張洪奎，王冠宇，韓培慶

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司煙臺(tái)供電公司，山東 煙臺(tái) 264001）

0 引言

隨著電力技術(shù)的高速發(fā)展以及人民生活水平的提高，電力用戶對(duì)供電可靠性提出了更高的要求。配電網(wǎng)帶電作業(yè)作為一種不停電的電網(wǎng)檢修方式，其在保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民安居樂(lè)業(yè)中扮演著極重要的角色[1]。在對(duì)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行改造與升級(jí)中，經(jīng)常因作業(yè)內(nèi)容和現(xiàn)場(chǎng)工況的復(fù)雜性以及現(xiàn)有技術(shù)水平、作業(yè)經(jīng)驗(yàn)的限制而采取線路停電改造，從而導(dǎo)致部分甚至整條線路的用戶停電，嚴(yán)重影響居民正常生產(chǎn)生活。在配電網(wǎng)停電檢修中，針對(duì)重過(guò)載線路開(kāi)展負(fù)荷改切以及新建聯(lián)絡(luò)點(diǎn)類的作業(yè)占了極大比重[2-3]，因此，采用帶電作業(yè)的方式將重過(guò)載線路進(jìn)行帶電改造成為提高帶電化率、保障居民正常用電的重點(diǎn)。而針對(duì)此類項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)尚無(wú)規(guī)范化帶電作業(yè)先例。

對(duì)重過(guò)載線路帶電改造作業(yè)進(jìn)行了難點(diǎn)及危險(xiǎn)點(diǎn)分析，綜合考慮實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性，研制出適合多種工況的斷線剪以及通用操作桿，并依照相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定出此類作業(yè)的帶電工作方案，為開(kāi)展不停電作業(yè)提供技術(shù)以及方法支撐。

1 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及改造

1.1 配網(wǎng)網(wǎng)架簡(jiǎn)述

配電網(wǎng)是將電能從輸電網(wǎng)分配到變電站再向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行狀態(tài)對(duì)用戶安全、可靠用電有著決定性影響。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本可分為放射式與環(huán)網(wǎng)式兩大類[2]，根據(jù)負(fù)荷對(duì)可靠性要求的不同以及負(fù)荷密度的不同，兩種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在不同的區(qū)域。

放射式配電網(wǎng)中所有用戶的電能都是通過(guò)單一路徑進(jìn)行傳輸，日常運(yùn)行和維護(hù)成本低，但可靠性差，并且伴隨著新增用戶的增多，線路容易出現(xiàn)重載甚至過(guò)載現(xiàn)象。

環(huán)網(wǎng)式配電網(wǎng)又可分為多回路及環(huán)式，環(huán)式配電網(wǎng)中每個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)都可由不同電源提供電能，但在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)往往處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，即開(kāi)環(huán)運(yùn)行。線路重載時(shí)可調(diào)整運(yùn)行方式，由輕載線路對(duì)部分負(fù)荷進(jìn)行供電，設(shè)備利用率及可靠性高。此節(jié)對(duì)多回路式不做探討。

1.2 配網(wǎng)停電改造升級(jí)

放射式配電網(wǎng)因其設(shè)施簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便，設(shè)備費(fèi)用低，經(jīng)常應(yīng)用于早期城市低壓配電網(wǎng)或負(fù)荷密度低的區(qū)域。但伴隨著社會(huì)的發(fā)展，原有區(qū)域單電源供電的模式已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前供電可靠性要求。因此，需要建立不同線路之間的聯(lián)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)在發(fā)生故障或者重載之后，對(duì)非故障區(qū)域或重載區(qū)段進(jìn)行轉(zhuǎn)供，保證用戶正常用電[2，4-5]。

在現(xiàn)有網(wǎng)架基礎(chǔ)之上改切負(fù)荷及新建聯(lián)絡(luò)點(diǎn)時(shí)，一般需要對(duì)整條線路進(jìn)行停電，隨后在適當(dāng)?shù)奈恢脤⒕€路后端負(fù)荷轉(zhuǎn)至鄰近輕載線路，并在轉(zhuǎn)接線路的前端安裝聯(lián)絡(luò)型分段器，將線路分成多段運(yùn)行。在發(fā)生線路重載或者區(qū)段永久性故障等特殊情況時(shí)，可以遙控閉合聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，保障用戶的正常用電。但此類作業(yè)方式往往影響大量用戶正常用電，并且在部分區(qū)域因供電可靠性等因素?zé)o法進(jìn)行停電改造。

2 帶電作業(yè)通用工具

為提高電網(wǎng)供電可靠性，減少乃至不發(fā)生檢修工作對(duì)電力用戶造成的停電影響等情況，帶電作業(yè)作為一種配電網(wǎng)檢修方式逐漸發(fā)展起來(lái)。按照作業(yè)方式，配電帶電作業(yè)可分為間接作業(yè)法和直接作業(yè)法。間接作業(yè)法是通過(guò)絕緣工具實(shí)現(xiàn)帶電體與人體的隔離，直接作業(yè)法則通過(guò)絕緣斗臂車或者絕緣平臺(tái)實(shí)現(xiàn)隔離[6-8]。

在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行改造升級(jí)的工作中，由于作業(yè)環(huán)境、桿上設(shè)備復(fù)雜等因素的影響，有時(shí)無(wú)法通過(guò)直接作業(yè)法開(kāi)展帶電檢修工作。受限于線路布置方式以及線夾種類的多樣，在開(kāi)展間接法帶電作業(yè)時(shí)通常缺乏便捷、輕便、通用性的操作工具。為此，研發(fā)了一種通用的斷線剪和操作桿。

2.1 通用絕緣斷線剪

進(jìn)行地電位帶電斷分支線路引線時(shí)，由于現(xiàn)有絕緣斷線剪的刀口與引線處于平行狀態(tài)，時(shí)常導(dǎo)致保留的引線端頭過(guò)長(zhǎng)，甚至難以完成開(kāi)斷工作，為此研制出一種通用絕緣斷線剪，如圖1所示，由支撐構(gòu)件、傳動(dòng)構(gòu)件和刀座3部分組成。刀口采用可拆卸橫向設(shè)計(jì)，利用棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接傳動(dòng)桿和絲杠，實(shí)現(xiàn)刀口咬合或張開(kāi)，達(dá)到快速、便捷剪斷引流線的目的。

使用時(shí)，工作人員登桿至適當(dāng)位置，手握支撐桿下端將剪刀頭上舉至導(dǎo)線高度，將刀口卡在垂直導(dǎo)線的適當(dāng)位置，以把手作為軸上下推動(dòng)傳動(dòng)桿的把手，通過(guò)傳動(dòng)桿帶動(dòng)剪刀頭上的雙向棘輪扳手上下運(yùn)動(dòng)，使刀口不斷閉合剪斷導(dǎo)線，剪斷導(dǎo)線后，調(diào)節(jié)雙向棘輪扳手上的開(kāi)關(guān)，用相同的方法操作傳動(dòng)桿，傳動(dòng)桿帶動(dòng)雙向棘輪反向旋轉(zhuǎn)，使刀口逐漸張開(kāi)。

刀頭采用高強(qiáng)度合金鋁材料制作，并且在刀座橫向滑動(dòng)軌道處采用了鏤空設(shè)計(jì)，支撐桿和傳動(dòng)桿采用環(huán)氧樹脂和玻璃纖維合成材料制成，質(zhì)量輕、機(jī)械強(qiáng)度大、絕緣性好。刀頭采用滑動(dòng)軌道設(shè)計(jì)，可前后平穩(wěn)滑動(dòng)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙向棘輪的原理，可以自由控制刀口開(kāi)合，操作簡(jiǎn)單。刀口開(kāi)口可以剪斷絕大部分型號(hào)的配電線路導(dǎo)線。

圖1 絕緣斷線剪

2.2 通用絕緣操作桿

采用操作桿進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，由于一種操作桿僅適用于一項(xiàng)操作或安裝一種器具，所以，作業(yè)過(guò)程中往往需要頻繁更換絕緣操作桿才能完成多項(xiàng)操作。為此，研制了一種能夠?qū)崿F(xiàn)一桿多用的絕緣操作桿。操作桿的端頭內(nèi)部采用六棱孔設(shè)計(jì)，同時(shí)，外部帶有閉鎖功能，防止工具脫落。并且采用卡槽進(jìn)行連接，便于拆卸。設(shè)計(jì)的通用絕緣操作桿如圖2所示。

使用時(shí)，先將工器具下端部與鏤空卡槽相插接，使六棱孔與工器具插裝牢固，然后下壓工器具，鎖緊環(huán)受力下移，鏤空卡槽全部暴露，從而使工器具固定穿釘插入鏤空槽內(nèi)部。此時(shí)，鎖緊環(huán)在彈簧的作用下復(fù)位，鎖緊環(huán)的頂部將穿釘卡于弧形鏤空槽內(nèi)，從而固定器具。當(dāng)需要拆卸時(shí)，只需反方向旋轉(zhuǎn)操縱桿，使穿釘沿著弧形鏤空槽脫出即可。

絕緣操作桿設(shè)有防止連接頭脫落的鎖緊環(huán)，且能夠匹配多種連接頭。同時(shí)該操作桿能夠匹配用于帶電接火的猴頭線夾，實(shí)現(xiàn)帶電接火作業(yè)。降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)強(qiáng)度，提高工作效率。

圖2 絕緣操作桿

2.3 工器具檢驗(yàn)

帶電作業(yè)工器具在正式應(yīng)用前，需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求進(jìn)行一系列檢測(cè)及試驗(yàn)。因此按照DL／T 976—2017《帶電作業(yè)工具裝置和設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)程要求，對(duì)已經(jīng)通過(guò)出廠試驗(yàn)的斷線剪及操作桿分別進(jìn)行外觀及尺寸檢查、電氣試驗(yàn)、機(jī)械試驗(yàn)。試驗(yàn)的要求及規(guī)定如表1～3所示，試驗(yàn)結(jié)果均滿足要求。

表1 外觀檢查時(shí)各部分長(zhǎng)度要求

表2 電氣試驗(yàn)的性能要求

表3 機(jī)械試驗(yàn)的性能要求 N·m

3 線路帶電改造方案實(shí)施

10 kV配電網(wǎng)線路帶電改造類作業(yè)涉及范圍廣、作業(yè)點(diǎn)多、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，需對(duì)作業(yè)過(guò)程中可能存在的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的安全、技術(shù)措施。做好作業(yè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的“雙勘查”，明確開(kāi)工前各類工器具的配備以及人員分工，制定嚴(yán)格的作業(yè)流程，如圖3所示[10]。

圖3 線路帶電改造方案流程

3.1 現(xiàn)場(chǎng)勘查及作業(yè)方式分析

項(xiàng)目需求部門提出帶電作業(yè)申請(qǐng)之后，應(yīng)按照《電力安全工作規(guī)程》（配電部分）3.2中的相關(guān)規(guī)定，由工作票簽發(fā)人或工作負(fù)責(zé)人組織，工作負(fù)責(zé)人、設(shè)備運(yùn)維管理單位（用戶單位）和檢修（施工）單位相關(guān)人員參加，履行現(xiàn)場(chǎng)勘查制度。

現(xiàn)場(chǎng)勘查執(zhí)行“雙勘查”方式，即在制定工作計(jì)劃前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、設(shè)備及線路狀況、作業(yè)開(kāi)展方式進(jìn)行分析，填寫現(xiàn)場(chǎng)勘查記錄；在執(zhí)行工作計(jì)劃并到達(dá)作業(yè)位置時(shí)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)復(fù)勘，判斷當(dāng)日天氣是否適合開(kāi)展帶電作業(yè)以及原勘查情況有無(wú)變化。

對(duì)于因桿上設(shè)備及線路復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境不一致等因素限制而需要直接作業(yè)法和間接作業(yè)法相配合的工作，需要根據(jù)作業(yè)時(shí)間需求、單項(xiàng)作業(yè)工時(shí)、總項(xiàng)目作業(yè)工時(shí)、人員分配等進(jìn)行合理劃分工作小組，制定小組負(fù)責(zé)人，填寫工作任務(wù)單。

3.2 安全措施制定

執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)勘查制度后，根據(jù)作業(yè)開(kāi)展方式分別對(duì)工作中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析并制定相應(yīng)的安全措施。

1）桿上帶電作業(yè)人員登桿前應(yīng)該詳細(xì)檢查桿根、桿身、拉線、導(dǎo)線等良好，正確使用腳扣和安全帶。

2）高空作業(yè)人員正確使用登桿器具，兩人同時(shí)登桿注意交叉進(jìn)行。

3）絕緣平臺(tái)在使用前應(yīng)確認(rèn)各系統(tǒng)工作正常，制動(dòng)裝置可靠。絕緣平臺(tái)升降回轉(zhuǎn)的路徑，應(yīng)避開(kāi)臨近的電力線路、通信線路、樹木及其他障礙物。

4）帶電作業(yè)過(guò)程中，斗內(nèi)作業(yè)人員應(yīng)始終穿戴防護(hù)用具（包括護(hù)目鏡）。保持人體與鄰相帶電體及接地體的安全距離。

5）對(duì)不規(guī)則帶電部件和接地部件采用絕緣毯進(jìn)行絕緣遮蔽，并可靠固定。遮蔽用具之間重疊部分不小于15 cm。

6）斷引線之前，應(yīng)采用測(cè)量空載電流的方式確認(rèn)線路處于空載狀態(tài)。

7）斷電纜引線時(shí)，應(yīng)采取防擺動(dòng)措施，要保持與人體、鄰相及接地體之間的安全距離。

8）上下傳遞物品必須使用絕緣繩索，嚴(yán)禁高空拋物。尺寸較長(zhǎng)的部件，應(yīng)用絕緣傳遞繩捆扎牢固后傳遞。工作過(guò)程中，工作點(diǎn)下方禁止站人。作業(yè)人員應(yīng)系好安全帶，傳遞多件絕緣工具時(shí)，應(yīng)分件傳遞。

3.3 作業(yè)實(shí)施

進(jìn)行線路帶電負(fù)荷改切及建立環(huán)網(wǎng)的作業(yè)，主要包含開(kāi)工準(zhǔn)備、操作程序、竣工3個(gè)環(huán)節(jié)，其中開(kāi)工準(zhǔn)備包括現(xiàn)場(chǎng)復(fù)勘、執(zhí)行工作許可、召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)工會(huì)、工作現(xiàn)場(chǎng)布置、絕緣工器具檢測(cè)；操作程序主要包含從進(jìn)入作業(yè)點(diǎn)到返回地面之間的工作；竣工主要包含清理工具及現(xiàn)場(chǎng)、召開(kāi)收工會(huì)、辦理工作終結(jié)手續(xù)。

開(kāi)工準(zhǔn)備主要對(duì)作業(yè)當(dāng)天的天氣狀況進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)作業(yè)點(diǎn)線路設(shè)備狀況進(jìn)行再次確認(rèn)，向值班調(diào)控人員進(jìn)行匯報(bào)許可，向工作班成員交代工作任務(wù)以及安全和技術(shù)措施，并對(duì)工器具進(jìn)行檢測(cè)。本項(xiàng)目在兩種作業(yè)方法相結(jié)合的情況下需要用到的工器具包括：絕緣斗臂車、旁路作業(yè)車、移動(dòng)箱變車、遮蔽罩、絕緣毯、絕緣操作桿、絕緣斷線剪、個(gè)人防護(hù)用具以及其他檢驗(yàn)、檢測(cè)工具等。

以圖4為例，線路Ⅰ為重載線路，需要在A與C建立聯(lián)絡(luò)，并將B之后的負(fù)荷轉(zhuǎn)接至C。操作程序?yàn)椋簩?duì)必要的帶電體及接地體進(jìn)行遮蔽；在A至B之間搭設(shè)旁路電纜，并確認(rèn)通流正常；斷開(kāi)A與B之間導(dǎo)線；鋪設(shè)A與C間聯(lián)絡(luò)線；確認(rèn)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處于分閘位置，并在聯(lián)絡(luò)點(diǎn)處核相，確認(rèn)相序正確；連接聯(lián)絡(luò)線，建立線路Ⅰ與Ⅱ的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)；鋪設(shè)B至C間導(dǎo)線；在C點(diǎn)處核相，確認(rèn)相序正確；連接B與C間導(dǎo)線，并檢查通流正常；斷開(kāi)A至B的旁路；拆除絕緣遮蔽。操作流程如圖5所示。

圖4 線路改造示例

竣工主要對(duì)工器具進(jìn)行清點(diǎn)和整理，保證作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)遺留物，對(duì)工作進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)，并向值班調(diào)控人員匯報(bào)工作結(jié)束。

確定帶電作業(yè)方式及流程后，由負(fù)責(zé)人組織班組成員對(duì)安全措施進(jìn)行探討，對(duì)作業(yè)流程中每一個(gè)步驟進(jìn)行模擬演練，提高作業(yè)人員配合度。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施分析

以煙臺(tái)地區(qū)TX線為例，由于新接用戶數(shù)量的增加，原單輻射線路處于重載運(yùn)行。通過(guò)前期研究分析，最后制定了原TX線7～9號(hào)桿之間電纜拆除，新出3×300電纜由TX線7號(hào)桿至QP線1號(hào)環(huán)網(wǎng)柜H1-2間隔形成拉手，由QP線1號(hào)環(huán)網(wǎng)柜H1-3間隔新出3×300電纜接帶原TX線9號(hào)桿以后負(fù)荷的改造方案，并通過(guò)帶電作業(yè)的方式進(jìn)行改造工作。

1）利用旁路作業(yè)方法拆除TX線7～9號(hào)電纜。（旁路電纜中間設(shè)移動(dòng)箱變車，車內(nèi)有環(huán)網(wǎng)柜）。

2）經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后的新設(shè)電纜由施工隊(duì)伍分別接入QP線1號(hào)環(huán)網(wǎng)柜H1-2和H1-3間隔，并斷開(kāi)兩間隔接地開(kāi)關(guān)。

3）帶電作業(yè)中心利用消弧開(kāi)關(guān)將由7號(hào)桿至QP線1號(hào)環(huán)網(wǎng)柜H1-2間隔的電纜接入TX線，在QP線1號(hào)環(huán)網(wǎng)柜核相，相序正確。TX線與QP線形成拉手。

4）帶電作業(yè)中心利用消弧開(kāi)關(guān)將由QP線H1-3間隔至TX線9號(hào)桿的電纜接入TX線，在QP線1環(huán)網(wǎng)柜核相，相序正確。又形成一個(gè)由9號(hào)至QP線H1-3的拉手。

5）申請(qǐng)調(diào)度下令，合上QP線H1-3間隔開(kāi)關(guān)，使QP線與TX線并網(wǎng)運(yùn)行。

6）申請(qǐng)調(diào)度下令，斷開(kāi)移動(dòng)箱變車得環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)，TX線9號(hào)桿以后負(fù)荷由QP線接帶。

7）帶電作業(yè)中心拆除旁路電纜與TX線7號(hào)電纜，原TX線9號(hào)桿的連接并放電。收回旁路電纜，工作結(jié)束。

通過(guò)對(duì)線路帶電改造，避免了TX線及QP線的停電，保障了客戶的正常用電，提高了供電可靠性。同時(shí)，驗(yàn)證了該作業(yè)方法及工具的科學(xué)性、可行性和可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合考慮各類作業(yè)工況，研制出適用于多種作業(yè)環(huán)境的操作工具，并將重過(guò)載線路帶電改造的方案及方法進(jìn)行科學(xué)論證、理論模擬，根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境采用不同作業(yè)方式配合工作，利用研制的絕緣操作桿及斷線剪高效完成接、斷引線的工作，并最終通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了改造方案及作業(yè)方法的可行性，形成了配網(wǎng)線路帶電改造作業(yè)指導(dǎo)方案及標(biāo)準(zhǔn)，為配電網(wǎng)線路帶電改造提供了理論及實(shí)踐支撐，保證了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，保障了用戶的正常生產(chǎn)、生活用電。