云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司文山供電局 高文逸 李云川 蘇嘉力 何昱蓉

1 引言

在電氣系統(tǒng)中，為了判斷和評(píng)價(jià)變電站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備的性能，保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)變電站電氣設(shè)備的電流進(jìn)行定期維護(hù)和故障評(píng)估。為防止維修檢測(cè)設(shè)備在維修檢測(cè)過(guò)程中因各種原因而中斷，突發(fā)電氣或感應(yīng)電源故障會(huì)危及維修、檢測(cè)人員、儀器設(shè)備的安全，以確保維修檢測(cè)設(shè)備在事件發(fā)生時(shí)的安全停電。目前，電氣系統(tǒng)中常用的接地方法是將一些電氣設(shè)備接地（可以通過(guò)關(guān)閉每個(gè)輸入側(cè)維護(hù)設(shè)備上的接地線來(lái)實(shí)現(xiàn)），主橋變壓器母線、電容器組、接地變壓器等設(shè)備的連接必須通過(guò)耦合地線來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。為保證合閘運(yùn)維試驗(yàn)的安全，提高回程運(yùn)維試驗(yàn)操作的效率，需要以安全、便捷、可靠的方式進(jìn)行地線放置操作。因此，一套能夠保證地線安全、可靠、靈活操作的接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置對(duì)于提高工作效率、保障運(yùn)維人員的安全是必不可少的。

2 電氣設(shè)備停電檢修接地線裝設(shè)操作現(xiàn)狀

目前，變電站電容器組、接地變壓器、10kV主變線橋等停電檢修試驗(yàn)設(shè)備均安裝接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置。從試驗(yàn)裝置的輸入側(cè)引出地線，在卡口上戴上絕緣手套，握住地線控制棒保護(hù)環(huán)下方的部分，將接地線夾對(duì)準(zhǔn)指定的接地點(diǎn)位置，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)控制桿，將接地線夾固定到電氣設(shè)備位置細(xì)節(jié)。

但是，電容器組、接地變壓器和其他變電站設(shè)備現(xiàn)在都是封閉設(shè)備，并且開(kāi)啟的設(shè)備被屏蔽門(mén)包圍以確保安全。當(dāng)需要鉤住地線時(shí)，斷電后電門(mén)打開(kāi)，操作人員使用地線控制桿鉤住地線[2]。由于設(shè)備外觀、設(shè)備結(jié)構(gòu)和接地點(diǎn)位置的限制，地線電流的中斷在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)使地線無(wú)法正?？煽堪惭b的問(wèn)題。

一是變電站常用的10kV接地線操作桿長(zhǎng)度約為1m。一些老變電站更換或增加新設(shè)備后，由于變電站廠房結(jié)構(gòu)和新增設(shè)備安裝的結(jié)構(gòu)和位置有限，在某些情況下（由于設(shè)備與墻壁距離較近）由于操作空間有限，無(wú)法使用地線控制桿安全可靠地掛地線，必須采用規(guī)范的操作方法來(lái)實(shí)現(xiàn)地線掛接。對(duì)于電容器等設(shè)備，如果停電后沒(méi)有完全放電，操作人員在鉤住地線時(shí)使用了錯(cuò)誤的方法會(huì)帶來(lái)安全隱患。

二是一些廠家把電容器做成一組裝置，其中接地線懸于電容器和電纜頭之間，尤其是中性點(diǎn)接地點(diǎn)靠近裝置內(nèi)部地線放置。地線操作桿的操作難以完成，增加了操作人員的操作負(fù)擔(dān)，也增加了電氣設(shè)備的老化和維修時(shí)間，降低了工作效率，無(wú)法保證地線的可靠性[3]。變電站電容器組設(shè)備、接地變壓器組合柜等用電設(shè)備發(fā)生停電檢修時(shí)，操作人員不規(guī)范地使用地線，懸空地線會(huì)對(duì)人員和設(shè)備的運(yùn)維安全存在較大隱患，是擺在運(yùn)維人員和變電站電氣系統(tǒng)維護(hù)面前急需解決的問(wèn)題。

3 接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置特點(diǎn)

一是接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置，包括一端帶有地線卡口的地線連接器和地線卡口內(nèi)套有地線連接器的可沿軸線移動(dòng)的一體式彈簧機(jī)。向下移動(dòng)的地線閉合裝置，接地線連接體的另一端裝有萬(wàn)能轉(zhuǎn)向裝置，包括防側(cè)傳輸線、萬(wàn)能鎖緊螺母和萬(wàn)能轉(zhuǎn)向鋼球，轉(zhuǎn)向裝置安裝在萬(wàn)能輪外側(cè)轉(zhuǎn)向裝置裝有卡口功能桿和接地用的夾緊傳動(dòng)裝置。

二是對(duì)接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置的傳動(dòng)軸穿過(guò)萬(wàn)能轉(zhuǎn)向鋼球的中心，一端固定在接地夾卡口附近的轉(zhuǎn)換裝置上，另一端固定在接地夾的卡口處，利用萬(wàn)能接地夾，夾緊裝置固定在控制桿卡口的一端。萬(wàn)能球鎖緊螺母固定在轉(zhuǎn)換裝置靠近地線夾傳動(dòng)裝置的一端，萬(wàn)能轉(zhuǎn)向球可以在萬(wàn)能球鎖緊螺母的固定件上轉(zhuǎn)動(dòng)[4]。

三是萬(wàn)能轉(zhuǎn)向裝置外側(cè)的操縱桿卡口由垂直于筒體的兩個(gè)等長(zhǎng)的小圓柱體組成，兩個(gè)小圓柱體對(duì)稱分布在筒體內(nèi)，大小相匹配，地線夾為剛性圓柱體，剛性圓柱體的直徑小于地線控制桿頭部的內(nèi)徑。

4 接地線操作桿轉(zhuǎn)接裝置的研制

為解決地線操作桿在某些情況下不能正常、可靠、方便使用的問(wèn)題，對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安裝位置、現(xiàn)場(chǎng)及操作結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。在檢查了工作原理后，研究人員設(shè)計(jì)了一種由接地線懸掛的輔助控制裝置。接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置如圖1所示。

4.1 接地線操作桿轉(zhuǎn)接裝置的研制背景

在電力系統(tǒng)中，當(dāng)變電站中的一些用電設(shè)備，如電容器片、母線橋、接地變壓器等需要斷開(kāi)進(jìn)行檢修時(shí)，為保證工作人員的安全和設(shè)備的維護(hù)檢測(cè)，任何侵入側(cè)故障維護(hù)設(shè)備應(yīng)安裝地線，以防止測(cè)試人員和設(shè)備的安全發(fā)生突然觸電的現(xiàn)象。目前，變電站內(nèi)的接地電纜安裝有帶接地電纜的專用控制桿，依靠接地電纜控制桿完成操作。此外，在更換一些舊設(shè)備或增加新設(shè)備的同時(shí)，也需要借助接地線操作桿轉(zhuǎn)接裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在安裝新設(shè)備時(shí)，設(shè)備斷電固定后，如果接地線運(yùn)行不規(guī)范、接地線不可靠，也給操作、維護(hù)人員以及設(shè)備的安全帶來(lái)隱患。

4.2 接地線操作桿轉(zhuǎn)接裝置的研制內(nèi)容

一是為了克服上述背景的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可靠性高的接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置。

二是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)包括一端帶有地線卡口的地線連接體，彈簧接頭機(jī)纏繞在接地卡口內(nèi)的地線連接體上。可以沿軸移動(dòng)，向下移動(dòng)的地線閉合裝置，接地線連接體的另一端裝有萬(wàn)能轉(zhuǎn)向裝置，包括防側(cè)傾傳輸線、萬(wàn)能帶球鎖緊螺母和萬(wàn)能轉(zhuǎn)向鋼球，轉(zhuǎn)向裝置安裝在萬(wàn)能輪外側(cè)轉(zhuǎn)向裝置裝有卡口功能桿和接地用的夾緊傳動(dòng)裝置。

三是接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼索穿過(guò)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)向鋼球的中間，一端固定在接地夾卡口附近的轉(zhuǎn)換裝置上[5]。另一端固定在卡口控制桿的一端，萬(wàn)能球鎖緊螺母將萬(wàn)能轉(zhuǎn)向球固定在轉(zhuǎn)換裝置靠近地線夾傳動(dòng)裝置的一端，萬(wàn)能轉(zhuǎn)向球可以在萬(wàn)能球鎖緊螺母的固定件上轉(zhuǎn)動(dòng)。

四是萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置安裝在地線控制桿和地線夾之間，作為使用地線控制桿鉤住地線時(shí)的輔助裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可靠性高的特點(diǎn)；適用于電氣系統(tǒng)設(shè)備停電檢修的懸掛地線操作，大大提高了電氣系統(tǒng)停電檢修期間接地鉸鏈操作的安全性、可靠性和運(yùn)行效率。

4.3 接地線操作桿轉(zhuǎn)接裝置的實(shí)施方式

一是接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置包括一端帶有地線夾的卡口、地線連接體和地線卡口內(nèi)，地線連接體上帶有套筒的一體式彈簧機(jī)構(gòu)，彈簧機(jī)構(gòu)可以沿軸向降低地線鎖定裝置。地線連接體的另一端裝有萬(wàn)能轉(zhuǎn)向裝置，該萬(wàn)能轉(zhuǎn)向裝置由防轉(zhuǎn)傳動(dòng)線、萬(wàn)能球鎖緊螺母和帶萬(wàn)能鋼球軸承的方向盤(pán)組成，萬(wàn)能傳感裝置分別裝有卡口功能桿和帶接地夾的夾持傳動(dòng)裝置。

二是如圖2所示，萬(wàn)能轉(zhuǎn)向裝置的防扭傳輸線穿過(guò)萬(wàn)能轉(zhuǎn)向鋼球的中心，一端在接地夾接地的卡口附近固定有轉(zhuǎn)換裝置和閉合裝置，另一端固定在操作桿卡口的一端；萬(wàn)能球鎖緊螺母將萬(wàn)能定向鋼球固定在轉(zhuǎn)換裝置靠近接地夾鉗與傳動(dòng)裝置的一端，萬(wàn)能定向鋼球方向，滾珠鎖緊螺母可旋轉(zhuǎn)至固定位置。

三是萬(wàn)能轉(zhuǎn)向裝置外側(cè)的操縱桿卡口由兩個(gè)等長(zhǎng)的垂直于圓柱體的小圓柱體組成，圓柱體對(duì)稱分布在圓柱體內(nèi)?？谳S尺寸對(duì)應(yīng)，地線夾為剛性圓柱體，剛性圓柱體的直徑小于地線控制桿頭部的內(nèi)徑。

四是變電站電氣設(shè)備停機(jī)檢修時(shí)，需要懸吊接地線，且受裝置結(jié)構(gòu)和操作角度的限制，需要使用萬(wàn)能地線轉(zhuǎn)換桿裝置時(shí)對(duì)齊掛鉤上的地線夾。萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置的卡口接地夾，按下接地夾即可鎖定裝置。插入接地夾的兩個(gè)突起后，插入接地夾的卡口，轉(zhuǎn)動(dòng)接地夾將接地線夾到接地自動(dòng)從其彈性裝置旋轉(zhuǎn)，將接地線夾固定到卡口夾地線上。同樣的操作方法可以將萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置的控制桿的卡口調(diào)整到地線控制桿上，將萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置連接到接地夾和接地線控制桿后，可根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)、接地點(diǎn)位置和方便程度，用接地線控制桿鉤住電線，將萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置調(diào)整到方便的角度，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)底部，將地線夾調(diào)整到設(shè)備指定的接地點(diǎn)，即可完成掛地線工作。

4.4 接地線操作桿轉(zhuǎn)接裝置使用方法

變電站檢修試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，在斷電情況下需要對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修的懸空地線進(jìn)行操作。由于工廠環(huán)境、設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作角度等原因，需要使用接地線操作桿轉(zhuǎn)接裝置，有線控制桿移動(dòng)。將地線夾對(duì)準(zhǔn)接地控制桿適配器的卡口，將地線夾壓緊以鎖定設(shè)備。當(dāng)?shù)鼐€夾的兩個(gè)突起被推入地面時(shí)，旋轉(zhuǎn)地線夾放置接地夾的卡口。此時(shí)，接地夾的閉合裝置從其彈性裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，將接地夾連接到適配器夾控制桿的接地卡口上，可采用同樣的操作方式，將控制棒適配器的控制棒卡口與地線控制棒連接。將萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置連接到接地夾和接地線控制桿后，可根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)、接地點(diǎn)位置和方便程度，用接地線控制桿鉤住電線，將萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置調(diào)整到方便的角度，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)底部，將地線夾調(diào)整到設(shè)備指定的接地點(diǎn)，即可完成掛地線工作。

5 裝置現(xiàn)場(chǎng)布置

繼成功開(kāi)發(fā)了亞太變壓器、新皇變壓器、陸橋變壓器、裕信變壓器等變電站的接地線杠桿轉(zhuǎn)換設(shè)備、電容器組和接地變壓器。應(yīng)用和影響驗(yàn)證是在維護(hù)測(cè)試工作場(chǎng)所級(jí)別進(jìn)行的，地線吊線作業(yè)中使用控制桿轉(zhuǎn)接裝置后，操作人員可以根據(jù)接地點(diǎn)位置和操作舒適度的要求，使用地線控制桿調(diào)整轉(zhuǎn)接裝置的角度，滿足操作人員方便的要求，再轉(zhuǎn)動(dòng)控制桿，將接地線夾調(diào)整到設(shè)備接地點(diǎn)，輕松完成接地線鉸鏈的操作，克服了變電站因電器而導(dǎo)致的電容器和底層變壓器的問(wèn)題結(jié)構(gòu)、安裝位置、接地點(diǎn)位置等現(xiàn)狀問(wèn)題，如操作不當(dāng)、接地線懸吊不可靠等。通過(guò)變電站人員運(yùn)行維護(hù)發(fā)現(xiàn)，由于安裝結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝位置、接地點(diǎn)位置等原因，部分地線懸空，地線從原來(lái)的平均15min減少到現(xiàn)在的平均只有5min，而且地線掛得更緊，漏電的可能性大大降低，可靠性提高，提高了操作的安全性和效率。

6 結(jié)語(yǔ)

本文提出的接地線操作桿萬(wàn)能轉(zhuǎn)換裝置的研究成果具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)換裝置與地線控制桿配合使用，適用于停電情況下維修設(shè)備的地線懸吊操作，無(wú)需改造其他設(shè)備和結(jié)構(gòu)。地線的操作對(duì)電容器組來(lái)說(shuō)是比較危險(xiǎn)的，停電修復(fù)時(shí)將變壓器等設(shè)備接地，為變電站提供解決方案。轉(zhuǎn)接裝置在變電站現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用，提高了懸吊式接地線在檢修設(shè)備損壞的情況下操作的方便性、安全性和可靠性，提高了工作效率，保證了操作人員以及設(shè)備的安全。