10kV配网线路地电位带电作业接引方法

10kV配网线路地电位带电作业接引方法

Summary：为了提高配电线路的供电可靠性，需对现有带电作业搭接线路分支引线的作业方法和作业工具进行优化，基于10kV配网线路计算模型，对带电作业分相搭接空载导线操作过程进行电磁暂态仿真计算，讨论空载线路长度、线路种类等因素对过电压和过电流的影响。计算结果表明，地电位条件下人工分相搭接空载线路操作方式下产生的过电压、过电流水平未超过10kV配网过电压水平44kV，可以在做好绝缘防护条件下安全开展。同时设计研制地电位带电作业用接引线夹及其配套安装工具。这些研究成果为10kV配网线路带电作业接引安全高效开展提供理论依据和工具支撑。Keys：10kV配电线路；带电作业；搭接引线；接引线夹。1引言配网带电作业[1-2]应用广泛，2020年国网公司开展配网架空线路带电作业90余万次，其中接近20%的作业涉及接引操作。目前，常规接引操作[3]开展前准备工作多，效率低，且受车辆状况、地形限制较大，影响了接引工作的大范围、高效率开展。同时，现有的接引线夹不适用于通过地电位间接开展带电作业的需求。本文对现有带电作业搭接线路分支引线的作业方法和作业工具进行优化，对带电作业操作带电空载线路过程进行仿真计算，讨论空载线路长度、投切相角等因素对过电压和过电流的影响。同时研制并试验了地电位带电作业用接引线夹及其配套安装工具，对于优化地电位断接引线作业，推动带电作业覆盖面的提高起到了积极的成效。2带电作业搭接分支线路引线仿真建模根据配网线路等值参数搭建不停电作业操作线路引线模型。考虑搭接架空导线和旁路电缆两种情况。以110kV火电厂作为线路总电源，其有3台机组和2台主变，火电厂的等值阻抗约为0.23Ω。结合配网典型设计情况，在仿真模型中设置了8回出线，导线型号为JKLYJ-70，长度6km，呈三角方式布置，边相导线高度8m，中相导线高度8.7m，边线间距1.8m，边线与中线间距1.15m，线路杆塔间档距120m，土壤电阻率约为100Ω•m。在搭接旁路电缆作业过程中，为了方便旁路电缆的施放，一般以一卷电缆（50m）长度单位进行作业。搭建完成后的仿真计算模型，其包括电源、10kV架空线路、10kV分支引线和模拟操作用开关。3带电作业搭接分支线路引线仿真计算3.1搭接旁路电缆从严考虑，认为旁路电缆直接到用户，长度1km，A相在电源电压峰值合闸，各相之间合闸间隔0.045s。人工搭接旁路电缆过程将产生的过电压幅值为1.87倍，过电流幅值为287.7A。过电压和过电流水平均不高。采用作业人员手动操作方式分相搭接架空线路计算结果如表3所示。从严考虑，认为架空线路直接到用户，长度1km，A相在电源电压峰值合闸，各相之间合闸间隔0.045s。计算结果表明，相比于搭接旁路电缆线路，由于架空线对地电容较低，其合闸涌流效应不明显，操作过程也没有产生过电压。3.2带电作业搭接分支线路安全性评估通过计算可知，在分相搭接空载旁路电缆过程中，将产生峰值1.87倍过电压和峰值288A过电流；在分相搭接空载架空线路过程中，由于架空线路对地电容较小，没有过电压和过电流产生。目前带电作业间接作业工具和绝缘防护用具均按照10kV配网过电压水平44kV进行绝缘配合。因此，使用10kV带电作业工器具开展人工分相带电作业搭接分支线路是安全的。4接引线夹及其配套工具设计4.1新型带电作业用接引线夹研制综合比较多种型式线夹，最终借鉴楔形线夹较好的接续性能，以楔形线夹为原型进行改进设计，为了改善楔形线夹采用专用装置冲击压入楔形块的方式，改用螺栓拧紧的方式压入楔形块，并使其产生弹性形变，使其安装也拆除均较为方便。同时，增大线夹长度至10cm，以加大接触面积，降低接触电阻，并使用反齿结构带自锁功能的活动压块，使锁紧螺栓锁紧后不会往后滑动，确保楔形块在长期挂网条件下不会因为线路振动而退出。新型带电作业用接引线夹由线夹主体、楔形滑块和紧固螺栓构成，其中楔形滑块置于接引线夹主体内，通过线夹背面紧固螺栓穿过楔形滑块和线夹主体的螺栓安装孔内将其串在一起。线夹主体和楔形滑块的铆型设计，可以增大其接触截面，有效锁紧导线。4.2配套工具研制在定型接引线夹结构的基础上，试制配套的间接作业操作工具。为了进一步降低人员劳动强度，提高工作效率，配套工具采用电池驱动套筒进行螺栓拧紧操作。图1配套工具设计图配套工具依照新型带电作业接引线夹的外形进行设计，拥有楔形引导块，用于固定、引导带电接引线夹；其上装有电动套筒，套筒和线夹的锁紧螺栓可联动旋转，从而使锥形滑块前推卡紧主导线；滑块安装在套筒底部，在拧紧螺栓时和套筒同步向前运动，在拧紧操作结束后，可以通过拨动传动片控制滑块带动套筒退出。4.3新型带电作业用接引线夹试验4.3.1接续电阻试验根据GB/T2317.3电力金具标准[4]，对于接续线夹这种非压缩型金具，若其接续电阻值不大于与线夹等长的参照导线电阻值的1.1倍，则试验通过。计算接续导线时，线夹与导线的接续电阻，与同等截面积导线单位长度电阻进行对比。实验结果可知，带电接引线夹与新导线（表面无氧化层）接续时，温升前后线夹电阻和导线电阻比值均小于1.1倍（温升前0.88，温升后0.90）。在与旧导线进行接续时，温升前后线夹电阻和导线电阻比值仍小于1.1倍（温升前0.84，温升后0.86）。4.3.2温升试验通过测量在接续通流过程中，带电接引线夹与导线表面温度，判别线夹的载流性能。试验材料：配电线路导线（从严考虑选取240mm2）、带电接引线夹、引流线（185mm2软质铜绞线）。结合试验数据分析可知，由于线夹与导线接续部位电阻较小，再加上线夹具有较大的散热面积，因此线夹表面的温度小于其附近导线表面的温度，该种线夹可以安全的完成配网线路引线接续。5结论试验表明，在分相搭接空载旁路电缆和空载架空线路过程中，过电压和过电流水平满足要求，因此使用10kV带电作业工器具开展人工分相带电作业搭接分支线路是安全的。改进研制的螺栓紧固新型带电作业用接引线夹性能满足国家电力金具标准，与配套安装工具组合使用可以安全、高效的实现地电位间接带电作业搭接引线。Reference:[1]邓鹤鸣，欧相林，胡建勋，等．10kV配网带电作业安全评价方法[J]．水电能源科学，2012，30(5)：171-173，214．[2]龚冰，唐盼，沈辉，等．带电作业用绝缘遮蔽用具组合沿面放电试验研究[J]．水电能源科学，2018，36(12)：179-181，186．[3]胡毅，刘凯，彭勇，等．带电作业关键技术研究进展与趋势[J]．高电压