新型低壓開關接地線固定裝置的研制

麥友發(fā)　哈斌凱

摘 要：配電低壓開關接地線是供電所配電運維人員最常用的工器具之一，用于在低壓線路停電檢修時，將低壓開關出線端保護接地，以保障現(xiàn)場工作人員的人身安全。然而，在實際生產現(xiàn)場，因為低壓配電箱的空間有限，經常會出現(xiàn)低壓接地線安裝困難或無法安全安裝的問題。本文為解決上述問題，研制了一種新型的低壓接地線輔助固定裝置，在操作空間條件最嚴苛的情況下，都可以有效加大操作空間，將安裝的低壓接地線金屬部分與鄰近帶電部分的距離提升至安全距離以上，同時使安裝低壓接地線的工作更加方便容易。

關鍵詞：配電；低壓接地線；輔助固定裝置；加大操作空間

Abstract： Low-voltage grounding line is one of the most commonly used instruments for power substation distribution operations staff. Usedwhen low voltage line outage overhaul， the low pressure protective earthing switch outlet end， in order to ensure the personal safety of attendants. At the scene of the actual production， however， because of the low voltage distribution box space is limited， often appear low-voltage grounding line installation difficulties or security issues. In order to solve the above problems， this paper developed a new type of low-voltage grounding line auxiliary fixture， the most severe cases， the condition of operating space can effectively increase the operating space， will be installed low-voltage grounding line metal parts with neighboring charged part of the distance to a safe distance above， and make the work more convenient installation of low-voltage grounding line easily.

Keywords： The power distribution； Low-voltage grounding line； auxiliary fixture； increase the operating space

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A

1.緒論

1.1 選題背景和意義

低壓接地線主要用于低壓線路及高于線路何電氣設備停電檢修中的二次防護，防止檢修線路中的感應電壓傷害，為現(xiàn)場工作的安檢人員提供了可靠的保障。目前，市面上的配電低壓接地線主要有3種，分別是：（1）直旋式；（2）平旋式；（3）鉗式。3種低壓接地線如圖1所示。

現(xiàn)在在各個供電所中普遍使用的，是夾頭最小，使用最為方便簡單的鉗式接地線。當配電低壓開關后段線路需要檢修作業(yè)時，因為現(xiàn)在對供電可靠性的高要求，我們只可以對需檢修線路開關進行停電，卻不能斷開與操作開關處于同一配電柜中的相鄰其他開關，這樣，其他相鄰開關出線端就處于帶電狀態(tài)。然而，電房低壓柜中的相鄰低壓出線開關間距往往非常小，受到低壓柜內空間的限制，實際上接地線很難在全部夾在低壓開關三相出線端子上的同時保證與相鄰的出線開關出線端子間的安全距離。一旦檢修人員強行進行安裝，就很容易造成帶電體接地故障，很容易對設備造成損害，甚至觸電，對工作人員的人身安全造成威脅。這樣，找到一種安全有效的安裝低壓接地線的方法就顯得尤為重要了。

1.2 目前現(xiàn)狀

珠海金灣供電局南水所在進行一次低壓開關運行轉檢修工作時，現(xiàn)場檢驗了低壓接地線傳統(tǒng)安裝方式存在的問題。從圖2可以清楚看出，在A相接地線金屬部位與旁邊的備用開關出線端子距離非常近的情況下，C相接地線難以有安全的操作空間進行穩(wěn)固安裝，使得該開關下端頭安裝低壓接地線的工作根本無法順利安全進行。

在我們實際現(xiàn)場工作中，配電柜每一個運行狀態(tài)中的低壓開關都有需要對其轉檢修狀態(tài)的可能。而現(xiàn)場若存在哪怕只有一個存在上述問題的開關，都有可能使我們的工作無法順利完成或造成巨大的安全隱患。

2015年11月，針對日常工作中發(fā)現(xiàn)存在上述問題較明顯的南水所8個配電房低壓開關，我們測量了它們三相出線端間距以及與它們相鄰開關的間距，并記錄匯總見表1。

從抽查結果中可知，南水新村#2配電站4033開關相間及與相鄰開關間距最?。ㄗ钚∠噜忛_關間距僅為2.5cm）。

1.3 本文的研究內容

綜合以上問題，我們發(fā)現(xiàn)，如果采取措施，讓低壓接地線在安裝條件最差的開關上都可以做到安全穩(wěn)固安裝，那么其他開關安裝接地線時存在的類似問題都可以迎刃而解。

本文的研究內容是研制一款工具以有效增加配電房低壓開關安裝的接地線金屬部位與相鄰開關帶電部位的距離，同時提高低壓接地線安裝的穩(wěn)固程度。

2.新型低壓接地線輔助固定裝置介紹

2.1 裝置結構

新型低壓接地線輔助固定裝置的結構我們選擇套筒式輔助固定裝置，設計方案如圖3所示。

該方案為一種接地線固定裝置，其包括金屬套筒，該金屬套筒一端設有與固定接線端子相配合電連接的結構，該設有電連接結構的金屬套筒一端的外表面設有絕緣層，該金屬套筒還包括有裸露金屬部分。

本接地線固定裝置為金屬導電材料，通過設置有與固定接線端子相配合電連接的結構，使固定接線端子的電連接的接觸點延伸出來，并且設置絕緣層，使其與旁邊的帶電部件保持安全絕緣，接地線夾頭可以直接夾持在該接地線固定裝置的裸露金屬部分。這種結構安裝穩(wěn)固程度高，安裝拆卸方便，操作靈活，同時結構簡單，制作起來簡單容易。

2.2 裝置部件細化設計

安裝固定結構如圖4所示，該金屬套筒一端與固定接線端子相配合電連接的結構是設置在該金屬套筒一端的內螺紋。只要將該接地線固定裝置螺旋擰入低壓開關下端接線端子的螺栓上，然后將已完成接地的低壓三相接地線夾頭夾緊固定在該接地線固定裝置的裸露金屬部分，安裝即完成，操作十分簡單方便快捷，并且能夠有效與旁邊的帶電部件保持安全絕緣。

該金屬套筒另一端的外表面也設有絕緣層，作為絕緣把手，該金屬套筒中間段為裸露金屬部分。該結構方便于手持操作，而可以不用借助工具將接地線固定裝置安裝。金屬采用黃銅材料，導電性好，耐腐蝕性好，強度大。設置的絕緣層材料為橡膠，具有絕緣性好、更加耐用不易損壞的優(yōu)點。

該金屬套筒的裸露金屬部分的表面設有防滑紋。該防滑紋結構可以增大低壓接地線安裝后金屬夾頭和接地線固定裝置的裸露金屬部分之間的摩擦力，防止脫落，有效提高安裝穩(wěn)固程度。

3.新型低壓接地線固定裝置尺寸確定

3.1 相關安全標準

根據標準《GB7251.1-2005低壓成套開關設備和控制設備》中規(guī)定的，主母線、垂直母線、分母線和主電路接插件帶電部件之間及其接地金屬件之間的電氣間隙應不小于20mm，即0.4kV配電開關帶電設備與接地設備之間應保證至少2cm的安全距離。

3.2 新型低壓接地線固定裝置需求長度計算

3.2.1 固定把手長度計算確定

根據最開始的調查，我們發(fā)現(xiàn)最小的相鄰開關間距c為2.5cm。同時，為了防止操作人員在安裝接地線時不會因距離太近讓接地線夾頭或自身誤接觸到帶電體，我們希望操作人員安裝接地線時必須額外有至少5cm的操作空間，加上2cm的安全距離，我們要求其間距b（如圖5所示，即安裝完成的接地線金屬部位和相鄰開關帶電部位的最小間距）至少為7cm。

我們以現(xiàn)場最小的間距2.5cm作為間距C的標準計算值，同時測得接地線夾頭安裝點和金屬部分最外側垂直距離固定為4.5cm，計算固定把手需要的最小長度：

最小長度==4.74

可知，固定把手要求長度在4.74cm以上，考慮到一定的裕度，確定固定把手的長度為5.5cm。

3.2.2 導電體部位長度確定

導電棒為低壓接地線夾頭與套筒連接安裝的區(qū)域，其裸露區(qū)域長度應保證三相低壓接地線夾頭都可以順利安裝且互相不受影響。實測得低壓接地線金屬夾頭厚1.7cm，故導電棒裸露區(qū)域長度應至少長1.7cm，考慮到操作方便需要一定裕度，我們將導線棒裸露區(qū)域長度確定為3.5cm。

4.新型低壓接地線固定裝置現(xiàn)場安裝試驗以及裝置試驗

4.1 現(xiàn)場安裝試驗

對設計制作完成的新型低壓接地線固定裝置進行現(xiàn)場安裝試驗。首先將該接地線固定裝置接在低壓開關下端接線端子的螺栓上，然后將已完成接地的低壓三相接地線夾頭依次夾緊固定在裝置金屬裸露導電部位，安裝即完成，如圖6所示。

試驗顯示，新型低壓接地線固定裝置對現(xiàn)場低壓接地線安裝的提升效果非常顯著，使用本實用新型接地線固定裝置后，完全解決了現(xiàn)場低壓接地線因安裝距離不足無法安全安裝的問題，有效防止現(xiàn)場作業(yè)人員因空間不足使接地線金屬部位或自身誤碰到旁邊距離很近的帶電設備，很大程度上降低了現(xiàn)場作業(yè)人員的作業(yè)安全風險。

使用該接地線固定裝置可以有效提高低壓接地線安裝的牢固程度，有效防止作業(yè)過程中接地線意外脫落引發(fā)的風險。作業(yè)人員使用該接地線固定裝置安裝接地線操作更加方便快捷，有效提高了工作效率。

4.2 絕緣層絕緣性試驗

為了保證新裝置的安全性，我們請珠海金灣供電局配電部試驗班對新裝置進行了預防性安全試驗，試驗報告如圖7所示。試驗顯示，我們的裝置絕緣層絕緣性良好，完全滿足低壓現(xiàn)場工作標準要求，裝置合格。

5.新型低壓接地線固定裝置實用效果檢查

我們在南水所低壓線路檢修工作中普遍使用該裝置，并在實際工作中對裝置使用效果進行數據測量驗證。

表2為部分活動前安裝接地線條件不好的低壓開關在活動后安裝夾頭和相鄰開關間距的數據對比匯總。

在南水供電所普遍實用新型低壓接地線固定裝置后，低壓接地線安裝工作變得非常簡單易行，無論怎樣的安裝條件均可以保證安全穩(wěn)固安裝，新裝置的實用效果非常好。

結語

本文研制新型接地線固定裝置使用金屬導電材料，通過設置有與固定接線端子相配合電連接的結構，使固定接線端子的電連接點延伸出來，并且設置絕緣層，使其與旁邊的帶電部件保持安全絕緣，接地線夾頭可以直接夾持在該接地線固定裝置的裸露金屬部分。這種結構安裝穩(wěn)固程度高，質量輕、結構簡單，攜帶方便，安裝拆卸方便，操作靈活，同時結構簡單，制作起來簡單容易。

本文研制成品已在筆者所在供電所得到試運用并在珠海金灣供電局獲得推廣，有效性和實用性超出了預期，其可行性亦得到了事實的有效驗證。

參考文獻

[1]趙國雄，潘煒坊，馮高敏.廣東電網公司地區(qū)供電局電力安全工器具與個人防護用品管理標準（S.00.00.10/SM.0004.0004）[S].廣東電網公司，2010.

[2] GB7251.1-2005，低壓成套開關設備和控制設備[S].