變電站地電位帶電處理接頭發(fā)熱裝置的研制及應(yīng)用

摘? 要：目前基于隔離開關(guān)、引流板及引線接頭等變電高壓設(shè)備接頭發(fā)熱缺陷研制了不同的地電位帶電作業(yè)消缺裝置，每套裝置是針對單一設(shè)備單一缺陷設(shè)計(jì)的，在現(xiàn)場應(yīng)用不夠靈活，尤其是緊急搶修等特殊環(huán)境，不能很好滿足設(shè)備消缺需求。針對此問題研制一款地電位帶電處理35～220kV變電站高壓設(shè)備接頭發(fā)熱的裝置，作業(yè)人員在地面利用該裝置就能夠安全快速的處理發(fā)熱缺陷，實(shí)現(xiàn)帶電緊固螺栓、帶電除銹和帶電進(jìn)行短接分流功能。

關(guān)鍵詞：變電高壓設(shè)備;接頭發(fā)熱;地電位;帶電處理

中圖分類號(hào)：TM63? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）21-0103-03

Abstract： At present， different devices for eliminating defects in ground potential live work are developed based on the heating defects of connectors of substation high voltage equipment， such as isolation switch， drainage plate and lead connector. Each device is designed for a single defect of a single equipment， and its application in the field is not flexible enough. Especially in the special environment such as emergency repair， it can not well meet the needs of equipment elimination. In order to solve this problem， a device for dealing with heating of joints of high voltage equipment in 35～220kV substation with ground potential is developed. Operators can safely and quickly deal with heating defects on the ground by using this device， and realize the functions of live fastening bolts， live rust removal and live short connection and shunt.

Keywords： substation high voltage equipment; joint heating; ground potential; live treatment

引言

變電站高壓設(shè)備由于長期運(yùn)行以及大氣污染、大負(fù)荷、大電流等因素的作用，接頭表面氧化會(huì)越來越嚴(yán)重，在高溫、高負(fù)荷時(shí)期，隔離開關(guān)觸指接觸處、線夾與導(dǎo)線的螺栓固定接觸處出現(xiàn)異常過熱現(xiàn)象[1]，從而引起重大事故，直接威脅電力安全生產(chǎn)，并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。目前，電力公司大多采取常規(guī)停電檢修的方法來處理異常發(fā)熱[2]，然而緊急停電進(jìn)行處理，既損失了電量，有時(shí)復(fù)雜的倒閘操作還會(huì)引起新的事故，又影響電網(wǎng)供電可靠性，對此，考慮用安全、高效的地電位帶電作業(yè)的方法處理變電高壓設(shè)備接頭發(fā)熱問題。

由文獻(xiàn)[1-6]可知，現(xiàn)有地電位帶電處理變電高壓設(shè)備接頭發(fā)熱工器具主要有3套：（1）隔離開關(guān)發(fā)熱缺陷的帶電檢修工器具;（2）地電位帶電拆接變電站引線接頭裝置;（3）地電位帶電搭接短路分流線裝置。本質(zhì)上這3套裝置依次實(shí)現(xiàn)了三種功能：帶電打磨接觸面，帶電拆接接頭，帶電搭接短路線。對這3套裝置進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)它們雖然有共同通用的部件，但是由于沒有駁接工具，專用工具不能共用通用的部件。單一功能的裝置不能滿足設(shè)備消缺需求，現(xiàn)場應(yīng)用不夠靈活，不能多種方式處理發(fā)熱缺陷。因此針對此問題研制一款地電位帶電處理35～220kV變電站高壓設(shè)備接頭發(fā)熱的裝置，作業(yè)人員在地面利用該裝置就能夠安全快速的處理發(fā)熱缺陷，滿足帶電緊固螺栓、帶電除銹和帶電進(jìn)行短接分流三個(gè)功能。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 功能要求

整合現(xiàn)有變電站地電位帶電處理接頭發(fā)熱裝置，對于變電站設(shè)備消缺具有重要實(shí)用性，同時(shí)也有利于帶電作業(yè)在變電站設(shè)備消缺中的推廣應(yīng)用，研制的變電站地電位帶電處理接頭發(fā)熱裝置應(yīng)該具備以下特征：

（1）具備帶電打磨接觸面、帶電搭接短路分流線和帶電拆接引線接頭三種功能，減少工器具數(shù)量。

（2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用輕質(zhì)絕緣材料，減輕工器具質(zhì)量，提升現(xiàn)場開展的便利性。

（3）地面實(shí)時(shí)觀測帶電作業(yè)過程效果，減少誤操作，提高工作效率。

1.2 結(jié)構(gòu)原理

裝置總體設(shè)計(jì)思路為“1+N”，即1套通用工具可匹配N套專用工具，考慮工器具的可拆卸性，通用工具和專用工具之間需要有駁接工具，因此該裝置由通用工具、專用作業(yè)工具和駁接工具組成。通用工具與專用作業(yè)工具是可拆卸的，不同的帶電作業(yè)項(xiàng)目通過選用相應(yīng)的接頭駁接在通用工具上，完成不同的帶電作業(yè)項(xiàng)目。通用工具主要包括絕緣操作桿、傳動(dòng)桿、動(dòng)力部件以及監(jiān)控部件，專業(yè)工具主要包括帶電打磨鋼絲刷、帶電拆接接頭部件和搭接短路分流線部件;駁接工具主要包括專用接頭。各模塊間均獨(dú)立，可拆卸組裝。

該裝置總體方案如圖1所示，專用人員在地面啟動(dòng)電動(dòng)扳手，驅(qū)動(dòng)主絕緣傳動(dòng)桿內(nèi)的絕緣主軸轉(zhuǎn)動(dòng)使頂端的專用工具高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)接入鋼絲清掃刷可以清除隔離開關(guān)觸頭的氧化層，接入扳手套筒可以緊固和拆解引線接頭，接入短路分流線可以分流引線接頭的電流而緩解發(fā)熱缺陷，為了減少誤操作，頂端還預(yù)留了加裝微型攝像頭的位置，將作業(yè)實(shí)時(shí)畫面通過手機(jī)或平板展現(xiàn)在地面人員眼前，提高工作效率。

2 材料的選用

2.1 通用工具

2.1.1 絕緣部分

通用工具的主絕緣部分主要是絕緣操作桿和絕緣輔助桿組成，絕緣操作桿由內(nèi)層實(shí)心絕緣主軸和外層空心絕緣管組成。為保證帶電作業(yè)的安全，絕緣主軸和空心絕緣管都必須具備優(yōu)良的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度。絕緣主軸選用絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的樹脂增強(qiáng)型玻璃纖維引拔棒，空心絕緣管選用環(huán)氧玻璃布纏繞憎水性絕緣管[5]。絕緣操作桿單節(jié)3m長，多節(jié)組合，接駁頭采用合金制成，滿足不同電壓等級的操作要求。

2.1.2 動(dòng)力部分

動(dòng)力部分主要是電動(dòng)扳手。在絕緣操作桿外桿表面預(yù)留電動(dòng)扳手接口，電動(dòng)扳手通過傳動(dòng)內(nèi)桿，帶動(dòng)操作桿頂端專用工具的轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.1.3 監(jiān)控部分

包括微型攝像機(jī)及支架部分，采用無線接收視頻裝置，通過軟件與手機(jī)或平板電腦互聯(lián)，通過微型攝像頭將作業(yè)畫面實(shí)時(shí)通過手機(jī)展現(xiàn)在作業(yè)人員眼前，確保作業(yè)效果，提高工作效率。

2.2 專用工具

2.2.1 帶電打磨工具

帶電打磨工具清除表面氧化物，選用容易轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形長條鋼絲刷作為打磨工具，通過可調(diào)節(jié)方向接頭可以實(shí)現(xiàn)全方位的打磨。如圖2所示。

2.2.2 帶電拆接引線接工具

帶電拆接引線接專用工具主要是不同型號(hào)的螺母套筒，匹配各種規(guī)格的螺母的套筒并裝有固定螺絲，防止取出套筒瞬間套筒脫落。

2.2.3 帶電搭接短路分流線工具

該專用設(shè)備主要由引流線夾、短接引流線、打磨鋼絲刷組成，根據(jù)文獻(xiàn)[6]，選用銅材制作的螺旋壓緊式線夾，更改其接口，匹配操作桿接頭。短路引流線選用截面積300mm2多股軟銅線，并外覆柔軟、耐高溫的保護(hù)層，通過壓接銅質(zhì)接線鼻與線夾連接。

2.2.4駁接工具

駁接工具主要由可調(diào)角度的接頭、操作桿接頭、插口接頭組成。選用重量輕、硬度高的鋁合金材質(zhì)制作接頭。為了全方位打磨和拆接引線接頭設(shè)計(jì)出自拆式接頭和可調(diào)節(jié)方向的接頭，如圖4所示。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行組裝工具，在投入使用前，根據(jù)有關(guān)規(guī)程的要求，對新工具進(jìn)行了相關(guān)電氣和機(jī)械試驗(yàn)，工具通過了全部試驗(yàn)，為驗(yàn)證工具效果，在某變電站進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用，如圖5-7所示，應(yīng)用結(jié)果表明，該款工器具能夠滿足多種消缺作業(yè)需求，同時(shí)降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

經(jīng)過分析、設(shè)計(jì)、制作、現(xiàn)場使用驗(yàn)證，本套裝置完成帶電拆接引線接頭裝置作業(yè)、帶電搭接短路線作業(yè)和帶電打磨接觸面作業(yè)三種作業(yè)，快速安全處理變電高壓設(shè)備接頭發(fā)熱缺陷，減少了檢修時(shí)間，降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，保證供電可靠性。變電站地電位帶電處理接頭發(fā)熱裝置是一款可靠、實(shí)用的地電位帶電作業(yè)工具，具有組裝方便、操作靈活，拓展性強(qiáng)的特點(diǎn)，以后的實(shí)踐中進(jìn)一步拓展專業(yè)工具，滿足多種消缺作業(yè)需求。

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