配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)分析

馬益平

（寧波供電公司，浙江 寧波 315800）

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配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)分析

馬益平

（寧波供電公司，浙江 寧波 315800）

配電網(wǎng)服務(wù)于人民，對(duì)電力用戶的用電需求進(jìn)行滿足。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)電力的需求不斷增加，對(duì)電力的質(zhì)量也提出更高的要求，對(duì)此，供電企業(yè)必須確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定與安全，減少電力故障的發(fā)生，并且減少因電力維修而導(dǎo)致停電對(duì)人們的生活帶來(lái)的不便。在這樣的背景下，配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)的應(yīng)用顯得十分重要，對(duì)配電系統(tǒng)供電可靠性的提高以及電網(wǎng)及設(shè)備安全性與穩(wěn)定性的保障，均具有十分重要的意義。本文就配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)進(jìn)行深入分析。

配電網(wǎng)；不間斷供電；帶電作業(yè)；供電檢修

目前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)建設(shè)也取得了較大的發(fā)展，導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行涉及到更多的機(jī)理，使配電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)管理面臨挑戰(zhàn)。并且，隨著自然災(zāi)害的頻發(fā)，電網(wǎng)事故的發(fā)生已經(jīng)十分常見(jiàn)，這對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行與安全產(chǎn)生惡劣的影響。與此同時(shí)，現(xiàn)代社會(huì)更注重供電服務(wù)的質(zhì)量，用戶將“不停電”視作一項(xiàng)理想的目標(biāo)，這也成為配電網(wǎng)供電檢修發(fā)展的前進(jìn)方向。作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)的供電能力至關(guān)重要。通過(guò)加強(qiáng)配電網(wǎng)供電檢修技術(shù)的研究，使不間斷供電檢修技術(shù)得到引進(jìn)，其對(duì)于配電網(wǎng)的發(fā)展以及人們生活水平的提升，均具有十分積極的影響。

1 我國(guó)帶電作業(yè)的發(fā)展情況分析

我國(guó)從20世紀(jì)50年代初開(kāi)始發(fā)展帶電作業(yè)，隨著幾十年的研究與發(fā)展，帶電作業(yè)在我國(guó)配網(wǎng)線路檢修中已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用。但是，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)帶電作業(yè)水平落后了至少20年，國(guó)內(nèi)各地區(qū)電力單位水平的差異十分明顯。然而我國(guó)帶電作業(yè)取得的發(fā)展也不容忽視，也存在某些比較先進(jìn)的技術(shù)。隨著帶電作業(yè)各種作業(yè)用具、防護(hù)用具的研發(fā)，以及相關(guān)作業(yè)技術(shù)規(guī)范的頒布實(shí)施，配電網(wǎng)不間斷供電檢修也需要進(jìn)一步發(fā)展。帶電作業(yè)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全影響重大，對(duì)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高同樣具有積極的意義，隨著帶電作業(yè)的不斷發(fā)展，該技術(shù)必將達(dá)到更高的水平。目前，帶電作業(yè)從人工作業(yè)逐漸向智能作業(yè)轉(zhuǎn)變，智能作業(yè)主要采用機(jī)器人代替人工進(jìn)行危險(xiǎn)的供電檢修作業(yè)，其能保證供電檢修的安全，提高供電檢修的效率，這是智能化作業(yè)發(fā)展的重要體現(xiàn)。

2 配電網(wǎng)供電檢修存在的問(wèn)題及現(xiàn)狀

通常情況下，城市配備 10kV的中壓配電網(wǎng)。最初的 10kV配電系統(tǒng)主要采用放射式、樹(shù)干式主輔結(jié)合的方式實(shí)施配網(wǎng)架構(gòu)。采用這種接線方式進(jìn)行供電，在線路設(shè)備突然出現(xiàn)故障的情況下，往往造成大規(guī)模的停電，給人們的工作與生活帶來(lái)不便，同時(shí)也使電網(wǎng)蒙受損失。近些年來(lái)，人們對(duì)供電質(zhì)量提出更高的要求，城市電網(wǎng)供電的模式逐漸發(fā)生改變，通過(guò)改造供電網(wǎng)絡(luò)模式，使電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性得到提高，并且盡可能減少因配電網(wǎng)故障及檢修而停電的時(shí)間。城市地區(qū)逐漸使用電纜將傳統(tǒng)的架空導(dǎo)線取代，并且配網(wǎng)電纜建設(shè)中環(huán)網(wǎng)柜也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。圖1所示為配網(wǎng)線路狀態(tài)檢修的一般模式。

圖1　配網(wǎng)線路狀態(tài)檢修的一般模式

3 配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)的分析

3.1配電網(wǎng)架空線路帶電作業(yè)

1）根據(jù)作業(yè)人員和帶電體位置，可將帶電作業(yè)方式分為兩種，分別包括間接作業(yè)與直接作業(yè)。其中，間接作業(yè)是技術(shù)人員借助絕緣工具進(jìn)行帶電作業(yè)，技術(shù)人員人體未直接接觸帶電體，和帶電體之間的距離相對(duì)安全。該帶電作業(yè)方式中，技術(shù)人員一般會(huì)佩戴絕緣手套作為安全防護(hù)輔助，從而保證帶電作業(yè)的安全進(jìn)行，如圖2所示。直接作業(yè)區(qū)別于間接作業(yè)，其作業(yè)過(guò)程中人體與帶電體之間只間隔了絕緣防護(hù)用具，而且人體距離帶電體幾乎是零距離。在不間斷供電檢修過(guò)程中，技術(shù)人員的活動(dòng)范圍受限，作業(yè)過(guò)程中觸碰各電位帶電體的風(fēng)險(xiǎn)也較大，要求技術(shù)人員必須進(jìn)行絕緣防護(hù)用具的穿戴，此時(shí)人體和帶電體的電位存在差異，如圖3所示。

圖2　間接作業(yè)

圖3　直接作業(yè)

2）根據(jù)作業(yè)人員人體電位劃分，可將帶電作業(yè)分為三種，包括等電位工作法、中間電位工作法以及地電位工作法。其中，地電位工作法是指技術(shù)人員在大地上借助絕緣工具進(jìn)行帶電作業(yè)，此過(guò)程中人體與大地的電位相同。該作業(yè)方式涉及的原理為電流回路。在作業(yè)實(shí)施過(guò)程中，技術(shù)人員與帶電體保持安全距離，帶電體電流并未對(duì)人體造成傷害。

根據(jù)圖4所示，對(duì)通過(guò)人體的電流進(jìn)行分析與計(jì)算。假設(shè)用R′表示人體的電阻，用R表示絕緣工具的電阻，用 XC表示人體與帶電體之間的容抗；用表示流經(jīng)絕緣桿的泄漏電流，用表示空氣間隔與人體間電容電流，用表示流經(jīng)人體的總電流；比較絕緣工具的電阻值及空氣間隙的容抗值與人體自身的電阻，明顯得到以及所以在計(jì)算過(guò)程中將人體電阻忽略，即令 R′=0 。則由電路原理可以得到應(yīng)為與的矢量和。以一般絕緣工器具的電阻值來(lái)看在計(jì)算中取R=1010?。在10kV配電線路中，泄露電流應(yīng)為在作業(yè)人員處于帶電體外的安全距離時(shí)，設(shè)電容則容抗則電容電流由與的單位微安可以得出，電流 IR為微安級(jí)，也就是說(shuō)此時(shí)流過(guò)人體的電流值并不會(huì)對(duì)人體造成傷害，作業(yè)人員處于安全狀態(tài)。

圖4　地電位作業(yè)

中間電位作業(yè)原理為技術(shù)人員處于絕緣體上，借助絕緣工具進(jìn)行帶電作業(yè)。該方式中，技術(shù)人員受所處位置的影響，為某一懸浮電位。此時(shí)電流流經(jīng)人體進(jìn)入大地形成回路的過(guò)程中，流入人體的電流極少，技術(shù)人員處于安全的狀態(tài)。等電位工作原理是技術(shù)人員處于絕緣體上，對(duì)帶電體進(jìn)行直接作業(yè)，兩者的電位相同。由于人體與帶電體電位相同，因此兩者之間并未產(chǎn)生電流，流經(jīng)人體的電流可以忽略不計(jì)，可以保證技術(shù)人員帶電作業(yè)的安全。

3）根據(jù)使用的絕緣工具進(jìn)行劃分，可主要分為桿上絕緣工具作業(yè)法以及絕緣平臺(tái)作業(yè)法。就前者而言，技術(shù)人員需要用到絕緣手套以及絕緣鞋等工具，并且通過(guò)絕緣登桿工具達(dá)到桿上合理的位置，然后利用絕緣工具實(shí)施帶電作業(yè)。該方式更不容易受外界環(huán)境的影響，但是需要嚴(yán)格確保絕緣工具的絕緣性以及技術(shù)人員的操作規(guī)范，才能確保該作業(yè)方式的安全。此外，就絕緣平臺(tái)作業(yè)法而言，其包括的絕緣平臺(tái)種類較多，例如有絕緣操作臺(tái)、絕緣人字梯以及絕緣獨(dú)角梯等，同時(shí)也包括絕緣斗臂車的使用。該方式技術(shù)人員處于絕緣平臺(tái)上，技術(shù)人員可使用絕緣操作桿以及絕緣防護(hù)用具進(jìn)行作業(yè)。而使用絕緣斗臂車，可在此項(xiàng)作業(yè)法中發(fā)揮絕緣防護(hù)的作用。

3.2配電線路帶電作業(yè)的要求

1）絕緣方式。配電網(wǎng)不間斷供電檢修過(guò)程中，技術(shù)人員可采用間接作用的方式，也可采用絕緣桿作業(yè)的方式，但是這些作業(yè)方式均需對(duì)各種電位進(jìn)行接觸，應(yīng)做好帶電體和接地體的絕緣遮蔽處理。

2）電位方式。配電網(wǎng)不間斷供電檢修，采用輸電線路不停電檢修中，穿全套屏蔽服的方式并不安全，這主要是因?yàn)樵摰入娢蛔鳂I(yè)因技術(shù)人員對(duì)各電位帶電體的接觸，容易產(chǎn)生短路電流對(duì)設(shè)備造成損壞，對(duì)技術(shù)人員的生命安全也同樣造成威脅。在實(shí)際不間斷供電檢修過(guò)程中，主絕緣與輔絕緣兩者必不可少，不僅要使用絕緣工具或絕緣平臺(tái)，也要具備充分的后背絕緣防護(hù)。

3.3配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜不間斷供電檢修技術(shù)

環(huán)網(wǎng)柜是指負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜，其組成包括斷路器以及負(fù)荷開(kāi)關(guān)。在環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中的應(yīng)用較為廣泛，也因此而得名。就負(fù)荷開(kāi)關(guān)而言，其具有較大的作用，包括正常工作時(shí)，將設(shè)備的負(fù)荷電流切斷或接通，且能承受一定時(shí)間、一定電量的短路電流。負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器組合電器具有以下優(yōu)勢(shì)：其一方面可對(duì)過(guò)流現(xiàn)象進(jìn)行控制，另一方面可在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)作出反應(yīng)，即將故障斷流切斷，該電器在保護(hù)變壓器等設(shè)備中的應(yīng)用較為常見(jiàn)。就智能電網(wǎng)建設(shè)而言，要求環(huán)網(wǎng)柜滿足以下特征，包括網(wǎng)絡(luò)化、智能化、小型化以及自動(dòng)化等?，F(xiàn)階段我國(guó)通?；诂F(xiàn)有產(chǎn)品，即普通環(huán)網(wǎng)柜，進(jìn)行 CT、PT、故障指示器以及繼電保護(hù)器等設(shè)備的配置，從而使環(huán)網(wǎng)柜的功能更加強(qiáng)大，能夠?qū)崿F(xiàn)電力的監(jiān)測(cè)、計(jì)量、控制以及保護(hù)等，促使環(huán)網(wǎng)柜智能化的初步水平得以實(shí)現(xiàn)。

環(huán)網(wǎng)柜的分類因參照依據(jù)的不同，其類別也不一樣。根據(jù)其作用進(jìn)行劃分，可將其分成聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)柜、出線環(huán)網(wǎng)柜以及進(jìn)線環(huán)網(wǎng)柜等。此外，根據(jù)網(wǎng)柜負(fù)荷開(kāi)關(guān)以及應(yīng)用環(huán)境等，也可得出不同的分類。就配電網(wǎng)不間斷供電更換環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)而言，該技術(shù)在我國(guó)得到相關(guān)研究，目前普遍使用全絕緣全封閉的環(huán)網(wǎng)柜，但是拼柜部分的絕緣距離和爬電距離均不符合絕緣要求，進(jìn)行帶電作業(yè)危險(xiǎn)性巨大。對(duì)此，需要將不間斷供電檢修技術(shù)應(yīng)用至環(huán)網(wǎng)柜更換檢修當(dāng)中，能夠縮短停電的時(shí)間及減小停電的影響。

4 配電網(wǎng)不間斷供電檢修新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)存在較大的發(fā)展空間，例如可改進(jìn)絕緣獨(dú)角梯，使其在配電網(wǎng)帶電作業(yè)中得到應(yīng)用，可使不間斷供電作業(yè)的實(shí)施有更好的輔助，能夠使配電網(wǎng)帶電作業(yè)的活動(dòng)范圍加大。同時(shí)，可加強(qiáng)不間斷供電下環(huán)網(wǎng)柜更換及檢修的研究，可以全面分析其絕緣強(qiáng)度、操作安全以及精確定位等，得到具有參考價(jià)值的設(shè)計(jì)參數(shù)，使不間斷供電檢修技術(shù)在環(huán)網(wǎng)柜更換及檢修中得到應(yīng)用與發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)不間斷供電下?lián)Q柜的巨大進(jìn)步。

5 結(jié)論

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求不斷增加，對(duì)電力也表現(xiàn)出極強(qiáng)的依賴性。如果配電網(wǎng)發(fā)生故障，并且因故障和檢修不得不采取長(zhǎng)時(shí)間停電的方式，將給社會(huì)及供電企業(yè)造成巨大的損失。因此，配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)的研究與應(yīng)用顯得十分重要。相關(guān)科研人員必須加強(qiáng)配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)的研究，使其在配電網(wǎng)檢修中充分發(fā)揮應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，保證配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，為供電企業(yè)乃至社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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馬益平（1964-），男，大學(xué)本科，主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)行、分析、控制工作。