李彩云，謝貴金

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司德陽(yáng)供電公司，德陽(yáng) 618000）

1 裝置概述

1.1 概念

（1）短接線：指用來(lái)將電氣設(shè)備短路或接地的導(dǎo)線，以防止人身發(fā)生觸電危險(xiǎn)，一般包括接地線、個(gè)人保安線、接地刀閘等。

（2）短接線拆除誤判：指操作人員經(jīng)檢查認(rèn)為電氣設(shè)備上的短接線已全部拆除，經(jīng)監(jiān)護(hù)人復(fù)核或多次檢查發(fā)現(xiàn)仍有遺留的情況，由此造成的誤判。而漏拆短接線會(huì)造成電氣設(shè)備帶短接線合閘送電，產(chǎn)生很大的短路電流，對(duì)人身、電網(wǎng)、設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，故將其列為“惡性誤操作”之一。

（3）母線：指35kV及以下室內(nèi)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的母線。

1.2 裝置簡(jiǎn)介

1.2.1 儀器儀表的選擇

儀器選擇的目標(biāo)：可檢測(cè)絕緣電阻，量程達(dá)到兆歐級(jí)別；能加壓至1000V以上；重量最輕，便于攜帶。

經(jīng)過(guò)研究有三種表計(jì)可以實(shí)施，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估：

方案一：基于高壓數(shù)字兆歐表的檢測(cè)裝置。200元左右；測(cè)量量程GΩ；重量550克。從經(jīng)濟(jì)性+可靠性+操作難易程度+安全性四方面綜合得分=3+5+5+5=18，綜合得分18分。

方案二：基于機(jī)械式搖表的檢測(cè)裝置。200元左右；測(cè)量量程MΩ；重量1050克；從經(jīng)濟(jì)性+可靠性+操作難易程度+安全性四方面綜合得分=5+3+1+1=10，綜合得分10分。

方案三：基于萬(wàn)用表的檢測(cè)裝置。300元左右；測(cè)量量程kΩ；重量500克；經(jīng)濟(jì)性+可靠性+操作難易程度+安全性四方面綜合得分=1+1+5+5=12，綜合得分12分。

通過(guò)以上對(duì)比評(píng)估，高壓數(shù)字兆歐表是檢測(cè)裝置是最佳儀器儀表。由高壓數(shù)字兆歐表做成的測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)圖如圖1所示，實(shí)物圖如圖2所示。

圖1 測(cè)量?jī)x器機(jī)殼設(shè)計(jì)圖

圖2 測(cè)量?jī)x器實(shí)物圖

1.2.2 自檢及報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)

為使檢測(cè)結(jié)果更直觀，為儀器加裝了燈光報(bào)警裝置，在檢測(cè)到有短接線或接地線時(shí)紅燈會(huì)發(fā)亮告警。另外為其設(shè)計(jì)一自檢系統(tǒng)，當(dāng)空開(kāi)在合位進(jìn)行自檢測(cè)試，若裝置正常，自檢指示綠燈發(fā)亮，如圖3所示。

綠燈與紅燈采用的是5mm發(fā)光二極管。電阻R阻值選擇520千歐。

圖3 測(cè)量?jī)x器自檢裝置

5mm發(fā)光二極管正常工作電壓3V，工作電流1～20mA，而數(shù)字兆歐表最高工作電壓2500V，如要選擇限流電阻R，按如下計(jì)算：

電阻值為小于R=U/I=（2500-3）÷0.02A=124.85kΩ且大于R=U/I=（2500-3）÷0.001A=2.5MΩ，

本次電阻選擇：520kΩ，符合選材要求。

1.2.3 裝置原理及簡(jiǎn)介

測(cè)量原理圖如圖4所示：

圖4 母線送電前短路接地檢測(cè)裝置示意圖

在檢測(cè)結(jié)果為正常無(wú)故障時(shí)，數(shù)字兆歐表顯示為無(wú)窮大，若有短接線，紅燈發(fā)亮，數(shù)字兆歐表顯示電阻約為0.56MΩ。

圖5 母線送電前短路接地檢測(cè)裝置示意圖

圖6 母線送電前短路接地檢測(cè)裝置實(shí)物

母線送電前短路接地檢測(cè)裝置，設(shè)計(jì)圖如圖5所示，由測(cè)試部分及測(cè)量?jī)x構(gòu)成，實(shí)物圖如圖6所示：測(cè)試部分由環(huán)氧樹(shù)脂桿、引線、工作觸頭組成；測(cè)量?jī)x器采用基于機(jī)內(nèi)電池作為電源，經(jīng)DC-DC變換的高壓電路測(cè)試母線相間及對(duì)地絕緣阻值，通過(guò)絕緣阻值的大小判斷母線是否存在短路接地故障。為了確保測(cè)試的正確性，設(shè)計(jì)裝置自檢系統(tǒng)，若自檢指示綠燈亮表示裝置正常，可以進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中工作人員在地面手持環(huán)氧樹(shù)脂測(cè)試桿完成母線短路接地情況的測(cè)試。如果母線一旦存在短路或接地情況，儀器的燈光報(bào)警裝置立即發(fā)出告警信號(hào)，提示工作人員再次對(duì)母線進(jìn)行檢查，拆除遺留的短接線或者接地線，反之如果測(cè)試裝置無(wú)告警并顯示母線絕緣阻值無(wú)窮大則表明母線無(wú)短路接地情況。

1.2.4 裝置驗(yàn)收

變電站柜內(nèi)母線一般有兩種，分別為10kV、35kV，通過(guò)對(duì)以上兩種電壓等級(jí)的桿體做工頻耐壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，使其其相應(yīng)的電壓等級(jí)母線，并粘貼合格證。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1 試驗(yàn)結(jié)果

2 效果檢查

2.1 試驗(yàn)檢查

試驗(yàn)檢查時(shí)，利用三根扁鐵模擬三根母排，用軟銅線模擬短接線對(duì)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。有短接線時(shí)，數(shù)字式兆歐表的顯示約為0.56MΩ，反之則顯示為無(wú)窮大，如圖7所示，試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。

圖7 試驗(yàn)結(jié)果

2.2 現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用檢查

在某35kV變電站10kVⅡ段母線集中檢修的工作中，我們運(yùn)行人員改變傳統(tǒng)的驗(yàn)收工作方法，采用母線送電前短路接地檢測(cè)裝置進(jìn)行復(fù)核；在未告知驗(yàn)收人員10kVⅡ段母線PT間隔柜存在個(gè)人保安線的情況下，將短路接地檢測(cè)裝置安裝在母線上，測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)我們的檢測(cè)裝置給驗(yàn)收人員“有接地短路線的存在”的提示，于是運(yùn)行人員對(duì)停電范圍內(nèi)的母線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)檢修人員故意疏忽留下的個(gè)人接地保安線，由于柜內(nèi)光線環(huán)境和視覺(jué)死角等原因，運(yùn)行人員在初次驗(yàn)收時(shí)并未發(fā)現(xiàn)此隱患。但是該裝置成功的檢測(cè)出了這一隱患，發(fā)現(xiàn)了該遺漏保安線，避免了短接線拆除誤判。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）使用新研制的短路接地檢測(cè)裝置以后，由于將母線短接線復(fù)核時(shí)間成功控制在10分鐘內(nèi)，如表2所示（時(shí)間均為min）。

對(duì)檢修設(shè)備提前恢復(fù)送電，為此對(duì)研制周期內(nèi)在某變電運(yùn)維班組為設(shè)備送電省的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：某35kV變電站10kVⅡ段集中檢修，計(jì)劃停電時(shí)間12小時(shí)，實(shí)際停電時(shí)間11小時(shí)，時(shí)間差1小時(shí)；某35kV變電站10kVⅠ段集中檢修，計(jì)劃停電時(shí)間12小時(shí)，實(shí)際停電時(shí)間10.5小時(shí)，時(shí)間差1小時(shí)；某110kV變電站10kVⅡ段集中檢修，計(jì)劃停電時(shí)間14小時(shí)，實(shí)際停電時(shí)間12.6小時(shí)，時(shí)間差1.4小時(shí)；某110kV變電站10kVⅠ段集中檢修，計(jì)劃停電時(shí)間14小時(shí)，實(shí)際停電時(shí)間12.5小時(shí)，時(shí)間差1.5小時(shí)。

表2

該運(yùn)維班的日均負(fù)荷為258萬(wàn)度，共有24段母線，平均一段母線所帶的日均負(fù)荷為258÷24=10.75萬(wàn)度，那么活動(dòng)期內(nèi)可以提高電量為10.75（萬(wàn)度）÷24×7.2=3.225萬(wàn)度。

電價(jià)按照城市居民平均電價(jià)0.56元/度，折合成人民幣為

S1=3.225×10000×0.56=18060元

（2）由于采用短路接地檢測(cè)裝置只需要2個(gè)人就可以準(zhǔn)確的復(fù)核，不需要大量的人手，因此在檢查期內(nèi)，某運(yùn)維班共節(jié)約人力20人/次，共減少出勤時(shí)間90小時(shí)。將此工作節(jié)約的時(shí)間轉(zhuǎn)換為人力成本：

計(jì)算結(jié)果：S2=22.34×90=2010.6元

綜上所述，該運(yùn)維班在一個(gè)研制周期內(nèi)所節(jié)約的總成本：

S=S1+S2-S3（制作成本）=18060+2010.6-860=19210.6元。

3.2 安全效益和社會(huì)效益分析

母線送電前短路接地檢測(cè)裝置的研制，杜絕了帶短路接地送電的誤操作事故發(fā)生，有力的保障了人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全，減輕了班組的工作壓力，降低了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，

還減少了設(shè)備停電的時(shí)間，間接提高了售電量，有利于保證了公司服務(wù)水平。

4 裝置總結(jié)及下一步研究方向

4.1 總結(jié)和創(chuàng)新點(diǎn)

母線送電前短路接地檢測(cè)裝置與驗(yàn)電器的功能遙相呼應(yīng)。在停電過(guò)程中使用驗(yàn)電器可以防止帶電合地刀的事故；在送電過(guò)程中使用本檢測(cè)裝置可以防止帶地線送電的事故。此裝置的成功研制和應(yīng)用，在系統(tǒng)內(nèi)尚屬首例，開(kāi)創(chuàng)了先河。

4.2 下一步研究方向

（1）將此檢測(cè)裝置應(yīng)用到其他變電設(shè)備。

（2）增加聲報(bào)警器，在檢測(cè)出短路接地情況時(shí)發(fā)出聲告警信號(hào)。

（3）完善其報(bào)警信息，使其更智能化，可以準(zhǔn)確的告知人員接地線或短路線的位置。

總之，此母線送電前短路接地檢測(cè)裝置的成功研制，創(chuàng)造性地解決了生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，可以減員增效，減少事故發(fā)生，切實(shí)提高管理效率，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究。