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1 引言

接地線[1]是將己停電設(shè)備臨時(shí)接地短路用的一種安全工用具，其作用是對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行停電檢修或進(jìn)行其他工作時(shí)，防止設(shè)備突然來(lái)電和鄰近高壓帶電設(shè)備產(chǎn)生感應(yīng)電壓對(duì)人體的危害，同時(shí)泄放斷電設(shè)備的剩余電荷[2]。安裝接地線[3]是主要通過(guò)絕緣操作棒將接地線的導(dǎo)體端線夾安裝與需要停電設(shè)備的兩側(cè)線路上。由于架空線路相對(duì)其他高壓設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度較低，且操作棒接頭處的永磁鐵吸力無(wú)法控制，安裝過(guò)程中對(duì)于操作人員的要求更高。同時(shí)，也對(duì)設(shè)備的損害產(chǎn)生一定的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

2 操作棒使用現(xiàn)狀

目前安裝接地線，大多數(shù)都是通過(guò)絕緣操作棒前端的線夾直接掛在引線上，然后擰緊線夾，接地線與線夾相連接，從而使設(shè)備接地。

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)220kV變電站倒閘操作安全管理規(guī)程》規(guī)定和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研結(jié)果統(tǒng)計(jì)和分析，可以將安裝接地線的流程大致分為以下幾個(gè)步驟：取出接地線、裝設(shè)接地端和裝設(shè)導(dǎo)體端。

(1)取出接地線

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司安全管理規(guī)程》“每組接地線及其存放位置均應(yīng)編號(hào)，接地線號(hào)碼與存放位置號(hào)碼應(yīng)一致?！钡囊?guī)定，每組接地線均放置在特制的編號(hào)接地線袋子中。每次安裝接地線時(shí)，需要從特制的接地線袋中取出接地線并按A、B、C三相及接地端攤開(kāi)。

(2)裝設(shè)接地端

接地線一端為導(dǎo)體端，另一端為接地端，其接地端的主要作用是為了保證接地線與變電站內(nèi)接地網(wǎng)進(jìn)行可靠的連接，防止檢修過(guò)程中檢修設(shè)備與接地網(wǎng)的連接中斷，導(dǎo)致檢修設(shè)備電位突變，從而嚴(yán)重危及檢修人員人身安全。

圖1 取出接地線

圖2 裝設(shè)接地端

(3)裝設(shè)導(dǎo)體端

目前變電站普遍使用的接地線線夾的結(jié)構(gòu)是通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺杠來(lái)控制夾口的夾緊和松動(dòng)的。這種工作原理和材質(zhì)是目前保證線夾可以可靠固定在設(shè)備上，且操作最為簡(jiǎn)便的方法。裝設(shè)導(dǎo)體端又可以分為兩個(gè)步驟，旋緊接地線線夾和取下操作棒。

圖3 裝設(shè)導(dǎo)體端

為了研究裝設(shè)接地線的步驟以及所需的時(shí)間，本文設(shè)計(jì)出模擬實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)多次反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，各部分步驟所需時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果為：取出接地線的平均時(shí)間為4分鐘、裝設(shè)導(dǎo)體端的平均時(shí)間為11分鐘、裝設(shè)接地端的平均時(shí)間為3分鐘。

圖4 操作接地線各步驟時(shí)間統(tǒng)計(jì)

通過(guò)上述試驗(yàn)分析結(jié)果可得，由于每次安裝位置的差異性，各部分步驟所需的時(shí)間波動(dòng)范圍不大，而取下操作棒所需的時(shí)間變化范圍較大。根據(jù)分析得知，影響取下操作棒的主要原因是操作棒與線夾之間的連接無(wú)法改變，同時(shí)由于操作棒接頭處與接地線線夾處的吸合主要通過(guò)永磁鐵進(jìn)行的，無(wú)法根據(jù)需求進(jìn)行分合，只能通過(guò)一個(gè)向下的力使之分離，影響了接地線與設(shè)備可靠接觸，同時(shí)對(duì)設(shè)備本身造成一定的損害。

因此研制出一種能夠有效控制操作棒與線夾之間的分合裝置，不僅能降低該部分時(shí)間的不確定性，同時(shí)將極大提高安裝接地線的效率。為保證研制裝置不影響操作人員人身和設(shè)備的安全，確保操作工具能夠達(dá)到安全工作規(guī)程所規(guī)定的絕緣耐壓標(biāo)準(zhǔn)。

3 新型絕緣操作棒的研制

針對(duì)操作棒接頭處磁力不可控的問(wèn)題，通過(guò)在操作棒接頭處通過(guò)電磁鐵部分替換永磁鐵部分，通過(guò)通斷控制器來(lái)控制電磁鐵的磁力有無(wú)，當(dāng)吸合接地線夾時(shí)，控制回路導(dǎo)通，電流流經(jīng)電磁鐵的線圈，產(chǎn)生磁力，對(duì)接收線線夾進(jìn)行吸合；當(dāng)釋放接地線夾時(shí)，控制回路斷開(kāi)，無(wú)電流流經(jīng)電磁鐵的線圈，磁力消失，釋放接收線線夾；即通過(guò)通斷控制器達(dá)到控制絕緣操作桿與接地線夾之間的吸、合的效果，以便變電站運(yùn)維人員更輕松、更安全的進(jìn)行拆裝接地線。

操作棒接頭處示意圖如圖5所示，以通斷控制器20連接電源22及電磁鐵21形成回路，通過(guò)遙控器控制通斷控制器控制電磁鐵的得失電，從而控制電磁鐵的吸力，從而達(dá)到磁力可控的目的。為了盡可能不破壞原絕緣操作棒的結(jié)構(gòu)，保證新型絕緣操作棒在使用過(guò)程中，避免周圍帶電設(shè)備對(duì)操作棒產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，因此將遙控裝置安裝與操作把手處，一是方便操作人員操作；二是防止產(chǎn)生尖端放電(如圖6所示)。

圖5 操作棒接頭處示意圖

新型操作棒包括操作桿10、電磁鐵21、電源22、通斷控制器20，如圖5所示，電磁鐵21、電源22、通斷控制器20形成控制回路，電磁鐵21設(shè)置于操作桿10頂端的內(nèi)部，通斷控制器20用于控制控制回路的電流通斷，進(jìn)而控制電磁鐵21的磁力有無(wú)。通過(guò)通斷控制器20，可以利用控制回路對(duì)電磁鐵21的磁性進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制絕緣操作桿10與接地線夾之間的吸、合的效果。安裝接地線前，通過(guò)通斷控制器20使操作桿10的電磁鐵21吸合接地線夾，待裝設(shè)完接地線夾后，利用通斷控制器20，斷開(kāi)控制回路，從而輕松取下絕緣操作桿10。

如圖6所示，通過(guò)實(shí)體按鍵操作通斷控制器20，通斷控制器20設(shè)置有控制按鈕201，控制按鍵設(shè)置于操作桿10底部的手柄11位置，通過(guò)控制按鈕201對(duì)控制回路的通斷狀態(tài)進(jìn)行操作。電源22采用兩節(jié)鋰電池。如圖7所示，通過(guò)無(wú)線遙控方式操作通斷控制器20，通斷控制器20包括無(wú)線遙控單元23，無(wú)線遙控單元23用于接收遙控器24的控制信號(hào)，通過(guò)遙控器24控制控制回路的電流通斷，進(jìn)而控制電磁鐵21的磁力有無(wú)。

4 改進(jìn)效果檢查

表1 各變電站試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

通過(guò)反復(fù)模擬試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出以下幾點(diǎn)：

(1)采用新型絕緣操作棒，在旋緊接地線接頭后取下絕緣操作棒時(shí)，采用控制器對(duì)電磁鐵進(jìn)行控制，響應(yīng)時(shí)間在1～3s，響應(yīng)后，電磁鐵失電，磁力消失，操作棒取下難度降低，從而達(dá)到快速有效地分離操作棒與接地線的導(dǎo)體端，時(shí)間縮短9%～18%。

(2)試驗(yàn)中安裝的接地線為110kV電壓等級(jí)接地線，在實(shí)際使用中較為普遍，因此試驗(yàn)的對(duì)象比較更具有普遍性和代表性。

(3)從試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析中，一組110kV的接地線的操作時(shí)間平均為22min左右。通過(guò)采用新型絕緣操作棒之后，縮短了取下絕緣操作棒的時(shí)間，時(shí)間縮短至10s以內(nèi)，采用新型絕緣操作棒后，安裝接地線的時(shí)間平均為17.9min，有效提高了安裝接地線的效率。

5 結(jié)論

通過(guò)研制新型絕緣操作棒，解決操作棒接頭處磁力吸合的問(wèn)題，降低操作棒在取下時(shí)的使用難度，確保接地線與設(shè)備可靠接觸，同時(shí)消除對(duì)設(shè)備影響，新型絕緣操作棒還經(jīng)過(guò)工頻耐壓試驗(yàn)以及絕緣擊穿試驗(yàn)，安全性能合格。因此，利用磁力可控絕緣操作棒，可以有效減少了裝拆地線中的不安全隱患，有效降低了電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。