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[摘 要] 带电作业是在不停电的高压电气设备上进行检修、测试的一种作业方法。电气设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修,带电作业是避免检修停电,保证正常供电的有效措施。本文基于10kv配电线路,初步对带电作业的施工进行了相关研究。
[关键词] 10kv 配电线路 带电作业
带电作业是供电企业实现优质供电服务的重要手段,供电可靠性、供电质量、供电服务水平、经济效益等等都是建立在电网正常运行基础上的:银行、公安、煤矿、工厂、居民等这些终端用户的停电时间,不仅反映出我们的供电质量,也反映出社会经济效益,处理运行线路设备中故障,减少线路设备停电户时,提高供电可靠性,如何使这些问题得到合理的解决,就需要开展带电作业状态检修作业,它是解决这些矛盾的最直接、最有效的办法。
一、10kv带电作业的适用范围和技术要求
1、带电作业状态检修
带电作业单个供电设备的故障、线路设备的故障检修、供电用户设备的新接或退出、电网的解列或并列、电网中设备的更新等作业,在不影响大多数用户正常供电情况下进行的作业工作称为带电作业。带电作业状态检修是在设备出现故障线路设备在运行状态下的带电作业检修处理作业工作。
2、适应范围
按照10kv带电作业标准,只要作业距离和作业空间能保证,设备出现故障还在运行状态基本上都能实现带电作业状态检修,如10kv线路断路器维护与更换,线路改造开断联,带电更换绝缘子、更换横担、更换电杆、更换跌落是熔断器等工作。
3、技术要求
本文现在举一个典型例子说明“带电作业状态检修”的技术要求和优点。由于以往更换线路断路器需要停电进行,尤其是线路联络开关,停电面积较大,且停电时间较长,影响了正常供电。采用“带电作业状态检修”的作业方式,本项目可以在不停电的基础上,进行更换断路器的工作。研究开发“带电作业状态检修”此科技项目,对提高供电可靠率,提供社会效益和经济效益具有重要作用。带电作业的技术关键分析:带电更换运行中的断路器,可做到全过程负荷不停,其关键在于如何避免更换断路器时带负荷断接引(规程规定,带电作业在断接引时禁止带负荷),更换作业过程中带点部位的绝缘遮蔽问题。
首先,需要解决的是更换的断路器负荷转移,在断接该断路器引线时,不带负荷。先设立一台分流负荷开关两端分别采用分流线与分流开关连接。具体做法是,更换断路器前,将分流开关装设于低压线路与高压线路之间合适位置,使分流开关装设处于断开状态用绝缘斗臂车分别将分流引线连接在需更换开关两端的主线上。完成之后,将分流开关操作到运行状态,然后断开需更换的断路器,就可保证带电作业在空载的情况下进行断接引线。其次,线路绝缘遮蔽问题,应考虑绝缘遮蔽工具的适用性和通用性,注意遮蔽效果,针对IOkv配电线路特点,设置导线遮蔽管(保证最大线径240二绝缘线的正常使用)双垂带3#耐张线夹绝缘遮蔽罩、绝缘夹子、绝缘胶板等绝缘工具,以保证在10kv配电线路最大线径情况下仍能对线路进行遮蔽。
二、10KV配网线路传统处理方法
在施工过程中,当出现线路接地时,变电站运行人员在听到告警铃响后,会推拉确定具体的10KV接地馈路,然后电话通知供电站查线。供电站传统的接地查线处理方法可分为2种:经验判断法和推拉法。
1、经验判断法
一般情况下,供电站在接到变电站查线通知后,有经验的运行人员会首先分析故障线路的基本情况:线路环境(有无存在未及时处理的树害),历史运行情况(原先经常接地)等,判断可能引起的接地点,然后去现场进行确认。但不在掌握线路情况或线路分段较少的情况下,一般直接将运行人员分组对线路进行逐杆设备全面巡视,直至发现接地点。
经验判断法的缺点:①对供电站的要求较高。要求供电站线路日常巡视维护扎实到位,管理基础资料详实准确,并且人员对情况非常熟悉,否则经验判断就无从谈起。②在白天,由于接地现象表现不明显,带电巡视接地故障存在人身安全隐患;在夜晚,接地现象表现为弧光放电,有放电声音,较为明显,但由于需要照明灯具及交通车辆进行配合,增大了另一种安全隐患。③对意外情况,故障经验法不适用。
2、推拉法
由线路运行人员对线路分断点的形状或断路器进行开断操作,并同时用电话与变电站进行联系,根据操作前后线路接地是否消失来确定接地点的所在范围。
下面以某地变电站179某桥线为例来说明,图为179某桥线接线图。假设179某桥线接地,首先由供电站操作人员拉开96号杆分路丝具,再用电话询问某变电站值班人员接地是否消失。若接地消失,可判定接地点在96号杆以后;否则,可判定96号杆前段肯定有接地点(不能排除96号杆后段没有接地点)。再拉开支线,再询问接地是否消失。然后再依次拉开干线41号杆、19号杆分路丝具,直至判定接地点的某一支线或干线某一段为止。
推拉法也存在明显的不足:线路单相接地时,规程规定允许继续运行时间不超过2小时。受此限制,经常会出现接地原因尚未查清,查找工作仍在进行,但变电站就已经拉闸停电的情况。此时会使接地查找工作变得复杂,停电时间延长。
三、带电作业的绝缘摇测法
为了克服传统处理方法中的缺点,寻求科学有效的线路接地故障处理方法,对配电线路接地故障的处理做了专题分析和研究,发现开展带电作业状态检修作业,它是解决这些矛盾的最直接、最有效的办法。因此,对10KV配电网线路接地故障的处理应重点考虑带电作业。而如何快速有效地在带电作业时发现绝缘不良的绝缘子则成为此类线路接地故障查找的关键。
1、线路整体绝缘摇测法
线路整体绝缘摇测法比较适用于长度较短,配电变压器数量较少,没有交叉跨越其他10KV及以上电压等级线路的10KV线路。线路整体绝缘摇测法实施前应首先采取安全措施,确保无向试验线路倒送电的可能性,特别是在工作线路两端不能挂短路接地线的情况下保证人身安全。在线路的最大分段点(能将线路分成前后长度最接近的断点)两侧,断路丝具上、下桩头处分别摇测绝缘电阻值。当然,也可以将符合以上条件的某一支线视作整体线路绝缘电阻摇测。这种方法既适用于对线路进行绝缘水平监测,总体掌握线路绝缘情况,又适用于传统处理方法查找不出线路接地故障时的情况。
在用线路整体绝缘摇测法查找线路接地故障时,将摇测点两侧绝缘值进行比较,较低的一侧应为故障段。在判断故障段的故障相前,应确保线路配电变压器和电容器均被可行断开,否则,绝缘摇表示分别摇测的三相绝缘值其实是三相相通的绝缘值,比真正的单相绝缘值要小许多。由于在正常情况下同一侧A、B、C三相的绝缘值大体相同,所以摇测后将所有摇测故障段的三相绝缘值进行比较,绝缘值最低的一相应为故障相。按此法依次范围查找故障段,直至找到故障点。由于每次可将故障范围大致缩小1/2,故一般5次以内即可将故障范围缩小到线路总长的1/32长度,大致可以找到故障点。
在线路预防性试验中,带电摇测绝缘电阻时经验值大于100MΩ为合格。若在带电摇测中配电变压器丝具没有被拉开,则经验值大于50MΩ即为合格。对于具体的某条线路的某段,应在线路投运时测量并详细记录当时的绝缘电阻值及环境温度,建立完备的线路绝缘档案,这可为以后通过线路预防性试验进行绝缘数据的纵向和横向比较判定线路绝缘是否良好打下良好的基础。
在带电作业线路接地故障查找中测得的绝缘值,统计经验是低于40MΩ为不合格,若测试中配电变压器丝具没有被拉开,则低于30MΩ即为不合格。对于具体的某条线路的某段,应与最近一次预防性试验的绝缘值进行纵向比较,若绝缘值有较大幅度的下降(下降幅度在40%以上),则可确定为绝缘损坏。
对于线路分断点较少的线路,可在线路中间解开耐张杆引流线,将悬式绝缘子两侧视作开断点,分别在两侧摇测绝缘来判断接地故障点。
2、线路绝缘抽查摇测法
对于存在交叉跨越或邻近有其他带电线路,不挂短路接地线无法保证工作人员安全的线路,宜用抽查摇测法进行绝缘测量。根据线路运行的时间长短和事故分析结果,对可能出现故障的线路的绝缘子应及时进行一定数目的绝缘抽样摇测检查,即将可疑段的绝缘子子批抽样,现场更换下来后就地进行绝缘测量,以评价该条线路的绝缘状况。绝缘抽查摇测的重点是避雷器和针式瓷瓶。悬式瓷瓶由于在设计中采取了最少两片,降低电压使用的双保险方案,若其外观良好,绝缘故障的机率极少。
现场绝缘摇测的具体方法是:将避雷器及针式瓷瓶拆下,放在潮湿的沙地上,针式瓷瓶要倒放,将瓷裙埋入沙地最少2cm,用绝缘摇表线的L端接避雷器或针式瓷瓶的金属端,将E端插入沙地,根据需要接屏蔽G后,即可测试。应注意的是沙地必须潮湿,针式瓷瓶要倒放,否则,摇表电流引线只能采集到瓷件泄漏电流的一部分,会使测量的绝缘电阻值比实际的高许多。用抽查摇测法即可以对单个绝缘子进行测量,也可以对一批绝缘子进行测量,可大大提高检测效率。但是在对一批绝缘子进行测量时,若发现绝缘值偏低,仍然需逐个判断,一直到找出低值绝缘子为止。准确判断出支线的绝缘状况后,可综合评价整条线路的绝缘状况,以便及时采取更换瓷件等措施,提高线路绝缘水平,确保线路安全运行。
四、10kv带电作业的意义
1、带电作业带来的经济效益
广泛开展带电作业,减少了停电时间,不仅增加了供电企业的售电量,同时保证了用电企业单位的正常生产和办公。广泛开展带电作业,将有效地减少每年设备停电的总次数,因而可大幅度减少设备倒闸操作中的“误操作事故”,停电作业中的“误登杆触电事故”,“误挂地线”事故等。“误操作”在以往每年的检修中总是或多或少地出现,几乎难以避免,而采用带电作业检修后却没有出现一次类似事故。
2、带电作业的前景
比较以上种种情况,大力发展带电作业是势在必行,现在正在由被动适应电力市场转变为主动完善电力市场,未来的带电作业将不受时间的约束,可以实现在全年的任何时间来完成检修任务,从而避免停电作业经常出现的大兵团作战,减少了人力、物力在往返集结过程中的无效工时及费用。在21世纪初叶把我国电网建成具有高科技创新能力、高的市场竞争力,以及高的承受和抵御风险能力的世界一流电网而奋斗,为中国经济的繁荣、社会的进步做出应有的贡献。
参 考 文 献
[1] 张小和.35kV输变电架空线路的防雷措施[J].广东水利电力职业技术学院学报,2004,(02)
[2] 余嘉焘.电力系统电缆的接地和抗干扰[J]福建电力与电工,2007,(03)■
[关键词] 10kv 配电线路 带电作业
带电作业是供电企业实现优质供电服务的重要手段,供电可靠性、供电质量、供电服务水平、经济效益等等都是建立在电网正常运行基础上的:银行、公安、煤矿、工厂、居民等这些终端用户的停电时间,不仅反映出我们的供电质量,也反映出社会经济效益,处理运行线路设备中故障,减少线路设备停电户时,提高供电可靠性,如何使这些问题得到合理的解决,就需要开展带电作业状态检修作业,它是解决这些矛盾的最直接、最有效的办法。
一、10kv带电作业的适用范围和技术要求
1、带电作业状态检修
带电作业单个供电设备的故障、线路设备的故障检修、供电用户设备的新接或退出、电网的解列或并列、电网中设备的更新等作业,在不影响大多数用户正常供电情况下进行的作业工作称为带电作业。带电作业状态检修是在设备出现故障线路设备在运行状态下的带电作业检修处理作业工作。
2、适应范围
按照10kv带电作业标准,只要作业距离和作业空间能保证,设备出现故障还在运行状态基本上都能实现带电作业状态检修,如10kv线路断路器维护与更换,线路改造开断联,带电更换绝缘子、更换横担、更换电杆、更换跌落是熔断器等工作。
3、技术要求
本文现在举一个典型例子说明“带电作业状态检修”的技术要求和优点。由于以往更换线路断路器需要停电进行,尤其是线路联络开关,停电面积较大,且停电时间较长,影响了正常供电。采用“带电作业状态检修”的作业方式,本项目可以在不停电的基础上,进行更换断路器的工作。研究开发“带电作业状态检修”此科技项目,对提高供电可靠率,提供社会效益和经济效益具有重要作用。带电作业的技术关键分析:带电更换运行中的断路器,可做到全过程负荷不停,其关键在于如何避免更换断路器时带负荷断接引(规程规定,带电作业在断接引时禁止带负荷),更换作业过程中带点部位的绝缘遮蔽问题。
首先,需要解决的是更换的断路器负荷转移,在断接该断路器引线时,不带负荷。先设立一台分流负荷开关两端分别采用分流线与分流开关连接。具体做法是,更换断路器前,将分流开关装设于低压线路与高压线路之间合适位置,使分流开关装设处于断开状态用绝缘斗臂车分别将分流引线连接在需更换开关两端的主线上。完成之后,将分流开关操作到运行状态,然后断开需更换的断路器,就可保证带电作业在空载的情况下进行断接引线。其次,线路绝缘遮蔽问题,应考虑绝缘遮蔽工具的适用性和通用性,注意遮蔽效果,针对IOkv配电线路特点,设置导线遮蔽管(保证最大线径240二绝缘线的正常使用)双垂带3#耐张线夹绝缘遮蔽罩、绝缘夹子、绝缘胶板等绝缘工具,以保证在10kv配电线路最大线径情况下仍能对线路进行遮蔽。
二、10KV配网线路传统处理方法
在施工过程中,当出现线路接地时,变电站运行人员在听到告警铃响后,会推拉确定具体的10KV接地馈路,然后电话通知供电站查线。供电站传统的接地查线处理方法可分为2种:经验判断法和推拉法。
1、经验判断法
一般情况下,供电站在接到变电站查线通知后,有经验的运行人员会首先分析故障线路的基本情况:线路环境(有无存在未及时处理的树害),历史运行情况(原先经常接地)等,判断可能引起的接地点,然后去现场进行确认。但不在掌握线路情况或线路分段较少的情况下,一般直接将运行人员分组对线路进行逐杆设备全面巡视,直至发现接地点。
经验判断法的缺点:①对供电站的要求较高。要求供电站线路日常巡视维护扎实到位,管理基础资料详实准确,并且人员对情况非常熟悉,否则经验判断就无从谈起。②在白天,由于接地现象表现不明显,带电巡视接地故障存在人身安全隐患;在夜晚,接地现象表现为弧光放电,有放电声音,较为明显,但由于需要照明灯具及交通车辆进行配合,增大了另一种安全隐患。③对意外情况,故障经验法不适用。
2、推拉法
由线路运行人员对线路分断点的形状或断路器进行开断操作,并同时用电话与变电站进行联系,根据操作前后线路接地是否消失来确定接地点的所在范围。
下面以某地变电站179某桥线为例来说明,图为179某桥线接线图。假设179某桥线接地,首先由供电站操作人员拉开96号杆分路丝具,再用电话询问某变电站值班人员接地是否消失。若接地消失,可判定接地点在96号杆以后;否则,可判定96号杆前段肯定有接地点(不能排除96号杆后段没有接地点)。再拉开支线,再询问接地是否消失。然后再依次拉开干线41号杆、19号杆分路丝具,直至判定接地点的某一支线或干线某一段为止。
推拉法也存在明显的不足:线路单相接地时,规程规定允许继续运行时间不超过2小时。受此限制,经常会出现接地原因尚未查清,查找工作仍在进行,但变电站就已经拉闸停电的情况。此时会使接地查找工作变得复杂,停电时间延长。
三、带电作业的绝缘摇测法
为了克服传统处理方法中的缺点,寻求科学有效的线路接地故障处理方法,对配电线路接地故障的处理做了专题分析和研究,发现开展带电作业状态检修作业,它是解决这些矛盾的最直接、最有效的办法。因此,对10KV配电网线路接地故障的处理应重点考虑带电作业。而如何快速有效地在带电作业时发现绝缘不良的绝缘子则成为此类线路接地故障查找的关键。
1、线路整体绝缘摇测法
线路整体绝缘摇测法比较适用于长度较短,配电变压器数量较少,没有交叉跨越其他10KV及以上电压等级线路的10KV线路。线路整体绝缘摇测法实施前应首先采取安全措施,确保无向试验线路倒送电的可能性,特别是在工作线路两端不能挂短路接地线的情况下保证人身安全。在线路的最大分段点(能将线路分成前后长度最接近的断点)两侧,断路丝具上、下桩头处分别摇测绝缘电阻值。当然,也可以将符合以上条件的某一支线视作整体线路绝缘电阻摇测。这种方法既适用于对线路进行绝缘水平监测,总体掌握线路绝缘情况,又适用于传统处理方法查找不出线路接地故障时的情况。
在用线路整体绝缘摇测法查找线路接地故障时,将摇测点两侧绝缘值进行比较,较低的一侧应为故障段。在判断故障段的故障相前,应确保线路配电变压器和电容器均被可行断开,否则,绝缘摇表示分别摇测的三相绝缘值其实是三相相通的绝缘值,比真正的单相绝缘值要小许多。由于在正常情况下同一侧A、B、C三相的绝缘值大体相同,所以摇测后将所有摇测故障段的三相绝缘值进行比较,绝缘值最低的一相应为故障相。按此法依次范围查找故障段,直至找到故障点。由于每次可将故障范围大致缩小1/2,故一般5次以内即可将故障范围缩小到线路总长的1/32长度,大致可以找到故障点。
在线路预防性试验中,带电摇测绝缘电阻时经验值大于100MΩ为合格。若在带电摇测中配电变压器丝具没有被拉开,则经验值大于50MΩ即为合格。对于具体的某条线路的某段,应在线路投运时测量并详细记录当时的绝缘电阻值及环境温度,建立完备的线路绝缘档案,这可为以后通过线路预防性试验进行绝缘数据的纵向和横向比较判定线路绝缘是否良好打下良好的基础。
在带电作业线路接地故障查找中测得的绝缘值,统计经验是低于40MΩ为不合格,若测试中配电变压器丝具没有被拉开,则低于30MΩ即为不合格。对于具体的某条线路的某段,应与最近一次预防性试验的绝缘值进行纵向比较,若绝缘值有较大幅度的下降(下降幅度在40%以上),则可确定为绝缘损坏。
对于线路分断点较少的线路,可在线路中间解开耐张杆引流线,将悬式绝缘子两侧视作开断点,分别在两侧摇测绝缘来判断接地故障点。
2、线路绝缘抽查摇测法
对于存在交叉跨越或邻近有其他带电线路,不挂短路接地线无法保证工作人员安全的线路,宜用抽查摇测法进行绝缘测量。根据线路运行的时间长短和事故分析结果,对可能出现故障的线路的绝缘子应及时进行一定数目的绝缘抽样摇测检查,即将可疑段的绝缘子子批抽样,现场更换下来后就地进行绝缘测量,以评价该条线路的绝缘状况。绝缘抽查摇测的重点是避雷器和针式瓷瓶。悬式瓷瓶由于在设计中采取了最少两片,降低电压使用的双保险方案,若其外观良好,绝缘故障的机率极少。
现场绝缘摇测的具体方法是:将避雷器及针式瓷瓶拆下,放在潮湿的沙地上,针式瓷瓶要倒放,将瓷裙埋入沙地最少2cm,用绝缘摇表线的L端接避雷器或针式瓷瓶的金属端,将E端插入沙地,根据需要接屏蔽G后,即可测试。应注意的是沙地必须潮湿,针式瓷瓶要倒放,否则,摇表电流引线只能采集到瓷件泄漏电流的一部分,会使测量的绝缘电阻值比实际的高许多。用抽查摇测法即可以对单个绝缘子进行测量,也可以对一批绝缘子进行测量,可大大提高检测效率。但是在对一批绝缘子进行测量时,若发现绝缘值偏低,仍然需逐个判断,一直到找出低值绝缘子为止。准确判断出支线的绝缘状况后,可综合评价整条线路的绝缘状况,以便及时采取更换瓷件等措施,提高线路绝缘水平,确保线路安全运行。
四、10kv带电作业的意义
1、带电作业带来的经济效益
广泛开展带电作业,减少了停电时间,不仅增加了供电企业的售电量,同时保证了用电企业单位的正常生产和办公。广泛开展带电作业,将有效地减少每年设备停电的总次数,因而可大幅度减少设备倒闸操作中的“误操作事故”,停电作业中的“误登杆触电事故”,“误挂地线”事故等。“误操作”在以往每年的检修中总是或多或少地出现,几乎难以避免,而采用带电作业检修后却没有出现一次类似事故。
2、带电作业的前景
比较以上种种情况,大力发展带电作业是势在必行,现在正在由被动适应电力市场转变为主动完善电力市场,未来的带电作业将不受时间的约束,可以实现在全年的任何时间来完成检修任务,从而避免停电作业经常出现的大兵团作战,减少了人力、物力在往返集结过程中的无效工时及费用。在21世纪初叶把我国电网建成具有高科技创新能力、高的市场竞争力,以及高的承受和抵御风险能力的世界一流电网而奋斗,为中国经济的繁荣、社会的进步做出应有的贡献。
参 考 文 献
[1] 张小和.35kV输变电架空线路的防雷措施[J].广东水利电力职业技术学院学报,2004,(02)
[2] 余嘉焘.电力系统电缆的接地和抗干扰[J]福建电力与电工,2007,(03)■