用于接地電阻檢測(cè)快速布線裝置的設(shè)計(jì)研究

余 棟，蔡嘉煒，林肖斐，鄭 真，鄭建華

（國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福建 福州 350000）

接地電阻是變電站接地系統(tǒng)性能檢測(cè)的重要指標(biāo)，測(cè)試過程中可根據(jù)測(cè)試引線長(zhǎng)度選擇對(duì)應(yīng)技術(shù)方案。福川供電公司在地區(qū)變電站接地電阻長(zhǎng)距測(cè)試中主要采用0.618法，即按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)需要將接地電阻測(cè)試儀所引出的電流線拉至遠(yuǎn)離變電站對(duì)角線3～5倍距離處，所拉設(shè)的電壓線距離則為電流線的0.618倍。上述操作中電流線、電壓線布線裝置如圖1所示。

圖1 現(xiàn)有的電流線、電壓線布線裝置

上述裝置用于變電站接地電阻測(cè)試時(shí)，受變電站所處位置的影響，電流、電壓線在拉線布置、盤線回收的過程中需要6 人以上互相配合。且操作過程中要人工攜帶工具、肉眼定位、人力拖動(dòng)線盤等，易出現(xiàn)工具丟失、定位不準(zhǔn)等問題，一定程度上影響了變電站接地電阻測(cè)試的作業(yè)效率和準(zhǔn)確性，亟待調(diào)整和優(yōu)化。

1 設(shè)計(jì)思路及方案

1.1 設(shè)計(jì)要求

準(zhǔn)確性。變電站接地電阻測(cè)試過程中常采用直線法或30°夾角法，利用現(xiàn)有裝置測(cè)試時(shí)裝設(shè)電壓、電流極與變電站間的位置關(guān)系往往不得而知，很容易造成試驗(yàn)不規(guī)范及結(jié)果不準(zhǔn)確。本裝置設(shè)計(jì)過程中應(yīng)利用智能定位裝置，精確測(cè)得所設(shè)電流極、電壓極和變電站之間的位置關(guān)系，從而明確測(cè)試結(jié)果可靠性與否。

便捷性。傳統(tǒng)裝置測(cè)試布線、盤線回收須6 人以上相互配合，其操作中除要布置千米以上的電流線、電壓線外，還須攜帶1～6根鐵樁（具體數(shù)量因站而設(shè)）等工器具，作為電流極和電壓極插入土壤20 cm 以上，操作復(fù)雜、工器具負(fù)荷重。本裝置設(shè)計(jì)過程中應(yīng)利用運(yùn)載裝置減小試驗(yàn)人員收拉線過程中負(fù)重前行工作的負(fù)擔(dān)，同時(shí)輕便布線、收線，從而極大提高工作效率。

經(jīng)濟(jì)性。線盤、鐵樁、鐵錘和緊固工具（扳手、螺絲刀）等在路途遙遠(yuǎn)的布線、收線過程中易丟失，造成公司財(cái)產(chǎn)損失。本裝置設(shè)計(jì)過程中應(yīng)增加置物裝置，用于工器具便捷存儲(chǔ)。

1.2 設(shè)計(jì)方案

為達(dá)到上述要求，福州供電公司研發(fā)一輛電流（電壓）線快速布線、收線的電動(dòng)車，用于變電站接地電阻測(cè)試。本裝置主要包括電動(dòng)車主體、放/收線機(jī)、定位檢測(cè)系統(tǒng)、置物架4部分，如圖2所示。

圖2 裝置整體結(jié)構(gòu)

電動(dòng)車主體。仿照市場(chǎng)上的電動(dòng)車規(guī)格，不可載人，由4 塊電池供電；后輪可輕便拆卸、組裝，改變方向。

放/收線機(jī)。外側(cè)設(shè)置擋板，用于固定放/收線機(jī)線盤和排線機(jī)構(gòu)；線盤上安裝搖把，用于手動(dòng)放/收線；線盤與擋板連接處安裝電機(jī)，用于自動(dòng)放/收線；排線機(jī)構(gòu)為雙層滾輪，可在放/收線過程中同時(shí)整線；放/收線機(jī)四角均設(shè)置萬向輪，可按放/收線情況調(diào)整布線角度。

定位檢測(cè)系統(tǒng)。選用某科技公司生產(chǎn)的無線雷達(dá)定位檢測(cè)裝置，由高精度雷達(dá)傳感器與高性能天線用于測(cè)試定位，DSP模塊進(jìn)行測(cè)試信號(hào)調(diào)試、運(yùn)算和處理，共包括2臺(tái)終端機(jī)和1臺(tái)主機(jī)，如圖3所示。

圖3 無線雷達(dá)定位監(jiān)測(cè)主機(jī)及終端機(jī)

上述裝置可同時(shí)滿足三點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線通信與各終端聯(lián)合運(yùn)算后共享結(jié)果值，并實(shí)時(shí)顯示，其參數(shù)如下。

表1 無線雷達(dá)定位檢測(cè)裝置規(guī)格參數(shù)

置物架。車身加裝鐵樁、鐵錘、扳手、手套等工器具置物架，減輕了人工攜帶負(fù)荷。同時(shí)，可通過卡槽固定，避免了工器具丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 實(shí)施例

本文設(shè)計(jì)的一種實(shí)現(xiàn)快速布線的變電站接地電阻測(cè)試用電動(dòng)車，放/收線機(jī)安裝在電動(dòng)車后架上；定位檢測(cè)系統(tǒng)與車頭顯示屏連接；置物架安裝在車身主體上；放/收線盤在后車輪自動(dòng)收線結(jié)構(gòu)上。

使用過程中1 人駕駛該電動(dòng)車前行自動(dòng)放/收線即可。駕駛?cè)藛T按照既定路線行駛時(shí)須觀察無線雷達(dá)定位檢測(cè)系統(tǒng)中的電流極、電壓極和變電站間的位置數(shù)據(jù)；放/收線過程中駕駛員依照安全性和規(guī)范性要求、變電站地形、拉線位置等駕駛電動(dòng)車行進(jìn)和轉(zhuǎn)向即可，并在指定位置固定電流極和電壓極。

同時(shí)，在試驗(yàn)過程中還須配合變電站內(nèi)使用接地電阻測(cè)試儀的2 人，在三點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線通信并與各終端聯(lián)合運(yùn)算，得到準(zhǔn)確、可靠的電流極、電壓極和變電站間的位置數(shù)據(jù)，計(jì)算放/收線的位置關(guān)系，直至找到適合本次變電站接地電阻測(cè)試的布線終點(diǎn)，開始進(jìn)行變電站接地電阻測(cè)試。

2 該變電站接地電阻測(cè)試用電動(dòng)車的優(yōu)點(diǎn)

2.1 創(chuàng)新點(diǎn)

與現(xiàn)有的電流線、電壓線布線裝置相比，本次設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)快速布線的變電站接地電阻測(cè)試用電動(dòng)車具有2 個(gè)創(chuàng)新之處，即：設(shè)計(jì)過程中將線盤繞在后輪自動(dòng)收線機(jī)構(gòu)上，利用電動(dòng)車前進(jìn)過程中的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，完成自動(dòng)布線、收線工作，減少了人工收/放線的難度，提升了操作的便捷性。

設(shè)計(jì)過程中自主研發(fā)的定位計(jì)算系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)測(cè)算布設(shè)的電流極、電壓極和變電站三者間的位置關(guān)系，并實(shí)時(shí)給出位置調(diào)整意見，從而符合國(guó)標(biāo)中的試驗(yàn)規(guī)程要求，提升了測(cè)試的可靠性。

2.2 實(shí)用性

本次設(shè)計(jì)的一種實(shí)現(xiàn)快速布線的變電站接地電阻測(cè)試用電動(dòng)車，可在三點(diǎn)測(cè)量基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)計(jì)算電流極、電壓極和變電站之間的位置關(guān)系，從而準(zhǔn)確定位最終布線點(diǎn)，從根本上提升了變電站接地電阻測(cè)試的可靠性和準(zhǔn)確性。

此外，該裝置僅用2人操作實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電流線、電壓線的快速收/放線，工作時(shí)間縮短了1/3 左右。同時(shí)，使用電動(dòng)車存運(yùn)工器具，既減少了人力成本，也降低了工器具丟失造成的經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)用價(jià)值較高，如表2所示。

表2 現(xiàn)有方法和研發(fā)改進(jìn)后裝置比對(duì)

3 結(jié)束語

可實(shí)現(xiàn)快速布線的變電站接地電阻測(cè)試用電動(dòng)車中的放/收線機(jī)設(shè)計(jì)和無線雷達(dá)定位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置，從根本上保障了三點(diǎn)位置關(guān)系的準(zhǔn)確測(cè)定和電壓線、電流線地安全便捷放線。上述裝置投入使用后，能夠大幅度提高變電站接地電阻測(cè)試的工作效率，減少放/收線及工器具管理中的人力成本。同時(shí)，還能夠改善變電站接地電阻操作的規(guī)范性和測(cè)試結(jié)果的可靠性，具有較高的研究意義和實(shí)用價(jià)值。

資訊

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來源：國(guó)網(wǎng)山東省電力公司