国网江苏省电力公司检修分公司连云港运维站 江苏 222000
摘要：近年来，我国的用电量不断增加，变电站也在逐渐增多。本文针对220ｋＶ管母线隔离开关静触头带电检修作业进行研究，综合分析比较了几种带电作业工具在进入母线电位时安全性的优劣，提出了利用绝缘直立伸缩硬梯适时搭配绝缘板的带电作业方式，并验证了该方式的可行性。
关键词：管母线；隔离开关；带电检修；静触头；直立伸缩硬梯
引言
在电网中，变电站是非常重要的一个部分，其能否安全运行直接关系到整个电网的稳定运行。变电站内隔离开关由于长期运行以及高污染、大负荷、大电流等因素的作用，各种类型缺陷及故障时常出现。如何在带电情况下对故障或缺陷进行处理，以减少停电时间、减少负荷及电量损失，显得尤为重要和紧迫。根据相关规定，在海拔1000ｍ及以下地区，进行220ｋＶ电压等级带电作业时，等电位作业人员对邻相导线的最小距离为2．5ｍ，等电位作业的最小组合间隙为2．1ｍ，等电位人员与接地体的最小安全距离为1．8ｍ。由于220ｋＶ设备区较紧凑的间隔结构，管母线中对中距离仅为3ｍ，对开展此类带电作业的安全性有较大的影响。为解决此问题，本文选取某500ｋＶ变电站220ｋＶ母线隔离开关作为研究对象，综合分析比较了几种带电作业工具在进入母线电位时安全性的优劣，提出了利用绝缘直立伸缩硬梯适时搭配绝缘板的方式进行作业，通过理论分析和计算，确定了作业的危险性概率及直立伸缩硬梯的布置位置，以保证此类带电作业的安全开展。
1进入等电位方法及电气安全性校核
某500ｋＶ变电站220ｋＶ设备区采用管母线紧凑型布置，相间距离为3ｍ，管母线直径为0．25ｍ，管母线距地面9．2ｍ。母线隔离开关多为ＧＷ6、ＧＷ16等垂直开启式隔离开关，静触头距母线中心约为0．5ｍ，静触头长度为0．6ｍ，有垂直于母线、平行于母线两种安装方式。在变电站带电作业中，等电位电工进入强电场方法有：使用挂梯进入等电位；使用人字梯进入等电位；使用直立伸缩硬梯或平台进入等电位。对于这种220ｋＶ典型间隔结构来说，使用挂梯进入等电位存在以下问题。（1）在管母线上悬挂挂梯时，等电位电工和工具设备的重量可能会使管母线出现机械形变。（2）施加在管母线上的重量有可能对支柱绝缘子造成机械压迫，使得支柱绝缘子发生断裂。使用人字梯时，人字梯的组立会受到母线正下方隔离开关及其三相连接杆的影响，无法安放在需更换的静触头正下方。为此，应使用自行研制的直立伸缩硬梯进入强电场，同时在直立伸缩硬梯上部加装作业平台及绝缘挡板，以控制等电位电工的作业区域。等电位电工沿直立伸缩硬梯进入等电位，硬梯与绝缘板长约8．7ｍ，由于隔离开关支柱为接地体，长度为3ｍ，作业人员短接部分长度约为2ｍ，直立伸缩硬梯有效长度为3．7ｍ，根据绝缘50％放电电压经验曲线可得：
Ｕ50％＝663．57ｋＶ×ｌｎ（3．7）＋488．97ｋＶ＝1357．1ｋＶ
作业人员在攀登过程中处于中间电位时，根据试验经验，考虑一定安全裕度，确定直立伸缩硬梯的组合绝缘放电电压比纯绝缘放电电压低20％，即1085ｋＶ。由此计算220ｋＶ隔离开关带电更换静触头作业的危险率Ｒ0＝6．82×10－7。目前，带电作业公认接受的危险率水平为10－5，故220ｋＶ隔离开关带电更换静触头作业满足电器安全性要求。
2等电位电工作业安全性分析
2．1静触头平行于母线安装
在对中相隔离开关静触头进行更换作业时，要将直立伸缩硬梯通过下端专用卡具固定于隔离开关支柱上，四面打拉线通过站内地锚将直立伸缩硬梯可靠固定。等电位电工用手通过抓握静触头等电位之后，其作业范围被限定在直立伸缩硬梯顶部挡板之内。此时以靠近边相的挡板上沿作为最靠近邻相带电部位的边缘点，记为ｈ，与母线水平线交点为ｂ，Ｃ相管母线边沿记为ｃ1，如图1所示。
图2等电位电工边相作业安全距离（静触头垂直于母线安装）
2.2静触头垂直于母线安装
静触头垂直于母线安装作业与平行于母线安装作业类似，如图2所示。以靠近边相的挡板上沿作为最靠近邻相的边缘点，记为ｈ，与母线水平线交点为ｂ2，但由于静触头垂直于母线安装，静触头长度为0．6ｍ，等电位电工在拆装静触头过程中，手部沿垂直于母线方向探出静触头距离约为0．1ｍ。根据图2，有：
ｈｂ2＝0．5ｍ－0．25ｍ／2＝0．375ｍ
ｃ2ｂ2＝3ｍ－0．125ｍ－0．4ｍ＝2．475ｍ
此时，可保持与邻相的最小距离为ｈｃ2＝2．503ｍ，该距离与安规中所规定的220ｋＶ带电作业须与邻相保持的最小安全距离2．5ｍ非常接近，故不建议采用此种作业方式。边相作业过程中，当直立伸缩硬梯通过下端专用卡具与管母线成90°固定于隔离开关支柱上时，最靠近边相的挡板上沿边缘点与邻相的安全距离计算数据与中相作业时相同，且边相作业时，直立伸缩硬梯可沿垂直于管母线方向顺时针旋转一个较小角度后固定于隔离开关支柱上，安全距离大于上述计算得出的安全距离（2．475ｍ）。因此，等电位电工在进入等电位时，注意动作迅速、准确的同时，身体应保持紧靠直立伸缩硬梯顶部挡板远离中相一侧，手部不超过绝缘挡板边沿，就能够保证作业安全。
3垂直于母线安装静触头带电检修方法改进
在对母线静触头进行带电安装时，可将绝缘挡板加装在中相及边相管母线间。绝缘板距正极性管母线不同距离时间隙操作冲击电压见表1。
由表1可知，当绝缘板加装在离非作业相带电母线约0．5ｍ时，绝缘遮蔽效果最佳。相关研究结果表明，对于220ｋＶ变电站管母线间带电作业，需加装的绝缘板尺寸为3．2ｍ×2．0ｍ。
4自制直立伸缩硬梯安全性校核
在进入强电场后，所使用的工具为自行研制的直立伸缩硬梯，不是标准的成型产品，故需按照严格的试验标准进行机械、电气试验。根据ＤＬ／Ｔ878—2004《电作业用绝缘工具试验导则》要求，对自制直立伸缩硬梯进行试验：在32℃、58％湿度、97．6ｋＰａ气压下，试验长度为1．8ｍ，工频耐压值为450ｋＶ，一分钟内无击穿、闪络和发热现象出现。考虑作业人员体重和工具总重为80ｋｇ的情况下，直立伸缩硬梯横担的安全系数为4．8倍，金属连接件的安全系数为7．4倍，伸缩拉线的安全系数为5．1倍，均满足安全系数不小于2．5倍的要求。由此，自制直立伸缩硬梯的电气与机械试验均通过。
结语
（1）220ｋＶ母线为管母线且结构较为紧凑的条件下，在进行母线隔离开关静触头带电检修时，使用挂梯或人字梯会受到管母线机械强度及组立位置的影响，宜采用直立伸缩硬梯进入母线电位。
（2）当静触头平行于母线安装时，进行静触头带电检修作业的等电位电工与邻相可保持的最小距离为2．7ｍ，大于安规规定的最小安全距离（2．5ｍ）且留有一定裕度，可以保证作业安全性。
（3）当静触头垂直于母线安装时，如需进行静触头带电检修，可在检修相与侧面带电相管母线间利用绝缘人字梯加装绝缘隔板，人字梯组立时梯脚摆放在距直立伸缩硬梯梯脚0．68ｍ处，可以保证作业安全性。
参考文献：
［1］丁一正，谈克雄．带电作业技术基础［Ｍ］．北京：中国电力出版社，1998
［2］毛光辉，等．带电作业操作方法［Ｍ］．北京：中国电力出版社，2011
［3］国家电网公司．国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）［Ｍ］．北京：中国电力出版社，2009
论文作者:牟小玮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/30
标签：母线论文; 作业论文; 电位论文; 伸缩论文; 触头论文; 距离论文; 电工论文; 《防护工程》2017年第27期论文;