霍北季 黃智明 鄧東輝

摘要：10kV高壓計(jì)量保險(xiǎn)管故障更換時(shí)需要采取停電處理的措施，但是在此過程中存在與用戶約時(shí)停電難、影響客戶生產(chǎn)計(jì)劃等問題。本文針對(duì)上述情況，提出研發(fā)出一種輔助操作工具實(shí)現(xiàn)帶電更換10kV高壓計(jì)量保險(xiǎn)管的方案，并且詳細(xì)講述了方案的具體內(nèi)容、實(shí)施方式以及應(yīng)用前景，從而為解決該類故障提供了依據(jù)，也希望可以為今后相關(guān)研究提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：10kV高壓計(jì)量保險(xiǎn)管? 帶電更換? 輔助操作工具? 熔斷

Research and Development of Auxiliary Operation Tools for Live Replacement of 10kV High Voltage Metering Fuse

HUO Beiji? HUANG Zhiming? DENG Donghui

（Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co. Ltd.， Jiangmen，Guangdong Province，529000 China）

Abstract：When the 10kV high voltage metering fuse fails to be replaced， it is necessary to take measures to deal with power outage， but in this process， there are problems such as difficult power outage when making an appointment with the customer and affecting the customer's production plan. According to the above situation， puts forward the development of a kind of auxiliary operation tools to implement and charged replaced 10 kV high voltage metering insurance scheme， and detailed plan of the specific content， way of implementation and application prospect， which provide the basis to solve the fault， also hope can provide valuable reference for the related research in the future.

Key Words： 10kV high voltage metering fuse; Live replacement; Auxiliary operation tools; Fusing

1.背景技術(shù)

保險(xiǎn)管是最簡(jiǎn)單和最早使用的一種保護(hù)電器^[1-2]，其工作原理是：當(dāng)工作電流在額定電流以下時(shí)，較小的電流通過熔體，雖然會(huì)使它的溫度上升，但熔體不會(huì)熔化，電流可靠接通。一旦電路中發(fā)生過負(fù)荷或短路，電流增大，熔體由于自身溫度超過熔點(diǎn)而熔化，將電路切斷，保護(hù)高壓電網(wǎng)不因用戶互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的安全^[3]。電壓互感器用的高壓保險(xiǎn)管采用鎳鉻絲材料制成，其總電阻約90Ω，可以限制短路電流。計(jì)量用的10kV電壓互感器使用的保險(xiǎn)管額定電流為1A或2A。運(yùn)行中的10kV電壓互感器高壓計(jì)量保險(xiǎn)管熔斷的原因有^[4]：（1）電壓互感器內(nèi)部線圈發(fā)生匝間、層間或相間短路以及一次接地等故障，使電壓互感器鐵芯飽和，電流急劇增加;（2）二次回路發(fā)生短路或接地故障，高壓保險(xiǎn)管越級(jí)熔斷;（3）電力系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，電壓互感器產(chǎn)生過電壓或過電流。

在面對(duì)10kV高壓計(jì)量保險(xiǎn)管熔斷這種情況時(shí)，只能選擇停電處理。但是存在兩個(gè)困難，一是與用戶約時(shí)停電難而造成追補(bǔ)電量時(shí)間跨度大，計(jì)量故障效率低;二是用戶開關(guān)等設(shè)備老舊，容易出現(xiàn)故障，造成無法恢復(fù)供電，需要很長(zhǎng)時(shí)間搶修才能恢復(fù)，使得客戶在這段時(shí)間無法生產(chǎn)，打亂客戶的生產(chǎn)計(jì)劃，給客戶和供電局造成很大的損失。

2技術(shù)方案

帶電更換高壓保險(xiǎn)管輔助操作工具的目的在于克服操作10kV絕緣夾鉗更換保險(xiǎn)管時(shí)可能帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，從而使帶電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管成為現(xiàn)實(shí)。

帶電更換高壓保險(xiǎn)管輔助操作工具的技術(shù)方案是：提供一種工具輔助10kV絕緣夾鉗進(jìn)行更換保險(xiǎn)管操作，通過輔助操作工具形成的絕緣通道把操作時(shí)可能誤碰到的帶電部位或?qū)Φ馗綦x，保證操作的安全型。輔助操作工具由底座和絕緣通道組合而成，結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

底座部分是一個(gè)可以調(diào)整高度的升降平臺(tái)，包括底部框架、電木平臺(tái)板、升降支架、升降支架安裝鈑金、Z軸升降絲桿總成等。底部框架上安裝有4個(gè)萬向輪^[5]。電木平臺(tái)板是底座的上部，使用絕緣的電木材料制作而成，用于連接輔助操作工具的升降支架部分和絕緣通道部分。升降支架使用的是剪叉式結(jié)構(gòu)的支架，分為內(nèi)剪叉臂和外剪叉臂。外剪叉臂兩端各由1條中梁管連接，中梁管固定在升降支架安裝鈑金上的限位滑槽上，下中梁管連接Z軸升降絲桿總成^[6]。Z軸升降絲桿總成由轉(zhuǎn)動(dòng)把手、螺紋絲桿、驅(qū)動(dòng)齒輪和兩個(gè)螺母固定部件組成，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)Z軸升降絲桿總成上的轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，拉動(dòng)剪叉式支架的外剪叉臂在限位滑槽的范圍內(nèi)水平運(yùn)動(dòng)，撐起或降下電木平臺(tái)，既起到導(dǎo)向作用，又達(dá)到了底座作為升降平臺(tái)的上升和下降的目的。

絕緣通道部分是整個(gè)輔助操作工具的重要作業(yè)部分，由絕緣通道、Y軸導(dǎo)軌、Y軸絲桿總成、Z軸絲桿總成等組合而成。絕緣通道使用環(huán)氧板加工成正方形長(zhǎng)度為1000mm（內(nèi)孔邊長(zhǎng)為230mm、厚度3mm）前后開口密封形筒狀，絕緣通道的頂部采用透明的亞克力板制作，方便操作人員觀察通道內(nèi)的操作情況，絕緣通道前端的上下側(cè)分別有1個(gè)50mm的凹槽，用于某相保險(xiǎn)管定位。絕緣通道下側(cè)安裝Z軸絲桿總成，由2個(gè)螺母固定部件、Z軸絲桿、轉(zhuǎn)動(dòng)把手、驅(qū)動(dòng)齒輪和絕緣通道滑軌組合而成，當(dāng)Z軸絲桿總成上的轉(zhuǎn)動(dòng)前把手時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件帶動(dòng)絕緣通道底部的滑軌前后移動(dòng)，將絕緣通道延伸至高壓計(jì)量柜內(nèi)。Y軸絲桿總成固定在Y軸導(dǎo)軌上，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸導(dǎo)軌絲桿上的轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)把手時(shí)驅(qū)動(dòng)元件帶動(dòng)整個(gè)絕緣通道在橫移滑軌內(nèi)左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)操作人員使用輔助操作工具更換不同相別的高壓計(jì)量保險(xiǎn)管的目的。

整個(gè)輔助操作工具的高度為602.5mm，其中底座部分高372.5mm，絕緣通道部分高230mm，底座部分長(zhǎng)460mm，寬430mm，絕緣通道的長(zhǎng)度達(dá)到1000mm，滿足操作人員作業(yè)安全距離。

3具體實(shí)施方式

3.1判斷熔斷保險(xiǎn)管

使用萬用表測(cè)量計(jì)量接線盒的U、V相的電壓端子，測(cè)得U_uv;再將紅筆接觸到W相電壓端子，黑筆仍在V相電壓端子，測(cè)得U_wv;最后將黑筆接觸U相電壓端子，紅筆仍在W相電壓端子，測(cè)得U_wu。一次側(cè)各相保險(xiǎn)管熔斷時(shí)的二次電壓值，如表1所示。

從表1可知，當(dāng)測(cè)得U_uv≤95% U_wv，U_wu≤95% U_wv時(shí)，則可判斷其為U相一次側(cè)保險(xiǎn)管熔斷;當(dāng)測(cè)得U_uv、U_wv為50～57V，U_wu為100V時(shí)，則可判斷其為V相一次側(cè)保險(xiǎn)管熔斷;當(dāng)測(cè)得U_wv≤95% U_uv，U_wu≤95% U_uv時(shí)，則可判斷其為W相一次側(cè)保險(xiǎn)管熔斷。

3.2帶電更換操作

（1）切除二次側(cè)負(fù)荷。操作方法是在計(jì)量接線盒處合上U、W相電流連接片短接電流互感器二次回路，斷開U、V、W相電壓連接片。

（2）連接接地裝置。使用10kV接地線把輔助操作工具的底座與高壓柜的接地線連接，確保操作人員安全。

（3）固定工作位置。操作人員戴上10kV絕緣手套，打開高壓計(jì)量柜門，將帶電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管輔助操作小車推動(dòng)至計(jì)量柜前，合上底座下面的萬向輪的閉鎖裝置，把輔助操作工具小車固定在計(jì)量柜前。

（4）調(diào)整高度。在操作時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)高壓計(jì)量柜內(nèi)保險(xiǎn)管的高度，操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)Z軸升降絲桿總成的轉(zhuǎn)動(dòng)把手，驅(qū)動(dòng)底座上的內(nèi)剪叉臂和外剪叉臂，從而使電木平臺(tái)上的絕緣通道上升或者下降，把絕緣通道調(diào)整至與高壓計(jì)量保險(xiǎn)管高度一致。

（5）調(diào)整水平。操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸導(dǎo)軌的轉(zhuǎn)動(dòng)前把手控制絕緣通道沿著電木平臺(tái)上的導(dǎo)軌左右移動(dòng)，把絕緣通道前端的凹槽移動(dòng)至與需要更換的保險(xiǎn)管水平一致的位置。

（6）隔離絕緣。操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸絲桿總成的轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)把手控制絕緣通道沿著它底部的滑軌前移，把故障的高壓計(jì)量保險(xiǎn)管嵌入絕緣通道的凹槽內(nèi)，此時(shí)絕緣通道把該高壓計(jì)量保險(xiǎn)管與其他帶電部位的隔離。

（7）取出保險(xiǎn)管。操作人員打開10kV絕緣夾鉗的閉鎖開關(guān)打開鉗口，把10kV絕緣夾鉗沿著絕緣通道伸進(jìn)高壓計(jì)量柜保險(xiǎn)管，操作閉鎖開關(guān)合上鉗口，把故障的高壓計(jì)量保險(xiǎn)管夾緊，用力從保險(xiǎn)管卡扣口中鉗出。

（8）更新保險(xiǎn)管。準(zhǔn)備好合格的高壓計(jì)量保險(xiǎn)管，使用10kV絕緣夾鉗夾緊后，沿著絕緣通道把新的保險(xiǎn)管送進(jìn)計(jì)量柜內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)保險(xiǎn)管卡扣口裝上合格的高壓計(jì)量保險(xiǎn)管。

（9）退出位置。操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸絲桿總成的轉(zhuǎn)動(dòng)把手控制絕緣通道退出高壓計(jì)量柜，解開底座的萬向輪的閉鎖裝置，把輔助操作工具小車?yán)?，并拆除底座上的接地線，最后關(guān)上高壓計(jì)量柜門。

（10）恢復(fù)電壓。完成帶電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管操作后，操作人員在計(jì)量接線盒處合上U、V、W相電壓連接片，斷開U、W相電流連接片，即可恢復(fù)正確計(jì)量狀態(tài)。

3.3確定電壓恢復(fù)情況

用萬用表測(cè)得各相的線電壓U_uv=U_wv=U_wu=100V，則可判斷帶電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管工作順利完成。

用上述方法完成其他相保險(xiǎn)管的更換。

4應(yīng)用前景

根據(jù)2020年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在江門市使用10kV高供高計(jì)計(jì)量方式的公線專變客戶大約有6733用電戶，因高壓計(jì)量保險(xiǎn)管熔斷而造成的計(jì)量故障45起。追補(bǔ)的有功電量達(dá)到857030.72kW·h。每起高壓計(jì)量保險(xiǎn)管故障由發(fā)現(xiàn)故障到約用電客戶停電后恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)196h。每起高壓計(jì)量保險(xiǎn)管故障每天造成的電量追補(bǔ)W=19045.13kW·h/（196/24）=2332.06kW·h。

與現(xiàn)有停電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管的方法相比，帶電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管的效果是：（1）不需要再約客戶停電，避免因停電而造成客戶無法生產(chǎn);（2）解決因?yàn)榧s客戶停電而造成的計(jì)量故障處理周期長(zhǎng)的問題，減少追補(bǔ)電量的數(shù)額;（3）避免因設(shè)備老舊而發(fā)生設(shè)備無法恢復(fù)供電的情況，減少了搶修需要支出的費(fèi)用;（4）為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，避免因停電而造成的投訴問題;（5）優(yōu)化了供電部門對(duì)用戶年平均停電時(shí)間承諾指標(biāo)。

5結(jié)語(yǔ)

采用高供高計(jì)這種計(jì)量方式的用電客戶，高壓計(jì)量保險(xiǎn)管熔斷導(dǎo)致無法正常計(jì)量的故障不可避免，在公司創(chuàng)一流企業(yè)的步伐不斷邁進(jìn)的今天，為給客戶提供更優(yōu)質(zhì)、更滿意的供電服務(wù)，以提高供電可靠性和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平為目標(biāo)，以提質(zhì)增效為中心，以提升創(chuàng)新能力為主線，研發(fā)了帶電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管輔助操作工具，把帶電更換高壓計(jì)量保險(xiǎn)管變成了現(xiàn)實(shí)，不僅可以更加高效地處理這種計(jì)量故障，確保計(jì)量故障處理及時(shí)，更可以避免約客戶停電而導(dǎo)致客戶無法生產(chǎn)，使得客戶對(duì)供電企業(yè)的滿意度更高。

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