新型繼電保護(hù)電壓試驗(yàn)線接頭的研究

李慶博，徐 光，沈海鋒，周 琤，邱煜捷

（國網(wǎng)上海市電力公司長興供電公司，上海 201913）

0 引 言

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)屏、端子箱以及匯控箱等[1]往往通過接線端子，使其滿足二次回路電纜線轉(zhuǎn)接，并實(shí)現(xiàn)連接。關(guān)于二次設(shè)備，其接線端子誤斷開、誤短接以及誤加入電氣量相關(guān)導(dǎo)致誤動(dòng)事件出現(xiàn)的頻率越來越多[2]。即便二次安全手段可以使誤接線概率降低[3]， 可是因?yàn)樵囼?yàn)方式?jīng)Q定著試驗(yàn)前后一定要拆除以及恢復(fù)連接二次線，特別是關(guān)于電壓試驗(yàn)線裝拆工作，這其中的不安全性仍舊具備[4]。所以，對于繼保校驗(yàn)儀電壓試驗(yàn)線的改進(jìn)，提高工作效率，增加校驗(yàn)的準(zhǔn)確性的工作迫在眉睫[5]。

1 傳統(tǒng)接線問題分析

對數(shù)字化變電站合并單元進(jìn)行調(diào)試[6]、常規(guī)站繼電保護(hù)現(xiàn)場校驗(yàn)交流模擬量接入、功能校驗(yàn)[7]，一般使測試設(shè)備通過試驗(yàn)線接入二次回路。針對現(xiàn)場應(yīng)用頻率比較高的Typ UK5N 以及Typ UDK4 端子與相類似端子[8]，現(xiàn)階段，電壓試驗(yàn)線接入手段與出現(xiàn)的不足有如下內(nèi)容。

方法1：拆除端子排原二次回路接線，夾電纜線芯再接入端子排。需要將電壓端子與電壓空氣開關(guān)回路接線拆下，通過電纜線芯一端接入電壓端子，一端用帶有鱷魚夾的試驗(yàn)線夾住。應(yīng)用鱷魚夾接入有必要拆下原接線，應(yīng)用的時(shí)間較久可能出現(xiàn)誤碰與誤接線的情況[8]。鱷魚夾以及電纜線芯裸露金屬范圍有相互觸碰造成電壓相間短路；配合相應(yīng)的絕緣措施，增加了工作量和工作時(shí)間[9]；在恢復(fù)原回路接線過程中可能出現(xiàn)端子位置接錯(cuò)的誤接線現(xiàn)象；二次線接入接線端子時(shí)，同樣出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象。

方法2：拆除端子排原二次回路接線，采用鱷魚夾接入。需要將保護(hù)裝置與電壓端子回路接線拆下，使用鱷魚夾夾住。該方法本質(zhì)上與方法1 相同，只是減少了做絕緣措施的部分時(shí)間，但誤碰、誤接線等系列問題尚未解決。

方法3：鱷魚夾夾入電壓空氣開關(guān)。為避免拆除端子排除的電壓接線，拉開電壓空氣小開關(guān)，鱷魚夾接入電壓空氣開關(guān)下樁頭。該方法雖然解決了拆線耗時(shí)久的問題，但并沒有從根本上杜絕誤碰、相間短路的隱患[10]。因?yàn)轺{魚夾夾頭較大，所以根本不能完全夾入，與空氣開關(guān)下樁頭螺釘接觸不牢固，有觸碰風(fēng)險(xiǎn)且鱷魚夾易掉落，裸露的金屬部分仍然存在相互觸碰造成短路的問題。

2 新型電壓試驗(yàn)線接頭的研制

為了提高電力檢修水平，需縮短停電時(shí)間，提高檢驗(yàn)的工作效率。經(jīng)思考，電壓型端子上接入試驗(yàn)線時(shí)拆除端子排原回路的方式關(guān)鍵是電壓型端子同試驗(yàn)線的插頭之間存在不匹配，不能同電流端子直接插至試驗(yàn)線；第三種接線方式雖避免拆線，縮短了試驗(yàn)時(shí)間，但仍存在接觸不牢固易掉落等問題。因此，只需要在第三種方式的基礎(chǔ)上，制作一個(gè)新型接頭解決電壓型端子與空氣開關(guān)下樁頭接觸問題，就能大幅簡化接線流程。設(shè)計(jì)出一種新型接頭，如圖1 所示。

新型試驗(yàn)接頭一端內(nèi)部，沿著長度方向內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線，導(dǎo)線前端設(shè)置有可伸縮的導(dǎo)電觸頭，內(nèi)部有彈簧，在導(dǎo)電觸頭周圍有強(qiáng)力磁鐵，導(dǎo)電頂針的后端中存在導(dǎo)電嵌套。新型接頭可插入電壓空氣開關(guān)下樁頭，導(dǎo)電觸頭接觸下樁頭螺釘，試驗(yàn)時(shí)電壓試驗(yàn)線能夠插至導(dǎo)電套管。這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)完美滿足試驗(yàn)儀、試驗(yàn)線以及接線端子和待測設(shè)備之間的導(dǎo)通。

圖1 新型電壓試驗(yàn)線接頭接入空氣開關(guān)狀態(tài)示意圖

3 新型繼電保護(hù)電壓試驗(yàn)線接頭的特點(diǎn)

新型電壓試驗(yàn)線接頭具有牢固、安全、快速接入等特點(diǎn)。（1）外層采用復(fù)合絕緣材料，絕緣性能好，接線安全性更高，不存在裸露帶電部位暴露，避免了相間短路；（2）不需要拆除原有接線，而是利用接頭內(nèi)強(qiáng)力磁鐵的磁力與彈簧的彈力形成相互作用，穩(wěn)固鏈接，使在實(shí)際作業(yè)時(shí)存在的誤碰以及誤接線的概率降低；（3）即插即用，應(yīng)用過程更加便捷，作業(yè)時(shí)拆接線時(shí)長縮短，接線不可靠導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤情況減少，避免了重復(fù)試驗(yàn)。

4 新型繼電保護(hù)電壓試驗(yàn)線接頭功能測試和應(yīng)用

4.1 試驗(yàn)線接頭功能測試試驗(yàn)

繼電保護(hù)電壓試驗(yàn)線接頭制作需要滿足繼電保護(hù)接線規(guī)范，其試驗(yàn)線接頭具備的承載水平需要符合試驗(yàn)電壓以及電流相關(guān)要求。因此，展開關(guān)于試驗(yàn)線接頭的功能測試，保證測試實(shí)際環(huán)境具體如下[7]。（1）工作條件：其承受輸入電壓是50 ～115 V，而承受輸入電流是0.1 ～10 A。（2）環(huán)境條件：溫度處于0 ～60 ℃，而濕度≤90%。

具體的檢測方法基于DL/T 1476—2015《電力安全工具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[7]。

關(guān)于電壓試驗(yàn)線接頭外觀的系列檢查。對接頭外觀是否完好與密封進(jìn)行檢查，需要保證接頭位置澆注無拼接、無裂紋。關(guān)于試驗(yàn)線接接頭導(dǎo)通試驗(yàn)。抽取50 枚接頭，展開關(guān)于試驗(yàn)線施加可承受范圍內(nèi)電壓，對試驗(yàn)線接頭導(dǎo)通性進(jìn)行測量。同時(shí)，通過萬用表，對試驗(yàn)線接接頭電阻進(jìn)行不大于1 Ω 測試[10]。關(guān)于試驗(yàn)線接頭絕緣套管應(yīng)具備的絕緣電阻測試。通過絕緣電阻表500 V 檔對外套管絕緣狀態(tài)進(jìn)行測試。這些實(shí)際測試內(nèi)容與相關(guān)結(jié)果具體如下。（1）外觀檢查：主要包括外觀完好，無損壞情況，接頭位置模具整體澆注，不存在裂紋，檢查合格。（2）導(dǎo)通實(shí)驗(yàn)：抽取50 枚接頭，對每枚接頭導(dǎo)通程度進(jìn)行測量，對試驗(yàn)線接頭電阻展開測量，其接頭電阻≤1 Ω，則意味檢查合格。（3）絕 緣性測量：抽取50 枚試驗(yàn)線接頭，對套管絕緣性能是與否符合要求進(jìn)行測量，檢查合格。通過最終結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，繼電保護(hù)試驗(yàn)線接頭均符合。

4.2 試驗(yàn)線接頭應(yīng)用分析

本電壓試驗(yàn)線接頭已在國網(wǎng)上海市電力公司長興供電公司變電（配電）二次運(yùn)檢班，模擬校驗(yàn)以及日常繼電保護(hù)調(diào)試和整定時(shí)使用。通過改進(jìn)后的電壓試驗(yàn)線接頭，只需要插入接頭、連接電壓空氣開關(guān)，就能夠?qū)崿F(xiàn)電壓試驗(yàn)線接入，使繼電保護(hù)定期校檢和消除缺陷等過程中的接線時(shí)間縮短。由于省略了拆除和恢復(fù)兩大步驟，也有效地避免了誤碰、誤接線、穩(wěn)定性不高等現(xiàn)象，同時(shí)省去了兩個(gè)接線環(huán)節(jié)的時(shí)間，大大提高了工作的效率。

5 結(jié) 論

利用研制的電壓試驗(yàn)接線接頭，簡化試驗(yàn)接線流程，減少繼電保護(hù)校驗(yàn)時(shí)間，提高了工作效率，同時(shí)進(jìn)一步深化和推進(jìn)了現(xiàn)場檢修試驗(yàn)設(shè)備的安全，解決了傳統(tǒng)檢驗(yàn)工作方式下電壓試驗(yàn)線接線效率低、風(fēng)險(xiǎn)高的問題。研制的電壓試驗(yàn)接線接頭制作工藝簡單，基礎(chǔ)成本低，應(yīng)用廣泛，具有可預(yù)見的低安全風(fēng)險(xiǎn)和高經(jīng)濟(jì)效益，具有良好的推廣前景。