國網(wǎng)福州供電公司 郭榮昌 黃 強 黃 勇 羅盛雄 沈源緣

配電系統(tǒng)是指供電企業(yè)把能源傳送并供給到使用者端的最終環(huán)節(jié)，其工作狀況也能夠從一側(cè)體現(xiàn)經(jīng)濟與社會的蓬勃發(fā)展效率，而供電系統(tǒng)的優(yōu)良好壞關(guān)系著如何將優(yōu)質(zhì)的電能源持續(xù)地供給過去[1]，因此供電系統(tǒng)安全可靠也早已變成了評價某個地方經(jīng)濟社會蓬勃發(fā)展水平程度的主要標(biāo)準(zhǔn)之一[2]。

近年來，由于國內(nèi)帶電作業(yè)加工器具、建筑材料的迅速發(fā)展，加之基層工程作業(yè)項目管理范疇的擴大，將配電系統(tǒng)帶電作業(yè)技能視為獨特的檢測方法和手段，已日益起到了保障配電設(shè)施的安全平穩(wěn)運轉(zhuǎn)、增加供電效益乃至改善使用電能品質(zhì)的重要功能，并逐漸向始終保持電能作業(yè)科技發(fā)展，即通過靈活運用帶電作業(yè)技能的方法和大電流裝置，以保證所有使用的不間斷電能，對帶負(fù)載開展施工、檢測等工程作業(yè)[3]。

1 10kV配網(wǎng)旁路作業(yè)概述

目前配電網(wǎng)帶電工程作業(yè)大多是在不帶負(fù)載的狀況下進(jìn)行，無法達(dá)到對使用者不間斷供電的條件。所以，經(jīng)過進(jìn)行配電網(wǎng)的繞行道路帶電工程連續(xù)作業(yè)，就可及時處理問題，從而縮短了使用者斷電次數(shù)和持續(xù)時間，從而改善了設(shè)施質(zhì)量與供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，達(dá)到向使用者連續(xù)供電，增加了經(jīng)濟與社會效益等[4]。大電流工程連續(xù)作業(yè)法是指運用繞行道路電纜、旁路開關(guān)等繞行道路引流裝置，將需要中斷的工作裝置(如線路、開關(guān)等)引起大電流并對其加以檢測或改變狀態(tài)，以確保對使用者連續(xù)供電的工程連續(xù)作業(yè)方法[5]。

這種方式在城市帶電作業(yè)過程中不要求切斷裝置所帶負(fù)載，而可保持對城市供電的連續(xù)供電，使配電系統(tǒng)線路與裝置之間的連續(xù)作業(yè)在成本、產(chǎn)品質(zhì)量和效率上都大大地提高了，并增加供電安全性。大電流作業(yè)法采用了可靠設(shè)備安全地通斷和轉(zhuǎn)換向負(fù)載輸送電流的方法來進(jìn)行裝置的大修或更新，其主要技術(shù)關(guān)鍵是繞行道路電纜系統(tǒng)，而繞行道路電纜系統(tǒng)的安全可靠性又對大電流作業(yè)法能否順利進(jìn)行有著關(guān)鍵性影響。

旁路線纜管理系統(tǒng)即是根據(jù)支持的受供電用戶數(shù)量、臨時用電距離，通過接入快速T字形連接器和直通接口，在現(xiàn)場可以有效減少繞行道路電力的線纜總長度，以達(dá)到跨接該線故障段，從而建立臨時繞行道路管理系統(tǒng)（圖1）。

圖1 旁路電纜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

旁路電纜控制系統(tǒng)中，高速插拔型中央連接和高速終端用戶都是電纜絕緣的較脆弱環(huán)節(jié)，出現(xiàn)執(zhí)行故障問題的幾率遠(yuǎn)超過線纜本身執(zhí)行故障問題幾率，所以高速型中央連接和高速終端用戶的安全性直接確定著整個繞行道路線纜控制系統(tǒng)的安全性，而其安全性則確定于環(huán)境溫升和電場應(yīng)力。通過電場應(yīng)力調(diào)節(jié)錐設(shè)計技術(shù)，能夠均勻調(diào)整介質(zhì)表面內(nèi)部之間的電場分布，應(yīng)力強度錐幾何形式與長度也可利用電場分布的計算結(jié)果定義。高速插拔型中間接頭一般使用經(jīng)典的固態(tài)或復(fù)合介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)，絕緣界面沿面釋能壓力主要與界面壓力和內(nèi)在界面狀態(tài)有關(guān)，外部通常使用高彈性有機硅橡膠絕緣體，彈性變形套XLPE絕緣體表面，為其內(nèi)在的界面狀態(tài)提供了捏合力。

因為交聯(lián)聚乙烯具備優(yōu)異的柔韌力和耐熱性還有較大的機械設(shè)備硬度，并且具備抗酸堿、耐油等物理化學(xué)特性，因此繞行道路的線纜通常選擇交聯(lián)聚乙烯作電纜絕緣層材質(zhì)；其線芯則選用了銅絞線導(dǎo)體材料，由于其內(nèi)部帶有零點五導(dǎo)電層屏蔽環(huán)繞，在有效地滿足用戶產(chǎn)生電壓應(yīng)力的時候，還能較好地提高絕緣強度和應(yīng)用年限，并且還能反復(fù)數(shù)次鋪設(shè)和收放應(yīng)用，因此繞行道路的線纜系統(tǒng)除了做好電特性檢測工作之外，還必須對其動、熱穩(wěn)定性等方面加以檢查，以確保安全并平穩(wěn)運營。

2 電纜過街防護(hù)裝置設(shè)計方案

旁路電纜架空敷設(shè)裝置選擇液壓履帶車作為載重底盤，并配備液壓支腿。底盤的穩(wěn)定性和可靠性完全能夠滿足10kV配電網(wǎng)旁路運行架空砌體的負(fù)荷要求。

旁路過街液壓履帶車?yán)米陨黼姵刈鳛槟茉?，引?dǎo)履帶各部件實現(xiàn)履帶底盤、液壓延伸支架、支撐桿翻轉(zhuǎn)和提升的操作。使用時，控制履帶底盤移動到工作位置，并展開液壓出口，將旁路電纜連接到水平十字伸縮桿上，然后轉(zhuǎn)動并提升承載桿，將旁通電纜提升到一定高度，以免妨礙道路的正常通行。旁路電纜的架空鋪設(shè)裝置需要兩個履帶車和結(jié)構(gòu)部件作為一組，可一起使用（圖2）。

圖2 履帶車及結(jié)構(gòu)件

履帶支腿為蛙式液壓支腿，由挖掘機油缸、挖掘機轉(zhuǎn)臂和伸縮套筒組成?？筛鶕?jù)當(dāng)前情況進(jìn)行調(diào)整伸開的距離。使用時，車體重量由支腿承擔(dān)，每臺挖掘機靜載荷1t。如果底盤在地面上使用，則在使用前必須將支腳下面墊上枕木。

提升操縱桿和提升操縱桿安裝在機箱頂部。其主要任務(wù)是將旁通電纜提升到道路上方。電纜必須至少高出地面6米，然后兩個定位爪頂部的提升桿必須同步提升。升降架頂部裝有自動伸縮桿。將兩車的自動伸縮桿伸出完成連接，連接的伸縮桿長度設(shè)計為6～12m設(shè)置范圍。膨脹長度可根據(jù)不同提升過程的旁路維護(hù)進(jìn)行調(diào)整。

球形連接設(shè)計可滿足升降桿不同步升降的弊端，該設(shè)備還設(shè)計了有限高度警告功能。如果限高報警裝置確定超過設(shè)定高度的車輛希望通過工作區(qū)域，則應(yīng)實時發(fā)出報警信號，以確保不允許穿行，從而在很大程度上消除交通事故隱患。

圖3 裝置整體布置圖

在對需求進(jìn)行廣泛研究后，總結(jié)風(fēng)險點，形成旁路柔性電纜架空裝置的方式。主要創(chuàng)新點如下：

旁路電纜架空敷設(shè)裝置接受450kg液壓履帶作為載重底盤設(shè)計，并配備液壓支腿，底盤的穩(wěn)定性和可靠性能夠滿足10kV配電網(wǎng)檢修作業(yè)的柔性電纜過道路架空敷設(shè)的載重需求；由于普通輪對對地面的適應(yīng)性不如底盤履帶，該結(jié)構(gòu)中，具有旁路電纜橫截面的架空砌體裝置接管了底盤結(jié)構(gòu)，以滿足車輛的性能、穩(wěn)定性、爬坡、填塞等要求。此外，通過履帶式車輛運輸和自動搬遷，可有效降低操作人員的工作強度。

安裝在兩臺履帶車上水平伸縮桿為球形，對接后伸縮桿，以球形連接裝置為中心，兩側(cè)的提升桿可縱向360度及橫向80度活動，可完全克服由于兩側(cè)運行速度不一致和兩側(cè)提升桿提升速度不一致而產(chǎn)生的受力不均勻，對設(shè)備結(jié)構(gòu)造成損壞的隱患；設(shè)備到達(dá)旁路工作區(qū)后，旁路柔性電纜切換到過街橫向伸縮桿上后，掉頭抬起支撐桿，將旁路電纜提升至最大高度6m。水平伸縮桿的伸縮長度設(shè)計為具有一定的裕度，能夠適應(yīng)不同道路寬度的旁路上柔性電纜的布局。

預(yù)警裝置設(shè)計在水平伸縮桿上，當(dāng)高度報警裝置發(fā)現(xiàn)超過設(shè)定高度的車輛想要通過工作區(qū)時，應(yīng)實時發(fā)出報警信號，確保車輛不被允許通過，在很大程度上消除作業(yè)現(xiàn)場的交通事故隱患；無線遙控器可自由控制履帶式底盤的移動和上部結(jié)構(gòu)的升降。遙控器的操作距離可達(dá)100m，使用方便，大大簡化了操作人員對設(shè)備的要求，提高了操作效率。

3 應(yīng)用中的風(fēng)險及控制措施

采用南方電網(wǎng)公司《操作危害評估和風(fēng)險評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行風(fēng)險評估，得出10kV帶電旁路電纜操作系統(tǒng)的主要危害如下。

表1 10kV帶電旁路電纜操作系統(tǒng)的主要危害

3.1 風(fēng)險評估

使用架空線路時，10kV帶電旁路電纜操作系統(tǒng)的主要風(fēng)險為：高處墜落的危險。帶電作業(yè)人員在高空絕緣斗臂車上工作有從高處墜落的危險。如果高空工人和地面工人轉(zhuǎn)移貨物時，則有貨物從高處墜落并傷害地面工人的風(fēng)險；工作人員電擊危險。當(dāng)作業(yè)時，作業(yè)人員與地面及相鄰導(dǎo)線的安全距離不足，帶負(fù)荷時產(chǎn)生電弧等導(dǎo)致傷人。帶電作業(yè)人員同時接觸未接通的或已斷開的導(dǎo)線兩個斷頭，并將人體連接到電路中接受電擊；損壞管道和設(shè)備的危險。線路或負(fù)荷開關(guān)因線路相序錯誤或旁路負(fù)荷開關(guān)兩側(cè)相位測試錯誤而損壞。

3.2 風(fēng)險控制措施

防止高空墜落的風(fēng)險控制措施：斗內(nèi)的工人在工作時須系好安全帶，工作中頭部伸到斗外：必須使用絕緣繩上下運輸工具和材料，嚴(yán)禁投擲。

避免人員觸電風(fēng)險的控制措施：在接引前，確認(rèn)斷開的旁路電纜的旁路負(fù)載開關(guān)處于斷開位置，嚴(yán)禁帶負(fù)荷接引線；嚴(yán)禁接觸未連接或未同時連接電線的兩個斷頭；絕緣臂的有效隔離長度不得小于1m；斗內(nèi)電工必須穿戴個人防護(hù)用品；斗內(nèi)工人與相鄰帶電電線的距離不得小于0.6m，與接地體的距離不得小于0.4m，隔離操作桿的隔離長度不小于0.7m；對保護(hù)安全距離不足的作業(yè)點必須采取可靠的遮蔽措施。

防止線路和裝置損壞的風(fēng)險控制措施：在連接旁路電纜之前，要在檢修的線路兩側(cè)掛好相序牌，以防止線路相序的錯誤連接。檢查旁路負(fù)載開關(guān)兩側(cè)的核相時，確保核相正確并做好記錄。

4 結(jié)語

針對10kV電纜線路在城市交通供電中的關(guān)鍵戰(zhàn)略地位，以及對提升光纜線路供電安全性的迫切要求，根據(jù)大電流檢測工程作業(yè)現(xiàn)場上的具體要求，開展對旁路柔性線纜過馬路架上鋪設(shè)裝備的創(chuàng)新性設(shè)計、設(shè)備安裝試驗與測試檢驗工作，以確保設(shè)備的總體架構(gòu)設(shè)計平穩(wěn)合理、流動性好、操作簡單、絕緣安全可靠，并具有超高車輛限行警示功能等，以保證在進(jìn)行繞行道路線纜過路面架空鋪設(shè)工程生產(chǎn)作業(yè)時高空作業(yè)人員與機械設(shè)備的工作安全性，確保繞行道路不斷電生產(chǎn)作業(yè)的有效進(jìn)行等。對于10kV配網(wǎng)與不斷電生產(chǎn)作業(yè)旁路柔性光纜架空鋪設(shè)安裝的科技創(chuàng)新與優(yōu)化工程設(shè)計，也同樣有著很大的社會價值與經(jīng)濟效益。