江蘇省電力有限公司超高壓公司 錢 聰 陳 超 馮新民 夏海燕 蔣薇薇

關(guān)鍵字：隔離開關(guān)；單側(cè)停電；安全距離；檢修方法

1 現(xiàn)有技術(shù)調(diào)研

本文對35kV 戶外高壓隔離開關(guān)單側(cè)帶電檢修方法進行探討，如何實現(xiàn)可單側(cè)帶電狀態(tài)下的安全檢測方法成為高壓隔離開關(guān)檢修領(lǐng)域的重要及迫切的問題。目前國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)提出了一種隔離開關(guān)單側(cè)帶電檢修絕緣裝置，該裝置可基于絕緣板提供絕緣隔離的作業(yè)區(qū)域，實現(xiàn)單側(cè)帶電狀態(tài)下的隔離開關(guān)檢修作業(yè)。但現(xiàn)有絕緣裝置為預估安全距離，固定式安裝，操作時既無法自適應調(diào)節(jié)絕緣隔離防護區(qū)域，也無法便攜式移動，更缺乏對作業(yè)安全距離、絕緣位置、帶電位置等關(guān)鍵外部信息的感知。因此，基于此裝置的高壓隔離開關(guān)檢測方法缺乏對安全不確定性的應對能力，以及難以適應不同電壓等級下隔離開關(guān)安全檢修的作業(yè)需求。針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文的目的是提供一種基于可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置的單側(cè)帶電高壓隔離開關(guān)安全檢修方法。

2 理論設(shè)計組成

本文研究的可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置主要包括絕緣板、可伸縮支撐架、直角坐標移動平臺、可移動底盤、激光雷達以及主控系統(tǒng)等模塊。

其中，各主要模塊間的結(jié)構(gòu)關(guān)系及其各自功能如下：可移動底盤承載其他功能模塊，并帶有4個萬向輪實現(xiàn)整個絕緣裝置的可移動部署；直角坐標移動平臺固定于底盤上，可通過電機的驅(qū)動來調(diào)節(jié)絕緣板在水平面x-y 方向上的位置；可伸縮支撐架安裝于直角坐標移動平臺上，同時還可通過電機的驅(qū)動調(diào)節(jié)絕緣板在水平面的垂直方向上的位置；絕緣板安裝于支撐架上，可為作業(yè)人員提供絕緣隔離的作業(yè)區(qū)域；激光雷達安裝于支撐架頂部，可以實時觀測絕緣隔板與高壓隔離開關(guān)的相對位置、絕緣隔板與作業(yè)人員的相對位置；主控系統(tǒng)可以根據(jù)激光雷達觀測到絕緣隔板、高壓隔離開關(guān)、作業(yè)人員三者間的相對位置信息，自動控制直角坐標移動平臺在在水平面x-y 方向上的進給以及支撐架在垂直方向進給。

在部署所述可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置時，步驟b)所訴的水平面上x 軸指的是高壓隔離開光兩端連線的平行線，相應的y 軸指的是其兩端連線的垂直線。步驟d)中絕緣隔板平行于y 軸部署。設(shè)計示意圖如圖1：

圖1 可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

圖1為本文可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示絕緣隔離裝置中，1為絕緣隔板，2為可移動底盤，3為激光雷達，4為可伸縮支撐架，5為直角坐標移動平臺，6為主控器。其中，本實施例中絕緣隔板的材料選用FR4環(huán)氧樹脂，其厚度為6毫米，長度為130厘米，寬度為60厘米。直角坐標移動平臺為永磁同步電機結(jié)合滾珠絲杠的驅(qū)動方式，電機的位置指令由主控制器根據(jù)激光雷達的觀測信息來給定?？梢苿拥妆P安裝有4個萬向輪，因此可由電力工程車將整個絕緣隔離裝置拖拽至作業(yè)現(xiàn)場，提高了部署的便捷性。同時，在使用過程中，可移動底盤四角可進行手動配重，提高裝置的穩(wěn)定性，避免裝置發(fā)生傾覆。

3 設(shè)計使用方式

（1）操作人員遙控直角坐標移動平臺和可伸縮支撐架調(diào)整絕緣隔板在y 軸方向和垂直z 軸方向進給距離，使絕緣隔板在此兩個方向上可以將高壓隔離開關(guān)完全覆蓋；

（2）在激光雷達的輔助下，直角坐標移動平臺調(diào)整在x 軸方向的進給，使絕緣隔板與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭在x 軸方向上相距L 厘米，即容許的最小安全距離。若帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭在水平面x 軸向的坐標為x電，則直角坐標移動平臺調(diào)整在x 軸方向的初始化坐標為x板=x電－L，式中，x板也為使絕緣隔板在x 軸方向的初始化坐標；

（3）作業(yè)人員在高壓隔離開關(guān)的斷電側(cè)進行作業(yè)時，規(guī)定作業(yè)人員與絕緣隔板的最短距離不得小于L保護厘米，以保證有效且安全的作業(yè)區(qū)間；

（4）作業(yè)過程中，激光雷達實時觀測作業(yè)人員的位置；

（5）若人的位置x人與不帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭在x 軸的位置x無電，兩者相距大于等于L保護厘米，則絕緣隔板在x 軸方向的位置x板為x板=x無電+ε，式中，ε 代表以便于實際部署的容許的可調(diào)活動距離，其考慮了絕緣板與不帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭不能重疊；

（6）若人的位置x人與不帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭在x 軸的位置x無電，兩者相距小于L保護厘米，同時，人的位置x人與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭的位置x電，兩者相距大于等于L＋L保護厘米，則此刻絕緣隔板在x 軸方向的位置x板為x板=x人＋L保護；

（7）若人的位置x人與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭的位置x電，兩者相距小于L＋L保護厘米，則此刻裝置發(fā)出警報，同時絕緣隔板在x 軸方向的位置x板固定為初始化位置，即x板=x電－L；

上述流程中，步驟（5）、（6）和（7）可公式化為

該裝置能通過電機的驅(qū)動直角坐標移動平臺來調(diào)節(jié)絕緣板在水平面x-y 方向上的位置，驅(qū)動支撐架的伸縮調(diào)節(jié)絕緣板垂直方向上的位置，從而將設(shè)計的絕緣擋板，可靠移動至35kV 隔離開關(guān)斷口位置，起到將隔離開關(guān)斷口帶電側(cè)隔離的作用，確保檢修人員可以對斷口另一側(cè)進行檢修。另外，安裝于支撐架頂部的激光雷達可以實時觀測絕緣隔板與高壓隔離開關(guān)的相對位置、絕緣隔板與作業(yè)人員的相對位置。主控系統(tǒng)可以根據(jù)激光雷達觀測的相對位置信息，自動控制直角坐標移動平臺在在水平面x-y 方向上的進給以及支撐架在垂直方向進給，自適應調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)絕緣隔離防護區(qū)域，可同時兼顧檢修人員的作業(yè)范圍和安全范圍。

4 安全距離驗證

在本實施例中，規(guī)定作業(yè)人員與絕緣隔板的最短距離L保護=20厘米；根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準，設(shè)定絕緣隔板與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭的最小安全距離L=40厘米。在此基礎(chǔ)上，本實施例中可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置的工作流程概括為：

（1）確定絕緣板的初始位置。

操作人員通過操作手柄，遙控直角坐標移動平臺和支撐架來調(diào)整絕緣隔板在y 軸方向和垂直z 軸方向的位置，使高壓隔離開關(guān)帶電端與作業(yè)人員完全隔離；

在激光雷達的輔助下，主控系統(tǒng)驅(qū)動直角坐標移動平臺調(diào)整絕緣隔板在x 軸方向的位置，使絕緣隔板與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭在x 軸方向上相距L=40厘米。

（2）作業(yè)人員在高壓隔離開關(guān)的斷電側(cè)進行作業(yè)時，自適應調(diào)整絕緣隔板的位置。

若在x 軸向，人的位置為x人，不帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭的位置為x無電，帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭的位置為x電，絕緣隔板的位置為x板，則主控系統(tǒng)根據(jù)以下公式自適應調(diào)整絕緣板x板的位置：

上式中，位置信息由激光雷達實時觀測，單位為厘米，ε 代表以便于實際部署的容許的可調(diào)活動距離，在本實施例中ε=5厘米。

上式表示，若人與不帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭相距大于等于L保護=20厘米，則絕緣隔板在x 軸方向的位置x板為x板=x無電＋5；若人與不帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭相距小于L保護=20厘米，同時，人x人與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭相距大于等于60厘米，則此刻絕緣隔板在x 軸方向的位置x板為x板=x人＋20；若人x人與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭兩者相距小于60厘米，則此刻裝置發(fā)出警報，同時絕緣隔板在x 軸方向的位置x板固定為初始化位置，即x板=x電－20。

5 檢修步驟確定

本文研討的可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置，對于單側(cè)帶電高壓隔離開關(guān)安全檢修方法其主要包括以下步驟：

a)將隔離開關(guān)至分閘位置；b)對隔離開關(guān)單側(cè)斷電；c)安裝可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置；d)在絕緣隔離防護區(qū)域內(nèi)，對斷電端的隔離開關(guān)進行檢修作業(yè)；e)若人與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭兩者相距大于等于L＋L保護=60厘米，自適應調(diào)整絕緣隔板的位置，檢修人員正常作業(yè)；f)若人與帶電側(cè)的高壓隔離開關(guān)觸頭兩者相距小于L＋L保護=60厘米，絕緣隔離裝置發(fā)出警報，檢修人員中斷作業(yè)，返回步驟d)。

6 結(jié)語

本文對變電站戶外35kV 隔離開關(guān)斷口單側(cè)停電檢修方法進行研究，并設(shè)計可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置，對隔離開關(guān)斷口的帶電側(cè)進行安全有效隔離，可移動式自調(diào)整絕緣隔離裝置不僅可實現(xiàn)快速部署，更進一步通過自適應調(diào)整絕緣隔離區(qū)域提高了安全防護能力和作業(yè)的便捷性，作業(yè)人員可在高壓隔離開關(guān)單側(cè)帶電的狀態(tài)下對故障端進行檢修，減少了主變壓器被迫停運次數(shù)，減少主變壓器停送電操作的風險，同時大大提升設(shè)備投運率。