通用變電站電子圍欄維保工具研究

牛 犇，徐偉男，林 楠，黃繼榮，艾 飛，徐 通

（國(guó)網(wǎng)杭州供電公司，浙江杭州 310000）

引言

高壓脈沖電子圍欄的強(qiáng)適應(yīng)能力和高威懾力等優(yōu)點(diǎn)，使其成為變電站安防系統(tǒng)不可或缺的一部分[1]。目前，杭州范圍內(nèi)變電站高壓脈沖電子圍欄均由外來(lái)維保單位進(jìn)行定期維修保養(yǎng)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在維保工作結(jié)束后，運(yùn)行人員進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)收時(shí)，沒(méi)有專(zhuān)用工具可對(duì)電子圍欄功能是否健全進(jìn)行測(cè)試。此外，部分220 kV戶(hù)外變電站的電子圍欄與戶(hù)外設(shè)備距離較近，電子圍欄主機(jī)關(guān)閉電源后，電子圍欄仍帶有感應(yīng)電壓，維保人員在沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的放電測(cè)試安全工具的前提下進(jìn)行工作，存在極大的人身安全隱患。

1 研究現(xiàn)狀

高壓脈沖電子圍欄主要分為3類(lèi)[2,3]，即獨(dú)立式電子圍欄、附屬式電子圍欄和墻頂式電子圍欄。目前杭州地區(qū)范圍內(nèi)變電站主要采用第三種——墻頂式電子圍欄，其工作原理如圖1所示[4]，其導(dǎo)線(xiàn)是正、負(fù)兩線(xiàn)成雙相間排列的，自探測(cè)器經(jīng)高壓絕緣導(dǎo)線(xiàn)——合金裸線(xiàn)——高壓絕緣導(dǎo)線(xiàn)——接收器，即起點(diǎn)到終點(diǎn)，必須構(gòu)成串接的閉合回路，如其中發(fā)生短路或斷路則聲光報(bào)警啟動(dòng)。

圖1 電子圍欄工作原理

目前，尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的高壓脈沖電子圍欄維保工作相關(guān)規(guī)定，外來(lái)單位維保人員按照以往工作慣例將電子圍欄電源關(guān)閉后進(jìn)行檢修相關(guān)工作，安全隱患高，并且驗(yàn)收人員無(wú)法在帶電情況下對(duì)電子圍欄的功能完整性進(jìn)行驗(yàn)證，或操作手續(xù)過(guò)于復(fù)雜，影響工作效率。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，類(lèi)似于220 kV云棲變和220 kV興南變的室外設(shè)備常規(guī)站，關(guān)閉高壓脈沖電子圍欄的電源后，電子圍欄仍存在殘余電荷，通過(guò)非專(zhuān)業(yè)性工具和非安全方法進(jìn)行放電，效果不理想，并且無(wú)法檢測(cè)，已對(duì)維保人員造成不同程度的傷害。

2 工具設(shè)計(jì)

整個(gè)工具主要由5部分組成：多功能短接桿、定制萬(wàn)向球頭、短接線(xiàn)、變電站通用驗(yàn)電絕緣桿及專(zhuān)業(yè)直流驗(yàn)電器[5]。

多功能短接桿：結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用純銅導(dǎo)電板加工而成，勾頭設(shè)計(jì)可保證短接桿易操作性和接觸的可靠性；具有可調(diào)節(jié)模式，調(diào)節(jié)卡口長(zhǎng)約13 cm，短接桿前部不可調(diào)部位長(zhǎng)約11 cm，短接桿實(shí)際可使用間距在11～24 cm，變電站電子圍欄不同型號(hào)裸導(dǎo)線(xiàn)間距在11～22 cm，可使用尺寸范圍滿(mǎn)足全部需求。同時(shí)，兩側(cè)可調(diào)卡口設(shè)計(jì)能針對(duì)不同型號(hào)的電子圍欄不同線(xiàn)間距，兩側(cè)卡口可增大短接桿與電子圍欄的接觸有效性，增強(qiáng)設(shè)備工作精度和穩(wěn)定性。

圖2 多功能短接桿結(jié)構(gòu)圖

多功能短接桿萬(wàn)向接頭連接處加入陰陽(yáng)螺母，一則是短接桿連接處接觸面積增大，增強(qiáng)連接穩(wěn)固性[6]；二則使安全距離進(jìn)一步增大，對(duì)人身安全的保障進(jìn)一步提高；三則使短接桿與萬(wàn)向球頭匹配。

短接線(xiàn)連接處加入導(dǎo)電夾固定螺母[7]，使短接線(xiàn)導(dǎo)電夾在工作過(guò)程中不易脫落，保障設(shè)備穩(wěn)定和人身安全；萬(wàn)向接頭連接處和短接線(xiàn)連接處的固定螺母?jìng)?cè)均加入彈簧鎖墊片[8，9]，使連接處更加穩(wěn)定耐用，避免使用過(guò)程中設(shè)備松動(dòng)脫落[10]。

定制萬(wàn)向球頭：圖3為定制萬(wàn)向球頭，為搭配變電站通用10 kV驗(yàn)電桿與專(zhuān)業(yè)直流驗(yàn)電器，萬(wàn)向球頭上下部均設(shè)計(jì)為5 cm雙頭螺桿，方便拆卸更換；球頭采用M5外徑20 mm鋼球工件，配合通用球盒制作而成。萬(wàn)向球頭的可調(diào)節(jié)性，使工具操作滿(mǎn)足多角度需求。例如滿(mǎn)足人員操作便捷性的角度，以及設(shè)備接觸可靠性調(diào)節(jié)過(guò)程中的角度問(wèn)題，均可得到解決。

圖3 定制萬(wàn)向球頭

短接線(xiàn)：短接線(xiàn)如圖4所示。短接線(xiàn)采用20 A大電流導(dǎo)線(xiàn)，接頭處配備專(zhuān)業(yè)純銅導(dǎo)電夾，與導(dǎo)電桿配合，方便摘??；接地端采用專(zhuān)業(yè)接地樁頭，增加導(dǎo)電接觸面和穩(wěn)定性。

圖4 短接線(xiàn)

驗(yàn)電桿：采用變電站通用10 kV驗(yàn)電桿，節(jié)約成本，兼容性強(qiáng)；驗(yàn)電器采用10 kV直流通用驗(yàn)電器。

3 效果驗(yàn)證

根據(jù)驗(yàn)電、放電或短接等不同需求組裝需要的工具部分。第一步，調(diào)節(jié)萬(wàn)向轉(zhuǎn)接頭至合適的角度，旋緊翼型螺母，使短接桿（驗(yàn)電器）與電子圍欄成合適的工作角度；根據(jù)不同型號(hào)電子圍欄裸導(dǎo)線(xiàn)間距調(diào)節(jié)合適的卡口尺寸；拉伸驗(yàn)電桿至全長(zhǎng)，戴好絕緣手套，根據(jù)需要進(jìn)行短接（驗(yàn)電）工作，如需接地線(xiàn)則接好接地線(xiàn)，接地端需牢固。

實(shí)際使用結(jié)果證明，本維保工具可用于：電子圍欄停電后，驗(yàn)電和放電工作，最大限度保證維保人員人身安全；維保工作結(jié)束后，驗(yàn)收人員通過(guò)不同程度的短接驗(yàn)證電子圍欄功能的完善性。

4 結(jié)論

通過(guò)在興南運(yùn)維班所轄20個(gè)變電站中使用情況來(lái)看，設(shè)計(jì)的工具在極大程度上解決了變電站電子圍欄維保工作中維保人員面臨的危險(xiǎn)性和不確定性，以及變電站運(yùn)行人員在驗(yàn)收工作中面臨的無(wú)工具可用和無(wú)從下手的尷尬局面。設(shè)計(jì)的工具成本低，加工方便，兼容性強(qiáng)，快捷方便，易于在變電站中全面推廣使用。