10kV旁路帶電作業(yè)法的研究與應(yīng)用

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司南京供電分公司 杜凌峰 國網(wǎng)上海市電力公司市北供電公司 張仲騏

1 引言

10kV 旁路帶電作業(yè)法其中涉及較多環(huán)節(jié)，但其主要是處理配電網(wǎng)供電故障，對用戶提供可靠持續(xù)的電能供應(yīng)。10kV 旁路帶電作業(yè)法具有較強(qiáng)的技術(shù)性，需要專業(yè)人員利用該方式對電力線路進(jìn)行維修，但在維修過程中仍需要注意很多問題，相關(guān)部門通過管理等方式，避免不良問題發(fā)生，從而提高設(shè)備及人身安全的保護(hù)效率。

2 旁路帶電作業(yè)技術(shù)原理

旁路帶電作業(yè)涉及絕緣排水夾具、旁路開關(guān)、中間接頭、快速可插拔終端、柔性電纜等內(nèi)容，操作上述內(nèi)容，需要在短時間內(nèi)構(gòu)建出旁路供電系統(tǒng)，確保電力供應(yīng)充足；與此同時，通過旁路不間斷供電，可幫助電力電纜線路計劃檢修持續(xù)開展，還可對檢修出的故障設(shè)備進(jìn)行及時更換與維修，從而將故障危害縮減至最小，降低對用電用戶的影響。

3 10kV 旁路帶電作業(yè)法研究

3.1 10kV旁路帶電作業(yè)法概述

10kV 旁路帶電作業(yè)法是現(xiàn)代城市處理供電故障處理方式的統(tǒng)稱，而被稱為10kV 旁路帶電作業(yè)法是因該方法在應(yīng)用初期使用10kV 架空絕緣線路進(jìn)行故障搶修，并且具有顯著的搶修效果，確保群眾可以正常用電。10kV 旁路帶電作業(yè)法主要由供電相關(guān)輔助設(shè)備、旁路接頭、旁路開關(guān)、旁路電纜等組建成臨時的輸電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理是維修或檢修10kV 架空線路時，在維修現(xiàn)場裝配出一條臨時的輸電線路，進(jìn)而實現(xiàn)線路故障檢修及維護(hù)；在利用旁路控制旁路開關(guān)時，首先需要將電源維修電源斷電，然后在將故障電源接入臨時供電線路中，通過臨時供電系統(tǒng)為人們提供用電，最后對其故障線路進(jìn)行檢修，這樣不僅可以保障故障檢修率，還可以避免維修人員發(fā)生觸電事故。

3.2 10kV旁路帶電作業(yè)法關(guān)鍵技術(shù)分析

3.2.1 周期檢修制度

我國在20世紀(jì)五十年代便開始設(shè)置旁路帶電作業(yè)，并推行周期檢修制度，通過定期對電力設(shè)備檢修，促使電力系統(tǒng)的容量不斷提高。此外，周期檢修制度可將供電系統(tǒng)、設(shè)備等內(nèi)容均進(jìn)行詳細(xì)管理，并將諸多障礙進(jìn)行一一排除；隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，供電系統(tǒng)得到有效完善，通過利用周期檢修制度，對供電系統(tǒng)進(jìn)行定期故障查詢，可將問題及時鎖定，同時大部分供電檢修工作可以通過檢修技術(shù)代替人工檢修，進(jìn)而實現(xiàn)供電電路的自動監(jiān)測與實時監(jiān)測，并進(jìn)一步提升故障檢修的靈活度，確保10kV 旁路帶電作業(yè)法具備應(yīng)對各種供電系統(tǒng)的良好適應(yīng)性。

3.2.2 監(jiān)測工藝

在當(dāng)今社會背景下，人們對供電需求不斷加大，因此也會相對增加用電故障，但傳統(tǒng)的電路監(jiān)測工藝具有很多缺點，例如：維修時間長、故障定位不及時、故障檢修不徹底、故障反復(fù)出現(xiàn)次數(shù)多，在上述問題的基礎(chǔ)上，采用10kV 旁路帶電作業(yè)法可將上述問題進(jìn)行有效控制，因該操作方式可對傳統(tǒng)監(jiān)測工藝進(jìn)行優(yōu)化，并提高監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，避免信號失真，從而確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2.3 線路旁路作業(yè)系統(tǒng)

線路架空旁路作業(yè)系統(tǒng)是10kV 旁路帶電作業(yè)法關(guān)鍵技術(shù)，同時也是開展旁路作業(yè)的基礎(chǔ)重點工作，其電線裝置如圖1所示，具體操作內(nèi)容如下：在進(jìn)行線路架空旁路作業(yè)的過程中，其安設(shè)設(shè)備采用架空線路施工方法，在架空旁路兩端連接耐張桿，然后在耐張桿上安裝臨時負(fù)荷開關(guān)，連接或斷開架空旁路系統(tǒng)；此外，線路兩端應(yīng)與耐張桿和架空旁路線路連接，以便于故障維護(hù)和維修。用于架空線路的導(dǎo)線通常為絕緣鋁導(dǎo)線。與瓷瓶和橫擔(dān)敷設(shè)后，用耐張桿連接的負(fù)荷開關(guān)連接架空旁路兩端的帶電故障檢修線。檢查相關(guān)相位后，架空旁路與線路并聯(lián)，測量架空旁路電流，監(jiān)測電路工作是否正常。若出現(xiàn)問題，則可斷開電源進(jìn)行檢修，架空旁路還可以為用電設(shè)備進(jìn)行供電，保證供電需求。

4 10kV 旁路帶電作業(yè)法技術(shù)方案分析與研究

4.1 有限原數(shù)值分析法

絕緣結(jié)構(gòu)在10kV 旁路帶電作業(yè)法中具有重要的應(yīng)用價值，所以在使用材料的過程中需要設(shè)計出適宜的絕緣結(jié)構(gòu)，推動電路檢修工作持續(xù)開展。在設(shè)計絕緣結(jié)構(gòu)時其具體內(nèi)容包括：首先，所有設(shè)計及實際工作的開展需要結(jié)合基礎(chǔ)理論知識，并對設(shè)計方案進(jìn)行反復(fù)計算，從而了解復(fù)合介質(zhì)內(nèi)部及界面的電場分布，也為優(yōu)化方案提供便利條件[1]。在長期的實驗中與理論知識的加持下，結(jié)果表明，均勻介質(zhì)中電場應(yīng)力控制錐的電場分布最簡單可靠。如果相關(guān)監(jiān)測設(shè)備符合標(biāo)準(zhǔn)，則無需設(shè)置監(jiān)測單元，監(jiān)測設(shè)備可直接與車站監(jiān)測單元連接，實現(xiàn)實時通信和監(jiān)測。同時在站控層設(shè)置站端監(jiān)控單元，實現(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制。

4.2 材料合理選擇

電纜插拔式快速終端與接頭絕緣結(jié)構(gòu)為典型的復(fù)合型絕緣結(jié)構(gòu)，在組合成復(fù)合型絕緣結(jié)構(gòu)時，也要注重接觸沿面的放電情況、界面狀態(tài)、界面壓強(qiáng)等產(chǎn)生的聯(lián)系。因此，在選擇適宜的絕緣材料尤為重要，10kV 旁路帶電作業(yè)法所采用的復(fù)合型絕緣結(jié)構(gòu)，利用模擬試品插拔式快速重點與接頭多層固體符合介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)相組合，隨后為研究該絕緣結(jié)構(gòu)的實際適用性，開展相關(guān)實驗，針對界面沿面放電電壓與界面壓強(qiáng)之間存在的關(guān)系[2]。結(jié)合過往權(quán)威的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，得出XLPE 絕緣體的直徑DXLPE 為常數(shù)時，選擇不同直徑的絕緣體（DSR小于等于DXLPE），便可改變二者之間存在的壓強(qiáng)?；诖?，材料的選擇不僅關(guān)乎其絕緣性能，還對10kV 旁路帶電作業(yè)法的作業(yè)發(fā)揮產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

4.3 接觸面減少的影響

絕緣結(jié)構(gòu)多為圓錐形，可降低拔插阻力。同時，結(jié)合機(jī)械原理，增加了接觸界面的壓力，也有利于封堵過程的方便和順暢。在插入或拔出期間，若絕緣結(jié)構(gòu)表面光滑、平整，其之間的摩擦系數(shù)也會減小，在長時間使用的過程中，表面摩擦相對不多，變不會產(chǎn)生諸多不良事件；此外，為減少二者之間的摩擦力，避免產(chǎn)品表明出現(xiàn)磨損，可以涂抹一些潤滑劑，助力插拔。產(chǎn)品表面光滑、平整，還需要將其放置實驗操作中對其進(jìn)行1000次插拔，確保產(chǎn)品具有較強(qiáng)的過盈量，進(jìn)而再次確保界面壓強(qiáng)始終保持相對穩(wěn)定。

4.4 表帶觸頭設(shè)計

想要使用10kV 旁路帶電作業(yè)法持續(xù)開展供電系統(tǒng)故障維修與監(jiān)測，需要注重各個環(huán)節(jié)的設(shè)計，其中表帶觸頭設(shè)計這一環(huán)節(jié)也較為重要，若將表帶觸頭設(shè)計成體積小、結(jié)構(gòu)簡單，且在使用時不需要壓緊彈簧，這樣不僅可以提升該操作環(huán)節(jié)的工作效率[3]。此外，還要在表帶處設(shè)計多一些接觸點，從而提高表帶的導(dǎo)電能力，在經(jīng)過數(shù)次插拔過程后，接觸面良好，且不會產(chǎn)生發(fā)生現(xiàn)象。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對用電安全重視程度不斷增高，因此對部分零部件的使用壽命及安全均帶來一定挑戰(zhàn)，基于此，電力相關(guān)研究人員，持續(xù)鉆研新型的表帶觸頭設(shè)計，以便設(shè)計出壽命長、安全性高、性能好、導(dǎo)電效果優(yōu)的產(chǎn)品。

4.5 移動箱變車供電分析

利用10kV 旁路搶修配電線路時，常會使用移動箱變車，在旁路作業(yè)設(shè)備相互配合的情況下，進(jìn)而實現(xiàn)高層建筑的供電。結(jié)合目前城市配電房為例，相關(guān)的配電設(shè)備包括變壓器、高壓室、低壓室，高壓室中還包括10kV 母線及環(huán)網(wǎng)柜，在環(huán)網(wǎng)柜中共有四個高壓開關(guān)。通過10kV 旁路取電至移動箱變車過程中，涉及的設(shè)備如圖2所示。

當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜突發(fā)故障后，變壓器負(fù)荷明顯小于40%時（兩臺），此時已經(jīng)停止供電工作。移動箱變車到達(dá)現(xiàn)場后，利用10kV 旁路進(jìn)行作業(yè)，首先將高壓預(yù)留接口電源接入移動箱變車，然后在將變壓器一轉(zhuǎn)接至移動箱變車10kV 線路輸出接口，在利用10kV 控制開關(guān)控制環(huán)網(wǎng)柜，確保變壓器均處于正常運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電路供電恢復(fù)后，檢修人員需要在完全停電的情況下進(jìn)行檢修或更換設(shè)備零件等，進(jìn)而確保檢修人員的生命安全。

5 10kV 旁路帶電作業(yè)法操作時的注意事項

5.1 架設(shè)區(qū)域的保護(hù)

當(dāng)某區(qū)域發(fā)生電路事故后，首先需要對該區(qū)域進(jìn)行架設(shè)，為保證架設(shè)工作可以持續(xù)開展，10kV 旁路帶電作業(yè)法發(fā)揮其作用與價值，需要對架設(shè)區(qū)域進(jìn)行保護(hù)；其次，通過供電系統(tǒng)了解電線路的問題所在及范圍，然后組織相關(guān)人員，將其周圍進(jìn)行安全保護(hù)，并設(shè)置相關(guān)的提示標(biāo)示，同時也需要清除周圍障礙物，避免對空中作業(yè)架設(shè)人員安全造成威脅。此外，需要將電力故障信息，進(jìn)行發(fā)送，并告知維修時間及地點，讓人們有足夠的心理準(zhǔn)備，應(yīng)對停電現(xiàn)象。最后，配置專職場所監(jiān)護(hù)人該人員為現(xiàn)場監(jiān)督人員，也是該工程的領(lǐng)導(dǎo)人員，對技術(shù)人員的操作及行為進(jìn)行規(guī)范化管理，確保電線路維修工作得到保障。

5.2 加強(qiáng)測試工作

利用10kV 旁路帶電作業(yè)法對電線路故障清除后，需要利用旁路電纜進(jìn)行測試，確保群眾用電安全。但是由于用電故障需要階段性的對其進(jìn)行測試，這樣會較大延遲維修時間，所以，在維修后可以利用旁路導(dǎo)電線實驗，將故障段線路接入旁路導(dǎo)線進(jìn)行放電，同時還可以在適當(dāng)?shù)臈l件下加大電路負(fù)荷，將旁路電纜裸露在外金屬中的剩余電荷排出[4]。

5.3 規(guī)范化要求

關(guān)于電線路故障維修的工作均具有一定的危險性，所以常會在維修工作中增加標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書及指導(dǎo)卡，對員工進(jìn)行嚴(yán)格要求，進(jìn)而保障員工的生命安全。與此同時，還要持續(xù)增加安全教育，讓員工深入意識到規(guī)范化的工作要求重要性，促使其積極配合相關(guān)管理工作，保證10kV 旁路帶電作業(yè)作業(yè)安全性得到保障。

5.4 交接工作

因部分線路工程相對較大，需要數(shù)個專業(yè)人員對其進(jìn)行階段性的維修工作，此時需要注重交接工作，若專業(yè)人員在交接工作中出現(xiàn)漏洞，不僅會導(dǎo)致電線路維修出現(xiàn)阻礙，還有可能出現(xiàn)重大觸電事故。因此，可要求專業(yè)人員對自身行為進(jìn)行詳細(xì)記錄，并填寫相關(guān)日志；其次，還可以在專業(yè)人員身上配備帶有錄像功能的信息通信設(shè)備，詳細(xì)記錄操作過程，確保交接工作順利[5]。

綜上所述，10kV 旁路帶電作業(yè)法最早在20世紀(jì)五十年代開始應(yīng)用，并在當(dāng)今社會持續(xù)發(fā)揮其作用與應(yīng)用價值，主要因10kV 旁路帶電作業(yè)法與當(dāng)下先進(jìn)技術(shù)不斷融合，進(jìn)行形成具有全面性的供電監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)問題時可精準(zhǔn)定位，并在搭建架空區(qū)域時，相關(guān)設(shè)備性能較好，人員技術(shù)能力強(qiáng)，可快速解決電線路問題。