摘要：随着供电可靠性要求不断提高，配网不停电作业中旁路、带负荷等完全不停电作业方法越显重要，带负荷更换跌落式熔断器在进行负荷转移过程时，如果发生熔丝熔断将会对作业人员和设备造成伤害。本文提出一种辅助装置及作业方法，可以防范负荷转移过程时，熔丝熔断产生燃弧对作业人员和设备造成的伤害。
关键词： 带电作业；带负荷；旁路作业；跌落式熔断器
0引言
跌落式熔断器因具有结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉与可靠性较高等优点得以广泛应用。在频率为50HZ、额定电压为35kV及以下的电力系统中315kVA以下小型配电变压器都是采用跌落式熔断器作为投、切操作开关和短路及过载保护使用；同时对保护性能要求不高的地方，它可以与隔离开关配合使用，代替自动空气开关；还可以与负荷开关配合使用，代替价格高昂的断路器。随着社会经济高速发展，用电量不断增加，致使跌落式熔断器不断出现老化、损坏现象需更换处理。采用带电作业方式更换跌落式熔断器能够减少用户停电时间，提高供电可靠性。
带电更换跌落式熔断器主要采用带负荷更换与不带负荷更换两种作业方式。目前应用最多的是不带负荷更换作业方式，作业时作业点的电源侧无需停电，负荷侧必须转检修状态，对该变压器供电范围电力用户影响较大。带负荷更换跌落熔断器受技术条件、作业工具等多种因素限制，显有开展。因此，开展带负荷更换跌落熔断器意义重大。
本文针对带负荷更换跌落式熔断器特点，设计了一种辅助工具，解决对跌落式熔断器进行负荷转移时熔丝熔断对作业人员及设备造成伤害问题。分析带负荷更换跌落式熔断器关键节点危险点，并提出预控措施。
1 跌落式熔断器工作原理
跌落式熔断器主要由瓷体、上桩头、下桩头、安装支架、熔丝、熔丝管组成。熔丝管两端的动触头依靠熔丝连接，将上动触头推入“鸭嘴”突出部位后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而熔丝管牢固的卡在“鸭嘴”里。当短路电流通过熔丝，造成熔丝熔断时，产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体，应熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧，用于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或故障设备。
2 带电更换跌落式熔断器作业方法
随着供电可靠性要求不断提高，带电作业被广泛应用在配网设备检修中。带电更换跌落式熔断器是常规作业项目之一，根据作业性质可以分为带负荷和不带负荷两种作业方式。不带负荷更换跌落式熔断器是目前常用的作业方法，带负荷更换跌落式熔断器显有开展。
2.1不带负荷更换跌落式熔断器带电作业
不带负荷更换跌落式熔断器，需要将配电变压器低压侧负荷退出运行，分开三相跌落式熔断器后，作业人员借助绝缘斗臂车、绝缘操作杆，利用绝缘手套作业法或绝缘杆作业法完成带电更换跌落式熔断器工作。绝缘手套作业法对作业技术要求相对简单、操作灵活，被广泛应用；绝缘杆作业法操作比较繁琐，对作业人员体能消耗较大，仅作为绝缘斗臂车无法到位情况下一种作业补充。不带负荷更换跌落式熔断器时可以采用带电作业方法拆除跌落式熔断器上引线连接点，避免跌落式熔断器电源侧其他用户停电，但跌落式熔断器的负荷侧用户必须停电，对电力客户仍有影响。
2.2带负荷更换跌落式熔断器带电作业
带负荷更换跌落式熔断器，无需将配电变压器低压侧负荷退出运行，作业人员借助绝缘斗臂车、绝缘操作杆，使用绝缘引流线对跌落式熔器进行负荷转移。据文献查阅，现有带负荷更换跌落式熔断器方法一般是借助绝缘引流线直接跨接跌落式熔断器两端进行负荷转移。负荷转移过程存在两个关键节点：一是，引流线一端和带电体连接以后，引流线本体和另一端也立即带电，带电的引流线另一端在位置转移过程中与带电体、接地体距离控制；二是，带电的引流线另一端与带电体进行连接的过程中，跌落式熔断器熔丝如果熔断，所产生燃弧对作业人员和设备造成伤害。相对不带负荷更换跌落熔断器而言，带负荷更换的作业安全措施、人员技能水平、作业程序、作业工器具等要求更为复杂多样，作业风险较大，属于复杂带电作业项目。基于以上原因，目前带负荷更换跌落式熔断器开展甚少。
由此可见，带负荷更换跌落式熔断器关键技术是：如何控制带电的引流线螺旋接线端与带电体、接地体安全距离控制问题和如何防范负荷转移瞬间，由于熔丝熔断产生燃弧对作业人员及设备造成的伤害。
3 带负荷更换跌落式熔断器关键技术
针对带负荷更换跌落式熔断器关键技术，研制一种辅助绝缘工具，该辅助工具能够有效解决带电的引流线螺旋接线端与带电体、接地体安全距离控制问题和如何防范负荷转移瞬间，由于熔丝熔断产生燃弧对作业人员及设备造成的伤害。探析借助辅助工具开展带负荷更换跌落式熔断器作业流程。
3.1 带负荷更换跌落式熔断器辅助绝缘工具
带负荷更换跌落式熔断器辅助工具由电杆固定底座、绝缘支撑杆、分断开关、引流线、绝缘遮蔽工具组成。（如图1所示）绝缘支撑杆通过电杆底座安装在电杆上，电杆底座为T型状，使其增加与电杆支撑面积，提升支撑物体重量。为更好和电杆接触，电杆接触面设计为圆弧状，由快速锁扣和棘轮紧固装置组成。紧固装置由金属锁链优化为绝缘编织带。绝缘支撑杆为环氧树脂制成的长1500mm，直径10mm的空心，满足分断开关自重及刀闸操作的冲击荷载要求。绝缘支撑杆电气型式试验满足100kV/min（试验长度0.4m）；预防性试验满足45kV/min（试验长度0.4m）技术要求。绝缘支撑杆和电杆固定底座为固定一体状。
图1
分断开关底座安装在绝缘支撑杆上，分断开关底座可以根据作业现场情况自由调节位置。底座设计由固定卡槽，使用单螺丝紧固，固定卡槽可以避免分断开关左右晃动。分断开关安装在开关底座上。
使用跌落式熔断器的变压器容量一般以315kVA为限，以其计算
10kV高压侧导线最大负荷电流(不考虑其它因素时)为315／10=31．5A。所以分断开关分断负荷电流能力必须大于31．5A。额定通流能力不小于200A，环境温度在+40°至-30°之间，风速在35m/s，海拔高度1000m以下能够稳定工作。分断开关采用闸刀式结构，由底座、支柱绝缘子、导电部分和机构部分组成。闸刀由两片导电刀组成，刀片两侧装有压缩弹簧，调节弹簧的高度可以得到开关刀闸所需要的接触压力，刀闸具有自锁装置，可以避免通流时刀闸脱落，引发事故。刀闸分合时满足负荷转移时的环流及熔丝熔断时的负荷电流要求。
分断开关两个接线端设有引流线快速连接桩，连接桩长20cm，直径2cm，全铜结构，提升导电性能，和分断开关连接设计为单螺丝相互包裹结构，避免引流线快速连接桩头上下晃动，同时减轻作业人员安装强度，提升作业效率。
引流线选材为交联聚乙烯、截面为50mm²单芯软铜绝缘导线，绝缘层厚度为4.5mm，20℃时引流线直流电阻不大于0.393Ω/km、绝缘电阻不小于500MΩ/km；引流线外部添加的辅助绝缘套管为环氧树脂，管径大小以引流线能自由套入，提升作业人员、设备与其短时擦过接触时的安全系数。引流线额定电流不小于200A，大于变压器一次侧额定电流。外部绝缘层满足20kV/min试验要求。引流线连接桩头通流能力不小于200A，设计为多功能钳头，可以借助绝缘杆完成引流线与带电体连接过程，提升作业人员安全性能。
3.2 带负荷更换跌落式熔断器作业流程
带负荷更换跌落式熔断器作业流程主要分为：现场勘查、编制标准化作业指导书，准备工器具，现场复勘，召开开工会，现场工器具检测，旁路系统安装，旁路系统环流操作，负荷转移，更换跌落式熔断器，引流操作，负荷转移操作，拆除旁路系统，拆除绝缘隔离，工作终结。其中旁路系统安装、引流操作及负荷转移为关键节点。
勘查现场需要测量跌落式熔断器负荷电流，确认在旁路系统工作范围内。作业前需要用用5000V绝缘电阻表对绝缘工器具进行绝缘电阻检测，阻值不小于700MΩ。分断开关绝缘子沿面阻值不小于500 MΩ，新跌落式熔断器桩头与接地体之间阻值不小于500 MΩ。
旁路系统安装前，斗内电工在作业区域对带电体、接地体进行绝缘遮蔽。按照“先带电体后接地体，由远到近，先下后上”原则依次设置。根据带负荷作业特点，绝缘遮蔽工具宜使用硬质绝缘遮蔽工具，在起到绝缘遮蔽的同时可以限制作业人员活动范围。
旁路系统安装按照绝缘支撑杆、分断开关、分断开关上下引流线顺序进行。安装引流线前应拉开分断开关，变引流线直接引流跨接为带电搭接引流线。安装引流线宜先安装分断开关下侧引流线，先将引流线连接到分断开关下桩头快速连接桩，再用绝缘操作杆操作多功能钳头，完成引流线与跌落式熔断器下桩头带电引线连接，并对连接点安装补充绝缘。安装分断开关上侧引流线时，应防止引起分断开关上下接线桩头短路，引发燃弧故障，必要时需要对分断开关两侧接线桩头进行绝缘隔离。
引流操作应使用绝缘操作杆，作业人员和带电体保持不小于0.7米的安全距离。负荷转移时分合跌落式熔断器动作平稳快速，操作幅度不宜过大。
4 结论
针对带负荷更换跌落式熔断器关键技术，研制一种适用于带负荷更换lOkV架空配电变压器跌落熔断器辅助工具，由电杆固定底座、绝缘支撑杆、分断开关、引流线、绝缘遮蔽工具等5部分组成。其结构简单、使用方便，经济性好。
提出一种使用分断开关完成带负荷更换跌落式熔断器的作业新方法，通过使用分断开关，安装引流线的过程，由引流线直接引流跨接变为带电搭接引流线，使用绝缘操作杆操作分断开关完成负荷转移，避免作业人员和带电体作业接触。负荷转移过程即使发生熔丝熔断，产生燃弧也不会对作业人员和设备造成伤害，可以安全、高效开展带负荷更换跌落式熔断器工作，不仅减少用户停电时间，也有效降低带电作业工作事故率。有利于提高社会及经济效益，既保障了用户正常用电需求，又同时推动了该项目技术的进步与发展。
参考文献:
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作者：张冬,国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司，男，汉，1976年6月出生，高级工程师，高级技师，国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司配网带电作业管理，长期从事配网不停电检修工作，现为国网公司级技能专家。
论文作者:张冬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
标签：作业论文; 熔断器论文; 负荷论文; 桩头论文; 旁路论文; 电杆论文; 操作论文; 《电力设备》2017年第33期论文;