10kV可帶電裝拆避雷器護(hù)套的研發(fā)與應(yīng)用

梁文波 郭曉鵬

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

1 前言

目前，造成10 kV配網(wǎng)造故障停電，較為常見(jiàn)的是小動(dòng)物及自然災(zāi)害等異物搭接導(dǎo)致的。

近年來(lái)，蓮洲地區(qū)由于小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位，造成故障跳閘問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，現(xiàn)統(tǒng)計(jì)2016年至2018年因小動(dòng)物造成故障跳閘次數(shù)：2016年8次，2017年6次，2018年5次。根據(jù)近三年的故障月份分布情況，得出蓮洲地區(qū)下半年因小動(dòng)物造成故障比較多,根據(jù)地理環(huán)境及季節(jié)特性，需要重點(diǎn)關(guān)注小動(dòng)物工作。針對(duì)上述小動(dòng)物引起的故障次數(shù),為做好防小動(dòng)物工作，對(duì)不同小動(dòng)物進(jìn)行分類，引起故障的小動(dòng)物種類占比為鳥(niǎo)類27%,老鼠47%。

水產(chǎn)養(yǎng)殖戶為提高經(jīng)濟(jì)效益，逐步轉(zhuǎn)向高密度優(yōu)質(zhì)養(yǎng)殖，對(duì)增氧設(shè)備的依賴程度不斷加深。由于斗門(mén)地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖戶眾多且因自身地理?xiàng)l件小動(dòng)物眾多，供電所轄區(qū)內(nèi)小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障情況時(shí)有發(fā)生，且若需新裝或更換避雷器護(hù)套也將增加停電時(shí)間，若長(zhǎng)時(shí)間停電，魚(yú)塘增氧機(jī)無(wú)法運(yùn)作，會(huì)造成魚(yú)塘內(nèi)魚(yú)蝦大面積死亡。近年來(lái)，斗門(mén)局由于故障停電收到的水產(chǎn)養(yǎng)殖用戶投訴工單，嚴(yán)重影響了供電企業(yè)的客戶滿意度和社會(huì)形象，降低水產(chǎn)養(yǎng)殖戶用電風(fēng)險(xiǎn)的必要性正逐步顯現(xiàn)。

實(shí)際案例：2017年7月13日，蓮洲所接報(bào)10kV某線路過(guò)流跳閘，重合成功。運(yùn)維人員立即對(duì)該線路進(jìn)行故障巡視，發(fā)現(xiàn)10kV某線路某配變高壓側(cè)跌落式熔斷器兩相引下線短路燒斷故障，造成某配變低壓水產(chǎn)用戶停電。因該配變高壓側(cè)避雷器在戶外,避雷器相間距離只有30cm多，且避雷器沒(méi)有裝設(shè)絕緣護(hù)套，容易遭到小動(dòng)物，樹(shù)木，飄浮物件觸碰到兩相，引起相間短路，造成設(shè)備故障。該配變下方發(fā)現(xiàn)有兩只小鳥(niǎo)尸體,并有電弧燒傷特征，推斷由于兩只鳥(niǎo)分別站在避雷器接線柱上的兩相，隨后兩只鳥(niǎo)在觸碰過(guò)程中導(dǎo)致兩相相間短路,并造成該配變高壓側(cè)引下線燒斷,跌落式熔斷器燒毀，配變變壓器燒毀。另外，由于線路長(zhǎng)期裸露在室外環(huán)境中，容易受到大風(fēng)及暴雨等惡劣天氣的影響。大風(fēng)和大雨可能會(huì)造成斷桿和倒桿，并且降低電氣設(shè)備的絕緣，最終導(dǎo)致線路短路事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

2 研制與分析

2.1 問(wèn)題關(guān)鍵點(diǎn)

針對(duì)以上因素，避雷器護(hù)套可有效杜絕小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障，主要問(wèn)題有:1)傳統(tǒng)避雷器護(hù)套的安裝需要配合臺(tái)變或線路進(jìn)行停電，加上安裝護(hù)套過(guò)程較為繁瑣，工作效率低且存在安全隱患。2)安裝傳統(tǒng)避雷器護(hù)套,遮擋巡視人員巡視視野，進(jìn)行故障巡視時(shí)，不易于查找故障點(diǎn)，造成供電所轄區(qū)內(nèi)安裝避雷器護(hù)套工程進(jìn)度緩慢。綜上所述，小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障問(wèn)題一直未得到解決。

2.2 研究思路

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，決定研究一種10kV新型避雷器護(hù)套，實(shí)現(xiàn)不停電拆裝避雷器護(hù)套,同時(shí)實(shí)現(xiàn)在巡視工作時(shí)有利于發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，同時(shí)在新裝或更換避雷器護(hù)套時(shí)也能實(shí)現(xiàn)不停電作業(yè),提高供電可靠性。具體措施如下。

(1)體積小 針對(duì)巡視人員反應(yīng)的安裝護(hù)套造成視野的遮蔽，在保障絕緣效的基礎(chǔ)上，新型避雷器護(hù)套相比于傳統(tǒng)避雷器護(hù)套體積減少約30%，減少造成避雷器本體視野的遮蔽，巡視時(shí)有利于發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。

(2)技術(shù)原理 在原有10kV避雷器護(hù)套上加工成可采用改裝絕緣操作棒操作的結(jié)構(gòu)，同時(shí)在避雷器護(hù)套的開(kāi)口部分設(shè)計(jì)成容易套入避雷器的結(jié)構(gòu)，并且其柔韌度適用于各種環(huán)境下的避雷器，包括考慮引下線與避雷器角度大于90°的情況，使其在便于操作的同時(shí)，也確保了其安裝的牢固性，這樣可以實(shí)現(xiàn)帶電裝拆避雷器護(hù)套，提高供電可靠性和工作效率。

2.3 配方設(shè)計(jì)

避雷器安全護(hù)罩采用耐高壓硅橡膠絕緣材料制成，利用特制絕緣防護(hù)桿，適用于各種配電避雷器的安全防護(hù)，防止小動(dòng)物，自然災(zāi)害等異物搭接導(dǎo)致10 kV配網(wǎng)造故障停電危害，能有效的防止各類裸露接頭由于種種原因(濕閃、污閃、鹽霧化學(xué)氣體腐蝕、人為接觸、小動(dòng)物或雜物搭線、偷電等)引起的相間短路或接地所造成的停電，損壞電力設(shè)備及觸電等事故發(fā)生，從而確保了電力設(shè)備安全運(yùn)行。避雷器安全護(hù)罩采用抗老化性強(qiáng)的高分子材料和硅橡膠制成，產(chǎn)品具有韌性好，疏水性強(qiáng)，抗紫外線，適用于避雷器接線端頭絕緣安全護(hù)具，能有效地防止裸露在外的接線端頭，以及各種原因造成損壞電力設(shè)施和觸電傷亡事故的發(fā)生。

硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個(gè)有機(jī)基團(tuán)的橡膠，普通的硅橡膠主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節(jié)組成，苯基的引入可提高硅橡膠的耐高、低溫性能，硅橡膠耐低溫性能良好，一般在-55℃下仍能工作，硅橡膠的耐熱性能也很突出，在180℃下可長(zhǎng)期工作，稍高于200℃也能承受數(shù)周或更長(zhǎng)時(shí)間仍有彈性，瞬時(shí)可耐300℃以上的高溫。此外，硅橡膠還具有憎水性及憎水性遷移性能。

2.4 主要的生產(chǎn)流程

硅橡膠合金共混→交聯(lián)成型→修邊→檢測(cè)→包裝→產(chǎn)品。產(chǎn)品圖見(jiàn)圖1。

圖1 產(chǎn)品圖

2.5 避雷器

避雷器是用于保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊時(shí)高瞬態(tài)過(guò)電壓危害，并限制續(xù)流時(shí)間，也常限制續(xù)流賦值的一種電器。避雷器有時(shí)也稱為過(guò)電壓保護(hù)器，過(guò)電壓限制器。避雷器用于保護(hù)交流輸變電設(shè)備的絕緣，免受雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓損害。適用于變壓器、輸電線路、配電屏、開(kāi)關(guān)柜、電力計(jì)量箱、真空開(kāi)關(guān)、并聯(lián)補(bǔ)償電容器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及半導(dǎo)體器件等過(guò)電壓保護(hù)(見(jiàn)產(chǎn)品圖2)。

圖2 避雷器

2.6 絕緣桿

絕緣桿是一種專用于電力系統(tǒng)內(nèi)的絕緣工具組成的統(tǒng)一稱呼，可以被用于帶電作業(yè)，帶電檢修以及帶電維護(hù)作業(yè)器具；一般采用玻璃鋼環(huán)氧樹(shù)脂桿手工卷制成型桿和機(jī)械拉擠成型桿2種，手工卷制桿的優(yōu)點(diǎn)是張性大，但是縱向強(qiáng)度相對(duì)機(jī)制拉擠成型桿??；驗(yàn)電器機(jī)制拉擠成型桿的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度大，但是橫向張性相對(duì)手工卷制桿要小些(見(jiàn)產(chǎn)品圖3)。

圖3 絕緣桿

2.7 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

新型避雷器護(hù)套加工成能使用改裝絕緣操作棒進(jìn)行固定,同時(shí)實(shí)現(xiàn)方便快捷更換的功能，其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于：(1)新型避雷器護(hù)套上有倆個(gè)可供操作棒固定的孔，可供改裝絕緣操作棒插入并固定。(2)在開(kāi)口部分采用V字型的結(jié)構(gòu)，使其在采用操作桿進(jìn)行安裝時(shí)能夠快速貼合，固定到避雷器上，并達(dá)到安裝牢固的效果。

該避雷器護(hù)套通過(guò)采用加工后的絕緣操作桿進(jìn)行操作，可實(shí)現(xiàn)不停電更換避雷器護(hù)套，既提高了工作效率，又提高了供電可靠性，同時(shí)在故障巡視時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)不停電對(duì)避雷器進(jìn)行故障排查，可廣泛應(yīng)用于各供電所及班組中。

3 結(jié)論與效果

3.1 應(yīng)用效果

為檢測(cè)安裝新型避雷器護(hù)套是否可以有效杜絕小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障問(wèn)題，對(duì)比同期內(nèi)2018年1-6月未安裝發(fā)生7次，2019年1-6月安裝后因小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障0次數(shù)。

通過(guò)對(duì)比同期內(nèi)2018年1-6月與2019年1-6月因小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障次數(shù)，安裝新型避雷器護(hù)套后可有效杜絕由于小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障問(wèn)題(見(jiàn)圖4，圖5)。

圖4 新型避雷器護(hù)套及安裝圖

圖5

3.2 應(yīng)用成效及前景

(1)經(jīng)濟(jì)性 該護(hù)套由供電所配合區(qū)局自主研發(fā),安裝一組護(hù)套僅需材料費(fèi)。未安裝避雷器護(hù)套時(shí),若發(fā)生小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘，應(yīng)對(duì)故障臺(tái)區(qū)隔離,委托有資質(zhì)的施工單位勘察現(xiàn)場(chǎng),辦理許可手續(xù),需更換跌落式熔斷器，甚至更換變壓器，到開(kāi)始送電,這個(gè)過(guò)程一般需要2h。若為夜間，長(zhǎng)時(shí)間工作，施工人員容易疲憊，且夜間視線較差，安全隱患更多，搶修風(fēng)險(xiǎn)大。安裝新型避雷器護(hù)套操作過(guò)程僅需2min，大大節(jié)省人工操作時(shí)間，按供電所平均臺(tái)架數(shù)量需要安裝避雷器護(hù)套500個(gè)，可節(jié)約時(shí)間500×2=1000h，按40元/h人工費(fèi)，可節(jié)省40×1000=40000元。

(2)普遍適用性 該護(hù)套適用于廣東地區(qū)戶外臺(tái)區(qū)及柱上開(kāi)關(guān)，為保證新型避雷器護(hù)套在絕緣性等方面的性能，針對(duì)體積電阻率、擊穿電壓、相對(duì)介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)等四個(gè)方面按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行試驗(yàn)以證明其可靠絕緣性能。

(3)抗風(fēng)性能測(cè)試 針對(duì)珠三角地區(qū)臺(tái)風(fēng)自然災(zāi)害頻繁等情況，為做好抗風(fēng)工作，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，對(duì)避雷器護(hù)套安裝后進(jìn)行抗風(fēng)性能試驗(yàn)。通過(guò)運(yùn)用氣槍配合風(fēng)速計(jì)，從多角度風(fēng)向進(jìn)行試驗(yàn)，新型避雷器護(hù)套不脫落和變形。

4 結(jié) 語(yǔ)

新型避雷器護(hù)套的研制是為減少客戶停電時(shí)間，特別是保障區(qū)內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖戶的利益，全面推進(jìn)配網(wǎng)故障快速?gòu)?fù)電工作機(jī)制采取的一項(xiàng)創(chuàng)新型舉措。本文針對(duì)小動(dòng)物觸碰臺(tái)架避雷器裸露部位造成跳閘故障問(wèn)題，自主研發(fā)新型避雷器護(hù)套，減少了故障跳閘率并實(shí)現(xiàn)帶電更換避雷器護(hù)套，進(jìn)而減少水產(chǎn)養(yǎng)殖用戶與供電部門(mén)由于故障停電帶來(lái)的矛盾糾紛，進(jìn)一步提升用戶滿意度和企業(yè)的社會(huì)形象。