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摘要：0.4kV配电线路不停电作业已经成为保障电网安全可靠运行和提高电网经济效益的一个重要检修手段。目前在上海市区电网架空线路中跨接线连接处无绝缘化措施，低压带电作业中可能存在安全隐患，且螺栓型结构在操作过程中存在施工不便捷、时间长等问题。因此需研发一种新型0.4kV带负荷快速插拔跨接线装置以提高不停电作业的安全可靠性和便捷性。
关键词：0.4kV快速插拔跨接线、不停电作业、样品测试、自锁结构
1 方案设计
1.1材质选型
针对户外应用场景，0.4kV快速插拔接口除了绝缘化和良好的电气性能须满足要求，同时需强度高、材质比重小以达到简化操作重量的目的，且其材质需易于加工成型。经探索，新装置采用高温热塑性材料PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）制作，将具有高耐热性、吸水率低、较强的抗拉伸强度、耐电弧性和绝缘性能好等特点。
1.2防水机构设计
快速插拔装置防水结构的合理性直接影响线路安全运行的可靠性，在本次设计中通过双重防水结构来实现。除了内部传统的防水结构外，在插拔头公头和母头的连接处添加了硅胶防水环，如下图1中间圆环部分所示。
1.3自锁结构研究
根据户外特殊的应用场景，研发时需考虑户外可能出现的几种特殊情况导致快速插拔头意外自动分开：
（1）架空线路在恶劣天气环境下摇晃或者震动
（2）户外鸟类停留在插拔头上或会对非金属类物体进行啄食
（3）地面沉降等其他因素
设计一款带有自锁功能且操作方便的插头结构是未来长期安全运行的保障。如图所示，本快速插拔头为弹簧结构，通过轴向方向操作金属圆筒进行插拔操作，因此在圆周上设计卡槽用以限制其轴向方向的插拔操作，而轴向作用于圆筒上的力又能有效的阻止其圆周上的旋转，能起到相互锁定的作用，非人为操作不可解锁，确保了快速插拔头的安全运行。
1.4 整体结构优化
本着优化快速插拔头操作的目的，新型的快速插拔头在整体结构上做了进一步简化改进，减少了零配件数量。新装置采用新型弹簧锁扣结构，操作更简便，整体结构如图所示。优化后的快速插拔头安装时间明显缩短，零部件的简化也避免了相互干涉的机械故障，降低了卡死的概率，提升了产品的操作次数和可靠性。
图3快速插拔頭整体结构
2样品检测
本文针对加工后的样品进行了多方面的试验，主要包括电气试验、温升试验、淋雨试验和寿命试验等。试验结果表明样品满足方案设计的预期目标。
2.1电气试验
电气试验是检验产品电气性能最直接的试验方法，根据标准及现场应用环境，对设计样品做的电气试验检测，试验表明0.4kV快速插拔头电气性能良好，满足架空配电线路的应用。试验方法包括：
（1）电流试验：采用DC电流给样品施加600A的电流，试验中及试验后样品无异常现象发生，样品正常工作，无异常现象。
（2）耐压试验：对样品施加5kV电压持续1min，样品无击穿或断裂现象。
2.2温升试验
由于快速插拔头作为导线连接装置需承受正常及满负荷情况下导线的温度，且温升不能超过65oC。因此对产品进行温升试验。试验结果如表2所示，0.4kV快速插拔头的温升满足标准要求，可适用于线路正常使用。
2.3淋雨试验及寿命试验
为了确保新装置的双重防水结构能达到预期效果，通过淋雨试验来模拟户外恶劣天气下的运行状态。对样品施加10L/min的雨量，通过不同角度向试样淋雨，持续15mins后试样无任何进水痕迹。结果表明防水结构合理、牢靠，可适用于户外淋雨环境。
考虑插拔头在线路上的开断和连接是常规操作，接触电阻过大会直接影响产品的温升，因此需考核快速插拔头的插拔次数和多次插拔后的接触电阻。本文通过对样品进行插拔操作5000次，试验后样品无机械故障，插拔头的接触电阻无明显增加。
3结论
配电架空线路绝缘化是未来趋势，在绝缘化的同时简化操作难度、提高安全性是长期发展方向。快速插拔结构取代了原有的螺栓连接结构，大幅降低操作难度，提升施工效率。且装置本身为绝缘材质，无需额外辅助绝缘处理，降低了施工成本。新产品符合电力行业保障供电可靠性的发展趋势，在供电行业中尽快推广应用将起显著的经济和社会效益。
关键词：0.4kV快速插拔跨接线、不停电作业、样品测试、自锁结构
1 方案设计
1.1材质选型
针对户外应用场景，0.4kV快速插拔接口除了绝缘化和良好的电气性能须满足要求，同时需强度高、材质比重小以达到简化操作重量的目的，且其材质需易于加工成型。经探索，新装置采用高温热塑性材料PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）制作，将具有高耐热性、吸水率低、较强的抗拉伸强度、耐电弧性和绝缘性能好等特点。
1.2防水机构设计
快速插拔装置防水结构的合理性直接影响线路安全运行的可靠性，在本次设计中通过双重防水结构来实现。除了内部传统的防水结构外，在插拔头公头和母头的连接处添加了硅胶防水环，如下图1中间圆环部分所示。
1.3自锁结构研究
根据户外特殊的应用场景，研发时需考虑户外可能出现的几种特殊情况导致快速插拔头意外自动分开：
（1）架空线路在恶劣天气环境下摇晃或者震动
（2）户外鸟类停留在插拔头上或会对非金属类物体进行啄食
（3）地面沉降等其他因素
设计一款带有自锁功能且操作方便的插头结构是未来长期安全运行的保障。如图所示，本快速插拔头为弹簧结构，通过轴向方向操作金属圆筒进行插拔操作，因此在圆周上设计卡槽用以限制其轴向方向的插拔操作，而轴向作用于圆筒上的力又能有效的阻止其圆周上的旋转，能起到相互锁定的作用，非人为操作不可解锁，确保了快速插拔头的安全运行。
1.4 整体结构优化
本着优化快速插拔头操作的目的，新型的快速插拔头在整体结构上做了进一步简化改进，减少了零配件数量。新装置采用新型弹簧锁扣结构，操作更简便，整体结构如图所示。优化后的快速插拔头安装时间明显缩短，零部件的简化也避免了相互干涉的机械故障，降低了卡死的概率，提升了产品的操作次数和可靠性。
图3快速插拔頭整体结构
2样品检测
本文针对加工后的样品进行了多方面的试验，主要包括电气试验、温升试验、淋雨试验和寿命试验等。试验结果表明样品满足方案设计的预期目标。
2.1电气试验
电气试验是检验产品电气性能最直接的试验方法，根据标准及现场应用环境，对设计样品做的电气试验检测，试验表明0.4kV快速插拔头电气性能良好，满足架空配电线路的应用。试验方法包括：
（1）电流试验：采用DC电流给样品施加600A的电流，试验中及试验后样品无异常现象发生，样品正常工作，无异常现象。
（2）耐压试验：对样品施加5kV电压持续1min，样品无击穿或断裂现象。
2.2温升试验
由于快速插拔头作为导线连接装置需承受正常及满负荷情况下导线的温度，且温升不能超过65oC。因此对产品进行温升试验。试验结果如表2所示，0.4kV快速插拔头的温升满足标准要求，可适用于线路正常使用。
2.3淋雨试验及寿命试验
为了确保新装置的双重防水结构能达到预期效果，通过淋雨试验来模拟户外恶劣天气下的运行状态。对样品施加10L/min的雨量，通过不同角度向试样淋雨，持续15mins后试样无任何进水痕迹。结果表明防水结构合理、牢靠，可适用于户外淋雨环境。
考虑插拔头在线路上的开断和连接是常规操作，接触电阻过大会直接影响产品的温升，因此需考核快速插拔头的插拔次数和多次插拔后的接触电阻。本文通过对样品进行插拔操作5000次，试验后样品无机械故障，插拔头的接触电阻无明显增加。
3结论
配电架空线路绝缘化是未来趋势，在绝缘化的同时简化操作难度、提高安全性是长期发展方向。快速插拔结构取代了原有的螺栓连接结构，大幅降低操作难度，提升施工效率。且装置本身为绝缘材质，无需额外辅助绝缘处理，降低了施工成本。新产品符合电力行业保障供电可靠性的发展趋势，在供电行业中尽快推广应用将起显著的经济和社会效益。