一種新型04kV帶負(fù)荷快速插拔跨接線的研制

曾恕程 張杰 張周偉 詹麒麟 唐軼

摘要：0.4kV配電線路不停電作業(yè)已經(jīng)成為保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行和提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要檢修手段。目前在上海市區(qū)電網(wǎng)架空線路中跨接線連接處無(wú)絕緣化措施，低壓帶電作業(yè)中可能存在安全隱患，且螺栓型結(jié)構(gòu)在操作過(guò)程中存在施工不便捷、時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。因此需研發(fā)一種新型0.4kV帶負(fù)荷快速插拔跨接線裝置以提高不停電作業(yè)的安全可靠性和便捷性。

關(guān)鍵詞：0.4kV快速插拔跨接線、不停電作業(yè)、樣品測(cè)試、自鎖結(jié)構(gòu)

1 方案設(shè)計(jì)

1.1材質(zhì)選型

針對(duì)戶外應(yīng)用場(chǎng)景，0.4kV快速插拔接口除了絕緣化和良好的電氣性能須滿足要求，同時(shí)需強(qiáng)度高、材質(zhì)比重小以達(dá)到簡(jiǎn)化操作重量的目的，且其材質(zhì)需易于加工成型。經(jīng)探索，新裝置采用高溫?zé)崴苄圆牧螾BT（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）制作，將具有高耐熱性、吸水率低、較強(qiáng)的抗拉伸強(qiáng)度、耐電弧性和絕緣性能好等特點(diǎn)。

1.2防水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

快速插拔裝置防水結(jié)構(gòu)的合理性直接影響線路安全運(yùn)行的可靠性，在本次設(shè)計(jì)中通過(guò)雙重防水結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。除了內(nèi)部傳統(tǒng)的防水結(jié)構(gòu)外，在插拔頭公頭和母頭的連接處添加了硅膠防水環(huán)，如下圖1中間圓環(huán)部分所示。

1.3自鎖結(jié)構(gòu)研究

根據(jù)戶外特殊的應(yīng)用場(chǎng)景，研發(fā)時(shí)需考慮戶外可能出現(xiàn)的幾種特殊情況導(dǎo)致快速插拔頭意外自動(dòng)分開：

（1）架空線路在惡劣天氣環(huán)境下?lián)u晃或者震動(dòng)

（2）戶外鳥類停留在插拔頭上或會(huì)對(duì)非金屬類物體進(jìn)行啄食

（3）地面沉降等其他因素

設(shè)計(jì)一款帶有自鎖功能且操作方便的插頭結(jié)構(gòu)是未來(lái)長(zhǎng)期安全運(yùn)行的保障。如圖所示，本快速插拔頭為彈簧結(jié)構(gòu)，通過(guò)軸向方向操作金屬圓筒進(jìn)行插拔操作，因此在圓周上設(shè)計(jì)卡槽用以限制其軸向方向的插拔操作，而軸向作用于圓筒上的力又能有效的阻止其圓周上的旋轉(zhuǎn)，能起到相互鎖定的作用，非人為操作不可解鎖，確保了快速插拔頭的安全運(yùn)行。

1.4 整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

本著優(yōu)化快速插拔頭操作的目的，新型的快速插拔頭在整體結(jié)構(gòu)上做了進(jìn)一步簡(jiǎn)化改進(jìn)，減少了零配件數(shù)量。新裝置采用新型彈簧鎖扣結(jié)構(gòu)，操作更簡(jiǎn)便，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。優(yōu)化后的快速插拔頭安裝時(shí)間明顯縮短，零部件的簡(jiǎn)化也避免了相互干涉的機(jī)械故障，降低了卡死的概率，提升了產(chǎn)品的操作次數(shù)和可靠性。

圖3快速插拔頭整體結(jié)構(gòu)

2樣品檢測(cè)

本文針對(duì)加工后的樣品進(jìn)行了多方面的試驗(yàn)，主要包括電氣試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)和壽命試驗(yàn)等。試驗(yàn)結(jié)果表明樣品滿足方案設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。

2.1電氣試驗(yàn)

電氣試驗(yàn)是檢驗(yàn)產(chǎn)品電氣性能最直接的試驗(yàn)方法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境，對(duì)設(shè)計(jì)樣品做的電氣試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)表明0.4kV快速插拔頭電氣性能良好，滿足架空配電線路的應(yīng)用。試驗(yàn)方法包括：

（1）電流試驗(yàn)：采用DC電流給樣品施加600A的電流，試驗(yàn)中及試驗(yàn)后樣品無(wú)異?，F(xiàn)象發(fā)生，樣品正常工作，無(wú)異?，F(xiàn)象。

（2）耐壓試驗(yàn)：對(duì)樣品施加5kV電壓持續(xù)1min，樣品無(wú)擊穿或斷裂現(xiàn)象。

2.2溫升試驗(yàn)

由于快速插拔頭作為導(dǎo)線連接裝置需承受正常及滿負(fù)荷情況下導(dǎo)線的溫度，且溫升不能超過(guò)65oC。因此對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行溫升試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，0.4kV快速插拔頭的溫升滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，可適用于線路正常使用。

2.3淋雨試驗(yàn)及壽命試驗(yàn)

為了確保新裝置的雙重防水結(jié)構(gòu)能達(dá)到預(yù)期效果，通過(guò)淋雨試驗(yàn)來(lái)模擬戶外惡劣天氣下的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)樣品施加10L/min的雨量，通過(guò)不同角度向試樣淋雨，持續(xù)15mins后試樣無(wú)任何進(jìn)水痕跡。結(jié)果表明防水結(jié)構(gòu)合理、牢靠，可適用于戶外淋雨環(huán)境。

考慮插拔頭在線路上的開斷和連接是常規(guī)操作，接觸電阻過(guò)大會(huì)直接影響產(chǎn)品的溫升，因此需考核快速插拔頭的插拔次數(shù)和多次插拔后的接觸電阻。本文通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行插拔操作5000次，試驗(yàn)后樣品無(wú)機(jī)械故障，插拔頭的接觸電阻無(wú)明顯增加。

3結(jié)論

配電架空線路絕緣化是未來(lái)趨勢(shì)，在絕緣化的同時(shí)簡(jiǎn)化操作難度、提高安全性是長(zhǎng)期發(fā)展方向?？焖俨灏谓Y(jié)構(gòu)取代了原有的螺栓連接結(jié)構(gòu)，大幅降低操作難度，提升施工效率。且裝置本身為絕緣材質(zhì)，無(wú)需額外輔助絕緣處理，降低了施工成本。新產(chǎn)品符合電力行業(yè)保障供電可靠性的發(fā)展趨勢(shì)，在供電行業(yè)中盡快推廣應(yīng)用將起顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。