù)時間在60 min以上，需要考慮持桿人的承受能力，重量要有一定限制，因此持桿不能過長。綜合考慮各種因素，將持桿的長度設(shè)定為525 mm。

在螺紋連接處，應(yīng)考慮擰緊狀態(tài)下，有足夠的摩擦力，保證工作時不脫扣，滿足實際操作需求。

圖3 絕緣擋板的基本結(jié)構(gòu)

1.2.2絕緣擋板的伸縮設(shè)計

考慮到實際情況比較復(fù)雜，如圖2和圖4( b)所示的開關(guān)型號不同，大小也有差別，此時固定的矩形寬度不能夠滿足所有工況的需求，將立方體整體分解為兩塊擋板的組合形式(見圖3)，位置2與5為兩塊擋板的連接處。該位置可根據(jù)開關(guān)的實際大小而伸縮。圖4為絕緣擋板使用方式。

圖4 絕緣擋板的成品與使用

1.2.3電氣試驗、機(jī)械試驗

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》[3]規(guī)定，配電作業(yè)的絕緣遮蔽工具必須滿足絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度的要求，因此需要對絕緣擋板的機(jī)械性能和電氣性能進(jìn)行試驗。經(jīng)檢驗機(jī)構(gòu)檢驗，結(jié)果表明使用PMMA制成的絕緣擋板符合低壓配電作業(yè)的安全要求。

2 絕緣擋板的應(yīng)用

為了檢驗絕緣板的擋使用性能，成品試驗合格后，在牛車涇3號箱變站的搶修中，進(jìn)行了試用。搶修前期做絕緣防護(hù)，由于該箱變站中開關(guān)間距較小，若采用絕緣布包裹，則耗費(fèi)時間較長，

絕緣擋板只需將兩塊擋板調(diào)至適當(dāng)寬度，罩在需要隔離的開關(guān)上即可。搶修中發(fā)現(xiàn)拆、裝電纜的效率明顯提高，縮小了停電范圍，減少了停電時長，得到居民的一致好評。

絕緣擋板的使用避免了因保障作業(yè)安全而停役鄰近電纜的情況。箱式變電站或電纜分支箱通常以1進(jìn)4出或1進(jìn)6出線路為主，平均搶修作業(yè)時間為2.5 h，若因搶修一路出線而停役箱內(nèi)所有電纜，將會減少供電量約1.5 MWh，若采用絕緣擋板作為絕緣防護(hù)，可只將故障回路停電，確保正常電纜供電，避免該供電量的損失。

(1)

式中Q——年度多供電量；P——一條電纜供電量；t——搶修作業(yè)時長；M——避免停電電纜總數(shù)量；N——年度搶修總次數(shù)。

以2017年為例，全年低壓電纜搶修數(shù)量達(dá)394起，若使用絕緣擋板來降低非檢修電纜的停電數(shù)量，由式(1)計算，可多供電約59.1萬kWh，直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)人民幣36萬余元。該絕緣擋板的制作加工費(fèi)約為0.1萬元，如果批量生產(chǎn)，制作成本會更低，這與全年多供電量帶來的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益相比，從投入與產(chǎn)出來看，其性價比顯然是相當(dāng)高的。

3 結(jié)語

本文介紹的低壓開關(guān)絕緣擋板滿足低壓配電作業(yè)中的絕緣要求，為安全施工提供了可靠保障。在絕緣擋板的設(shè)計中加入了可伸縮部分，解決了在周圍設(shè)備復(fù)雜，開關(guān)型號大小不統(tǒng)一時絕緣擋板無法遮蔽的問題。絕緣擋板的使用可簡化施工流程，減少作業(yè)時間，提高了供電可靠性與客戶的滿意度，值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 低壓安全工作規(guī)程， Q/SJGD 1101—2014[S].

[2]低壓電纜線路檢修作業(yè)指導(dǎo)書， Q/SJGDZ 1205—2014[S].

[3]國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(配電部分)[M].北京：中國電力出版社，2014.