配电线路旁路作业负荷转移特性的分析研究论文_陈显忠

摘要：配电线路出现故障时，若采取线路停电作业法将对用户的供电可靠性造成一定的影响，而采用旁路不停电作业法对配电线路进行检修，可明显提高系统的供电可靠性。使用旁路作业法可以改进以往检修方式存在的问题，周围用户在配网检修期间也能用电，使用移动箱变车解决中低压设备在更换检修中导致的停电问题，为旁路不停电作业的推广提供帮助。采用旁路不停电作业法对配电线路进行检修，可明显提高系统的供电可靠性，因此，本文对10kV配电线路旁路作业关键性技术及负荷转移进行了分析。

关键词：配电线路；旁路作业；不停电；负荷转移

引言

随着社会经济以及科技的快速发展，居民用电可靠性越来越高，而当电力设备出现故障，如何在恢复送电过程中保障用户的持续供电逐渐成了全国各个供电系统部门首要考虑的问题。旁路不停电作业技术可广泛应用于中压和低压配电线路检修作业中，是一项提高城市配网供电可靠性和优质服务水平的新型前沿技术，是配网不停电作业关键性技术。该技术能短时间内在现场构建一套临时旁路供电系统，跨接故障或待检修路段，在用户不间断供电状态下，安全、快速地完成计划检修和故障抢修工作。

1配电旁路不停电作业法原理

配电线路旁路不停电作业技术的基本原理图如图1所示，通过柔性电力电缆、快速插拔式电缆接头、旁路开关及专用工具在现场短时间内搭建一条临时旁路供电电缆线路，跨接故障或待检修线路段，然后通过旁路开关操作，将电源引向临时旁路供电电缆线路，保持对用户不间断供电，再断开检修段线路，转入停电状态检修，待检修完毕后再重新投入运行。整个作业过程可实现对用户完全不停电，提高了对用户供电的可靠性。采用架空线路与电缆线路旁路不停电作业技术，可取得显著的效益，主要体现在以下几个方面。

图1旁路不停电作业技术原理

（1）安全方面。旁路不停电作业技术应用于配网线路的检修，可使带电作业工作人员在停电区域内作业，极大地提高了人身安全性，伤亡事故明显减少。

（2）经济效益。以单次带负荷更换柱上负荷开关为例，利用旁路不停电作业技术可直接减少停电户数。

（3）社会效益。旁路不停电作业技术的应用能实现在长时间的检修过程中保障用户不停电的目标，能有效减少计划停电时间，供电公司优质服务能力明显提升，树立了公司良好的社会形象，有利用于和谐社会的稳定建设。

在配电网检修中采用不停电作业时，可降低用户的停电损失成本，用户的停电损失成本的计算公式为：

式中，Closs为用户的停电损失成本；EENS为系统的缺供电量，计算公式如式（2）所示；IEAR为缺电损失评价率，一般与当地的实际情况相关，表示用户损失单位电量造成的经济损失。

式中，Pi为第i条检修的配电网的负荷有功功率，n为系统需要进行检修的配电线路条数；Δt为配电网进行检修所需要花费的时间。此外，对于配电网的供电可靠性的评价，本文采用的供电可靠性的评价指标如下。

（1）平均供电可用率ASAI：

（2）平均停电持续时间指标AIDI：

2旁路作业试验

2.1断接试验

试验测量带电断接旁路电缆至架空导线时，断接处电缆与架空线之间充放电产生几的电容电流。试验布置如图2所示。空载电缆采用截面积50mm2柔性电缆50m，一端采用快速插拔旁路电缆终端与旁路负荷开关连接，一端采用电缆户外终端及引线。

图2空载旁路电缆断接试验示意图

开断、接入试验过程可以听到断接处电缆与架空线之间充放电产生的电弧电流（火花放电）声音，测量到的空载电缆稳态电容电流小于0.1A。

2.2稳态分流试验

图3稳态分流试验示意图

试验采用40V/5KA低压大电流发生器，架空导线采用240mm2的钢芯铝绞线，旁路电缆采用50mm2柔性电缆，中间加装直通快速插拔接头，两端装有绝缘线夹。架空导线长6.2m，旁路电缆及连接器总长8.4m。试验示意图如图3所示。

分别计算和测量架空导线和柔性电缆的阻抗值，对回路通以稳态工频电流，测量回路总电流、架空导线和旁路柔性电缆分流情况，得到试验结果如表1所示。

表1并联稳态分流试验结果

2.3断线过程分流试验

在旁路电缆与架空导线并联运行的情况下，模拟人工剪断架空导线过程。测量架空导线与旁路电缆分流情况。试验结果如表2所示。

表2断线过程分流试验结果

由试验结果可知，在剪断线之前，断线点局部电阻的减小对整体的分流基本无影响。在架空导线断线的瞬间，架空导线电阻变为无穷大，但由于旁路电缆的存在，整个回路电阻并未发生突变，因此，无过电压和过电流产生。

配电网直接与用户相连，故其供电可靠性十分重要。利用旁路不停电作业法进行配电线路的检修可有效提高系统的供电可靠性，保证对用户的持续可靠供电，故该作业方法值得进一步推广使用。

3配电线路旁路不停电作业方案的实现

3.1应用旁路快插转接电源箱及绝缘斗臂车

旁路快插转接电源箱的应用可实现中低压旁路系统和配网系统的快速切入。带有开关的旁路快插转接电源箱中包含旁路开关、快速接口、应急接入端子接口、电源核相接口、负载端子接口，如图4所示。转接电源箱能够临时实现电源与负载的零停电接入，为重要负荷和故障负荷提供稳定的应急性供电服务，实现供电企业零停电检修。

图3带开关旁路快插转接电源箱

此外，供电企业针对0.4kV配电网不停电作业采用了绝缘斗臂车，通过XHZ5072JGKY5型无支腿绝缘斗臂车完成了“0.4kV旁路法带电更换低压电缆分支箱”项目的作业演示。该车型是某供电企业专门为解决城区等类似狭小空间复杂作业工况下不停电作业定向开发，为国内首款无支腿绝缘斗臂车。车辆采用全进口依维柯底盘，整车长度仅6.3m。设备应用特点如下：①使用车桥稳定系统完成无支腿作业，依靠轮胎支撑进行高空作业。②设备长度6.3m，宽度2.2m，机动性较高。③折叠+伸缩工作臂的结构，兼具折叠臂和伸缩臂车型的优点，可以方便准确找准空中工作位置，提高工作效率，同时具有跨越空中障碍能力强的优点。④金属伸缩臂尾端有绝缘段，与内伸缩臂全缩预留段之间保持1m有效绝缘段，设备及时不伸出手臂也能够进行全系统旁路不停电作业。

3.2优化旁路作业指挥模式

中低压旁路系统在搭建时需要进行带电塔头操作、倒闸操作，各项工序需紧密配合，反复交替展开，这对中低压配网旁路作业协调指挥提出了较高要求。对此，以下建议可供参考：①积极开展中低压旁路不停电作业现场调度，全体员工一同参与作业项目，听从指挥人员的调度安排。②为旁路不停电作业施工现场设置总指挥，总指挥进行现场作业的统筹与协调，确保作业顺利完成。

3.3对旁路电缆接头展开状态监测

旁路不停电作业在专业领域属于第四类带电作业，为技术难度最高、作业最复杂的一类项目。相比普通带电作业，需要动用成倍的作业人员和车辆，对人力物力调配、现场施工管控以及多部门协调配合能力都提出更多考验。配网中低压全系统旁路不停电作业的开展需要用到柔性电缆。柔性电缆在敷设时往往需要一定的长度，单根线缆长度为50m，而中低压旁路系统中拥有较多柔性电缆的接口，每个接头都需要安排负责人巡检。整个柔性电缆的敷设施工需要耗费大量人力与物力。应用可视化监测装置，安装柔性电缆接头保护盒，对柔性电缆接头处的温度和电流进行24h不间断监测。当温度与电流超过额定范围时，监测系统会第一时间将预警信息传递给电力运维人员，降低以往检测的工作量，提升工作效率。

随着配网设备种类的增加，为了更好的满足中低压全系统旁路接入需求，应在电网规划阶段考虑旁路间隔的预留问题，使后期新增加的设备旁路之间间隔预留到位。接下来，我国供电企业将要研发高压智能旁路供电开关，以此检测旁路侧与原电源侧相序，建立自动监控管理系统，系统可对运维人员提供预警信息。系统拥有无压合闸功能，可降低全系统旁路不停电作业时间，实现旁路带电作业的全市场推广与应用。

综上所述，通过旁路快插转接电源箱与绝缘斗臂车的应用，优化现场指挥调度模式，为旁路带电作业奠定安全基础。

4结束语

旁路不停电作业技术的应用，能实现在长时间的检修过程中保障用户不停电的目标，让检修改造安排工作更加灵活，减缓了施工班组赶进度的压力，也减轻了操作班组倒闸操作的工作量，是缩短计划停电时长、提升供电可靠性、增加配网检修灵活性的一种有效手段，拓展了配电网不停电作业的广度和深度，为提高供电可靠性提供了技术支持。

参考文献

[1] 韩伟亮 陈俊龙.基于10kV旁路不停电作业技术在配网实践应用的研究[J].东北电力技术，2015(09)

[2] 黄旭 刘兆领 刘倞等.旁路电缆作业用新型电缆中间接头的研究与应用[J].电气应用，2017(20)

[3] 林琦.提升10kV电缆不停电作业实用化关键技术的研究[D].北京：华北电力大学（北京），2016

[4] 蔡晓军 李伟新.配电网10kV电缆不停电作业应用技术[J].供用电，2015(05)

[5] 刘恒门 蒋啸宇 孙叶旭等.配网中低压全系统旁路不停电作业方案解析[J].新型工业化，2019(04)

[6] 刘聪汉.多种旁路作业方法在配网不停电作业中的应用[J].广西电力，2018(12)

作者简介：

陈显忠(1974—）男，汉族，本科，技师，主要从事10kv配网线路带电作业。

论文作者:陈显忠

论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期

论文发表时间:2020/4/13

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