国网安徽省电力有限公司宣城供电公司，安徽 宣城242000
摘要：城市发展建设对供电可靠性和便利性要求逐步增高，相对于裸导线，电缆线路及架空绝缘导线绝缘良好，对外部环境的敏感度较低，供电可靠性得到提升，大量电缆线路及架空绝缘导线用到了10kV配电线路上。电缆和架空绝缘导线的使用，导致10kV柱上开关停电检修作业接地线装设不便实施，传统的架空线成套接地线无法在柱上开关上装设，为确保安全，需寻找合适接地点，开关附近若无验电接地环，则不得不扩大停电范围，造成了一定的供电服务压力，且扩大停电范围需要进行更多的倒闸操作，该过程中存在一定安全风险。为解决上述问题，特研制10kV柱上开关接地装置。
关键词：10kV柱上开关；接地装置；研制
引言
目前，10kV柱上开关出线侧为电缆线路或绝缘导线，无法装设成套接地线。为确保工作安全，需要断开10kV柱上开关前段开关并接地，因此会造成停电范围大规模扩大，严重影响了供电服务质量。
1项目概述
在10kV配电电缆线路的检修、抢修工作中,为严格执行电力安全工作规程,确保人身、电网和设备安全,需要在工作地点的两端装设接地线。由于10kV城市配电网中拥有大量电缆和绝缘导线,传统的成套架空线接地装置无法完成线路接地，且也无法在开关本体上进行装设，因此需要扩大停电范围，找到能够装成套接地装置的验电接地环。由于扩大了停电范围，可能造成部分客户频繁停电，引发供电服务投诉事件发生，降低了公司社会影响力。同时，停电范围扩大造成了供电量减少，对公司经济效益产生了不良影响。绝缘导线的使用，可解决树线矛盾，能减少线路碰触树木跳闸次数。电缆线路的使用，使配电输电通道从地下走，不占用城市干道，可提升城市美观程度，同时电缆线路具有高可靠运行性能。然而，由于柱上开关停电后不能装设接地线，造成停电范围扩大，成为配电人的工作痛点，为解决此问题，特研制一套10kV柱上开关接地装置，能直接装设于柱上开关之上，且满足各类工况使用。
2主要技术难点
研究因目前所用的10kV柱上开关及成套接地线结构原因，无法直接在柱上开关上挂接地线。开关两侧为绝缘导线，且无验电接地环，无法在开关临近处找到接地点，所需要进一步扩大停电范围，直到找到一个合适接地点位置，方可满足安全要求的避免10kV柱上开关停电工作由于无法装设接地线而导致停电范围扩大，特研制10kV柱上开关接地装置。
2.1接地装置与柱上开关之间的连接可靠性
由于柱上开关刀闸结构为平板状，且角度并非垂直或水平，而是存在一定角度，依靠接地装置的自身重力作用无法使其连接牢固，需额外施加一个较大的夹持力矩。
2.2接地装置伸入柱上开关刀闸处
柱上开关结构复杂，有储能机构，操作结构及机械指示装置，且两侧均连接有线路，空间紧凑，接地装置若为直杆，将无法伸入到刀闸处，因而无法完成接地装设。接地装置需具备一定柔性。
3装置设计结构
3 .1 10kV柱上开关接地装置接地引下线技术
研究10kV接地引下线的方法与方案，收集各类柱上开关结构及接地装置型号和结构，进行分析与研究，寻找二者最合适匹配安装方式，并进行对比，进行优化。
10kV接地装置种类繁多，普通型的装置接地引下线因环境变化因素无法在柱上开关处装设使用，在此设计一种10kV柱上开关接地装置用于解决此类问题，在接地柱上开关刀闸环境处能任意更换，10kV柱上开关接地装置接地线设计在挂接金具头子背侧，背侧的锁线扣用于连接接地线并锁住，在金具下方则是变向弹簧，能在复杂的环境中与挂接金具一起变换方向顺利完成接地，初步解决了装置接地难以为继的问题。
3.2材料选择
10kV柱上开关接地装置采用镀铬铸铁、万向弹簧及环氧树脂管为材料。
镀铬铸铁具有良好的导电性，能保证在接地时传导至接地线上；万向弹簧延展性强，可以适应任意环境改变作业的方向；环氧树脂杆其良好的绝缘性用于带电操作，保障了带电作业的安全性。
10kV柱上开关接地装置分为两个部分，绝缘伸缩杆部分与挂接金具部。如下图1所示。
1）伸缩杆：可调节绝缘杆长度，中间有一个可拧动的黑色帽盖，拧松后可根据距离调整长度，绝缘杆材质为环氧树脂杆，拥有良好的绝缘性能。
2）挂接金具：挂接在杆上开关处，接地导电通流
3）阻线扣：挂接金具挂在开关上后阻线扣落下，防止挂接金具掉落
4）接地锁扣：用于锁紧接地柱上开关
5）扭力轴：用于夹紧柱上开关上的挂接金具
6）变向弹簧：用于狭隘的作业环境，弹簧变向，适应作业环境
使用说明：
作业时，估测作业距离，将接地母排伸缩到作业以内的长度，然后将已装好接地线的接地棒挂接于柱上开关之上，阻线扣落下，防止接地母排滑落，再顺时针转动扭力杆，将夹紧块拧至上方，使其夹紧柱上开关，完成接地。
10kV柱上开关接地装置设计之初考虑到高度原因及作业环境的复杂性，绝缘部分使用环氧树脂杆做成伸缩杆结构，可伸缩式结构可在面对各种柱上开关的高度距离进行调整伸缩杆长度进行挂接接地；但是在狭隘处挂接金具处难以挂接，为方便挂接接地装置，挂接装置采用万向弹簧装置，可以在狭隘复杂的环境改变挂接装置方向，实现接地。
4技术创新
（1）通过设置绝缘伸缩杆，可满足不同空间距离情况下接地线装设，并确保安全距离，通过实现10kV柱上开关的快速接地，有效的解决了现有10kV柱上开关没有合适接地装置以及接地操作过程中操作人员人身安全难以保证等问题；
（2）通过设置传动轴、扭向弹簧和快插接头一体焊接设计，可实现挂接金具各个方向的安装，比架空线成套接地线更灵活，且挂设后通过锁定，接地更牢固。
5前景分析
5.1项目推广应用前景
本项目的研究成果，包含接地端，导线端，接地线及绝缘操作杆部分，项目成果可以应用于常见的各类10kV柱上开关接地线的装设，能够减轻作业人员做安全措施的劳动强度，同时能减少停电范围，避免客户因停电而投诉事件的发生，也可避免分支线开关操作过程中的设备损坏及人员伤害风险。装置在各类现场使用效果良好，通用性强，效果显著，适合在全省范围内进行推广。
5.2项目预计经济效益
（1）直接经济效益
该项目如果成功在宣城供电公司的配网推广，按照每次缩小停电范围10台630kVA变压器，负载系数0.8，每次检修停电时间8小时，大约每次可多供电量10*630*0.8*8=40320kwh，若按居民用电价格计算，合计为22579.2元。全年预计22579.2*200=4515840元。
（2）间接社会经济效益
如涉及到工业负荷或需要不停电连续生产的企业，其价值更大，不可估量。由于停电次数减少，可提供供电服务质量及客户满意度。
结语
本装置可解决带电作业中10kV柱上开关接地而扩大停电范围，解决柱上开关无法装设接地线的工作痛点，在确保安全的情况下，将停电范围缩至最小，可使因检修停电的是范围减少或消失。全省乃至全国电缆化率越来越高的背景下，户外配电开关设备数量也不断增多，带点检修接地线的情况非常普遍。因此，该装置可在全省乃至全国进行推广使用。
参考文献
[1]李众.高速铁路接触网隔离开关远动控制技术的研究.电气化铁道，2015,(02):1-3.
[2]李倩.高速铁路牵引变压器供电能力分析研究.石家庄铁道大学硕士学位论文，2015.
[3]刘金浦.成套电气控制柜总装课程实训课题设计研究.郑州大学硕士学位论文，2009.
[4]詹新林.基于架构的软件设计方法.上海师范大学硕士学位论文，2009.
论文作者:何畅 林建民 黄凤标,赵亮
论文发表刊物:《中国电业》2019年第9期
论文发表时间:2019/9/20
标签：装置论文; 接地线论文; 作业论文; 挂接论文; 导线论文; 弹簧论文; 结构论文; 《中国电业》2019年第9期论文;