吳炳衛(wèi)，趙 磊，董 俊，鄧 華，陳義忠

（1. 昆明高海拔電器檢測(cè)有限公司，昆明 650221； 2. 云南電網(wǎng)公司帶電作業(yè)分公司，昆明 650041）

高原10kV配電網(wǎng)電纜線路帶電作業(yè)開(kāi)斷空載線路試驗(yàn)研究

吳炳衛(wèi)1，趙 磊1，董 俊1，鄧 華2，陳義忠2

（1. 昆明高海拔電器檢測(cè)有限公司，昆明 650221； 2. 云南電網(wǎng)公司帶電作業(yè)分公司，昆明 650041）

在配電網(wǎng)帶電作業(yè)接上和斷開(kāi)空載電纜線路時(shí)，產(chǎn)生的電弧會(huì)危及人身和財(cái)產(chǎn)安全。研究試驗(yàn)通過(guò)模擬人工帶電操作空載電纜線路時(shí)的速度，斷開(kāi)距離和容性電流，找到在不同條件下帶電斷開(kāi)空載電纜線路的電弧自然熄滅值。

帶電作業(yè)；空載電纜線路；電??；容性電流

引言

目前，10kV配電線路帶電作業(yè)已經(jīng)在電網(wǎng)公司普遍實(shí)施，作業(yè)方式也有多種，如更換絕緣子、斷、接引線、更換跌落保險(xiǎn)或避雷器、帶負(fù)荷加裝分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)、負(fù)荷刀閘等。帶電斷、接空載電纜線路作業(yè)過(guò)程中，由于空載電纜線路上仍帶有高電壓，線路上有一定的電容電流，空載線路越長(zhǎng)，電容量越大，電容電流也越大，當(dāng)帶電操作空載電纜線路時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生電弧，危及人身安全，加上高原地區(qū)氣候環(huán)境條件的特殊性，電弧的熄滅較普通海拔地區(qū)更困難。因此，在2000m高原環(huán)境條件下對(duì)帶電操作空載電纜線路進(jìn)行試驗(yàn)研究很有意義。

1 試驗(yàn)研究路線

1.1 配電網(wǎng)帶電作業(yè)過(guò)程中人工操作斷開(kāi)空載電力電纜線路情況的實(shí)現(xiàn)

切斷空載電力電纜線路時(shí)，其過(guò)程與隔離開(kāi)關(guān)帶電切除空載線路時(shí)滅弧過(guò)程類似，在電弧試驗(yàn)研究中選取10kV隔離開(kāi)關(guān)來(lái)模擬帶電作業(yè)人工操作斷開(kāi)空載電纜線路的過(guò)程。

1.2 配電網(wǎng)帶電作業(yè)過(guò)程中人工操作切斷空載電力電纜線路操作速度的實(shí)現(xiàn)

切斷空載電力電纜線路時(shí)，不同的作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中的操作速度存在差異。為了能更好地控制研究對(duì)象的斷開(kāi)速度，在項(xiàng)目中，通過(guò)可編程控制系統(tǒng)和變頻系統(tǒng)雙控制，來(lái)保證模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)速度的可靠性和準(zhǔn)確性。

1.3 配電網(wǎng)帶電作業(yè)過(guò)程中人工操作切斷空載線路時(shí)不同電容電流情況的實(shí)現(xiàn)

切斷空載電力電纜線路時(shí)，由于所切斷線路的長(zhǎng)度不同、截面與結(jié)構(gòu)方式不一，線路電容量也不相同，由此產(chǎn)生的電容電流也不同，項(xiàng)目將利用電力電容器來(lái)模擬帶電作業(yè)情況下的幾種典型電容電流情況，實(shí)現(xiàn)研究目的。

2 試驗(yàn)實(shí)施方案

結(jié)合研究的目的和實(shí)現(xiàn)目的的方法，在充分與各方研究討論的基礎(chǔ)上，確立了完成的模擬實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)，試驗(yàn)主電路圖如圖1所示。

2.1 隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)斷口距離的確定

斷口距離對(duì)于電弧的熄滅影響很大，其選取研究值非常重要。實(shí)際帶電操作作業(yè)過(guò)程中的斷開(kāi)距離對(duì)于研究有著重要的指導(dǎo)作用，結(jié)合初步調(diào)試的試驗(yàn)情況，項(xiàng)目研究初步定在隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)最小距離為100mm、150mm、200mm三種情況下進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2.2 斷開(kāi)速度的控制

由于每個(gè)操作電工的技術(shù)熟練度有差異，人工操作斷開(kāi)空載電纜的速度差異也較大。研究試驗(yàn)中將隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)速度確定為有代表性的為0.8m/s，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程是通過(guò)三相異步減速電機(jī)帶動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，通過(guò)接通時(shí)間和電源頻率的調(diào)整來(lái)控制斷開(kāi)速度和斷開(kāi)距離。

2.3 不同空載電纜電容電流的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)不同容量電力電容器的多種組合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容

1）通過(guò)模擬10kV電力電纜線路空載運(yùn)行時(shí)，在典型容性電流0.5A～10A范圍內(nèi)，采用隔離開(kāi)關(guān)分閘，在固定開(kāi)距情況下，以一定速度斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)，記錄斷口起弧至滅弧過(guò)程，來(lái)模擬帶電引線作業(yè)。

圖1 試驗(yàn)主電路圖

2）在固定速度0.8m/s條件下，對(duì)不同斷開(kāi)距離和不同電容電流的組合進(jìn)行分閘試驗(yàn)，在每種電流值下進(jìn)行多次試驗(yàn)，確定同一斷開(kāi)距離工況下能自然熄滅電弧的電流值。

4 測(cè)試結(jié)果

4.1 觸頭開(kāi)距202mm條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總（見(jiàn)表1）

在固定開(kāi)距202mm條件下，允許帶電作業(yè)分?jǐn)嗫蛰d線路容性電流最大安全值應(yīng)小于等于3.7A。

4.2 觸頭開(kāi)距152mm條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總（見(jiàn)表2）

在固定開(kāi)距152mm條件下，允許帶電作業(yè)分?jǐn)嗫蛰d線路容性電流最大安全值應(yīng)小于等于3.2A。

4.3 觸頭開(kāi)距102mm條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總（見(jiàn)表3）

在固定開(kāi)距102mm條件下，電流1.5A條件下，連續(xù)不能滅弧，繼續(xù)降低電流至0.8A，弧光也較大。

表1 觸頭開(kāi)距202mm條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 觸頭開(kāi)距152mm條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 觸頭開(kāi)距102mm條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

5 分析總結(jié)

上述試驗(yàn)結(jié)果表明：

1）在固定的斷開(kāi)速度下，相同的觸頭開(kāi)距下，空載電纜線路的電容電流的幅值大小對(duì)電弧的熄滅影響很大；

2）在固定的斷開(kāi)速度下，不同的觸頭開(kāi)距下，電弧自然熄滅的電容電流值隨著斷開(kāi)距離的減小而降低；

3）在固定的斷開(kāi)速度下，相同的觸頭開(kāi)距下，電容電流越大，電弧的長(zhǎng)度拉得越長(zhǎng)，響聲也越大。

這是試驗(yàn)過(guò)程中拍到的一張電弧燃燒圖（見(jiàn)圖2），可以看到，弧光很強(qiáng)烈耀眼，電弧在觸頭間燃燒并在在動(dòng)觸頭上端向上擴(kuò)散，同時(shí)在觸頭分開(kāi)至電弧熄滅的過(guò)程中，線路上的試驗(yàn)電壓值變化不大，而回路電流幅值變化非常大并且伴隨著高頻的震蕩，如圖3所示。

圖2 電弧燃燒圖

圖3 試驗(yàn)中電弧試驗(yàn)電壓值與回路電流幅值變化

從圖3還可以看出，當(dāng)容性電流剛被切斷時(shí)，電流由短暫過(guò)零的消失跳躍至正常電流幅值的1倍還多，并發(fā)生高頻震蕩，期間發(fā)生電流過(guò)零瞬間電弧熄滅，觸頭重燃后又出現(xiàn)電流幅值高頻震蕩的情況。在燃弧后期，隨著觸頭開(kāi)距的拉大，斷口間電場(chǎng)強(qiáng)度降低，電弧被拉長(zhǎng)，電弧冷卻加快，在電流過(guò)零時(shí)自然熄滅。

6 建議

1）在日常的10kV配電網(wǎng)帶電作業(yè)斷、接引流線時(shí)，一定要仔細(xì)確認(rèn)，切不可帶負(fù)荷斷引流線。帶電斷開(kāi)空載電纜線路作業(yè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合高原地區(qū)工作特殊氣候條件，綜合考慮安全余量。在給定的電容電流條件下，斷開(kāi)空載長(zhǎng)電纜線路時(shí)，要降低燃弧時(shí)間，可采取加快斷開(kāi)速度、拉大開(kāi)距等方法。

2）高原環(huán)境條件下，空氣介電強(qiáng)度、冷卻效應(yīng)以及弧隙空氣介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度低，以自由空氣為滅弧介質(zhì)的開(kāi)關(guān)電器滅弧能力降低。因此，應(yīng)在不同海拔條件下進(jìn)行帶電作業(yè)斷開(kāi)空載電力電纜線路的理論和試驗(yàn)研究。

[1] GB/T 18857-2008, 配電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則[S].

[2] GB/T 20626.1-2006,特殊環(huán)境條件 高壓電工電子產(chǎn)品 第1部分：通用技術(shù)要求[S].

[3] 尚振球,郭文元.高壓電器[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1992.

[4] 國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì) 電力業(yè)務(wù)資質(zhì)管理中心編寫(xiě)組.電工進(jìn)網(wǎng)作業(yè)許可考試參考教材 高壓理論部分[M]. 北京：中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社, 2006.

吳炳衛(wèi)，男，云南昆明人，高級(jí)工程師，主要從事電工產(chǎn)品高原環(huán)境適應(yīng)性研究、試驗(yàn)驗(yàn)證工作。

Plateau 10kV Distribution Network Cable Line Live Working Breaking No Load Line Test Research

WU Bing-wei1, ZHAO Lei1, DONG Jun1, DENG Hua2,CHEN Yi-zhong2
（1. Kunming High Altitude Electrical Detection Co., Ltd., Kunming 650221; 2.Yunnan Power Grid Corporation Live Working Branch, Kunming 650041）

The electrified operation of the no-load cable lines will produce arc; and it will endanger the personal safety. Through simulating the speed when artificial hot-line working under no load cable line, it breaks distance and capacity current. Through this research, the natural arc extinguishing values of live working breaking no load cable line in different conditions is found.

live working; no load cable line; arc; capacitive current

TM7

B

1004-7204（2015）01-0012-03