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一种输电线路验电与接地组合装置研制及应用
摘 要:输电线路停电、验电、接地是高空检修作业人员防人身触电的重要安全技术措施,其中,验电和接地均在离地面较高的杆塔上完成。验电器、接地线绝缘杆长度和重量较大,两条长杆在提升和杆塔上转移时存在不便,降低工作效率,还存在较大高空坠物伤人风险。本文介绍一种自行研制的验电与接地组合装置,以降低作业风险,提升工作效率。
关键词:输电线路;验电;接地
Abstract:Power outage, electrical inspection, and grounding of transmission lines are important safety technical measures for high-altitude maintenance personnel to prevent personal electric shock. Among them, electrical inspection and grounding are both completed on towers higher than the ground. The length and weight of the electrical tester and grounding wire insulation pole are relatively large, which makes it inconvenient to lift and transfer the two long poles on the tower, reduces work efficiency, and also poses a significant risk of injury from falling objects from high altitude. This article introduces a self-developed electrical testing and grounding combination device to reduce operational risks and improve work efficiency.
Key words:transmission lines electricity inspection grounding
0引言
随着经济快速发展和能源转型升级,输电线路的规模不断增大,输电线路维护检修的工作量也大大增加,输电线路维护检修的安全、高效已日趋重要。输电线路停电、验电、接地是按先后次序完成和保证输电线路作业人员安全的三大技术措施。停电后进行验电核实线路已停电,然后接地确保不受反送电和感应电等影响而造成作业人员触电伤亡。实际工作中,线路停电后验电器、接地线均用绝缘杆支撑,去实现验电和接地,同一地方验电、接地,使用两条绝缘杆,存在重复用杆,增加转移难度,降低工作效率、同时增大高空坠物伤人风险的问题。为此本文研发了一种适用于高压输电线路的集验电、接地于一身的装置。
1工作现状分析
1.1介绍验电接地
验电器、接地线都是通过绝缘棒分别支撑验电端头、接地线端到导线,检测导线带电情况和对导线连接接地。每次停电作业,验电器、接地线必须带到作业现场,在作业区段两端及可能来电的T接线路上使用,对作业段带电情况进行检测和接地保护,形成安全防线,进而保障作业人员人身安全。这两个工具是当前每个线路班组、乃至其它电力生产班组停电检修作业必不可少的工具,使用范围广,作用重大。
1.2主要材料与作用
验电器和接地线绝缘杆主要材料为玻璃纤维环氧树脂等合成材料,具有较好的电气绝缘性能和良好的机械强度。验电器和接地线针对不同电压等级,选用相应长度绝缘棒、电压等级验电器头和接地线端。验电器和接地线绝缘杆的有效长度,保证操作人员与带电导线之间有足够的安全距离。
1.3 当前验电接地存在问题
1.3.1费时、风险高
输电线路停电后,必须执行验电和接地安全技术措施,才可以开展检修工作。传统验电的流程是检修人员登塔后,由地面人员先将验电器吊上杆塔,完成验电工作后,再将验电器吊下杆塔,整个过程验电器必须经过绑验电器,拉升验电器,解绑验电器,佩戴绝缘手套,使用验电器,脱绝缘手套,绑扎验电器,吊下验电器,解绑验电器。因为线路必须三相验电,在杆塔上完成一相验电后,还必须携带验电器,沿着横担攀爬到另外两相换进行验电操作。
作业人员因为输电线路杆塔桁架结构,特别是110kV、220kV等高电压等级线路相间距离大,携带验电器在杆塔上从一相换位到另一相会花费时间比较长。另外验电器在吊上、吊下和横担上转位时,极易因绑扎不牢、失稳或放置不当发生高空坠物伤人风险。
接地一般是三相分别进行吊装,整个过程也类似验电器的使用,必须经过绑接地线,拉升、解绑、安装、拆除、绑扎接地线,降下接地线到地面,解绑接地线。接地线在吊上、吊下和横担上转位时,同样存在因绑扎不牢和未拿稳或放置不当发生高空坠物伤人风险。
1.3.2管理问题
目前,接地线与棒连接在一起存放在智能柜,或者线与棒端连接螺丝拧开,分开保管,两种方式中第一种存在线棒一起容易混乱、占空间,难摆放的问题;第二种方式中线与棒端分开,每次使用的时候都要用扳手进行安装,用完必须拆除,极为不便。
周期试验时,验电器中验电器端头和棒、接地线中线和棒均为一整体,验电端头、棒、接地线端头其中一个部件试验不合格,一套装置一起整体报废,存在一定的浪费和不合理。
2 输电线路验电与接地组合装置研制
经过系统分析,验电和接地是连续开展的一套动作的先后步骤,验电后,必接地,接地前,必须验电,两者紧密相连,一般不单独做其中一项,考虑研发一条绝缘杆进行验电与接地的装置。
2.1研制原理
改变两条绝缘棒分别与验电器验电端头、接地端头形成的两个独立装置,应用验电器和接地线快速连接头,将卡扣一端固定在绝缘杆上,一端固定在接地线端或验电器端,推拉弹簧卡扣锁紧。将接地线、验电器结构进行改造优化将两者合并为一体,实现功能不变,一条绝缘棒分别与验电端头、接地端头选择性连接,完成验电和接地。
2.2研制思路
针对现有验电与接地存在的问题,为提高验电接地速度,减少重复吊杆的时间,同时降低安全风险,结合相关标准规定,提出了输电线路验电与接地组合装置研制具体思路和要求:
1、采取一杆两工具的方式,在验电器端头、接地线端头分别设计连接头,与绝缘杆连接。验电时,绝缘杆与验电器连接,接地时,绝缘杆与接地端连接。
2、能通过操作杆端头方便灵活地连接验电器端头和接地线端,装拆方便、成功率高。
3、按照标准,使用玻璃纤维环氧树脂等材料,不降低绝缘杆的绝缘强度和机械强度,保证操作时的绝缘和受力要求。
4、接地线端板与铜线部分连接紧密,用螺栓螺母连接,直流电阻合格。
5、按部件分开试验,试验周期:接地端按5年1试;验电器及绝缘杆按1年1试,只报废不合格的部件,并购置补充,成套使用。
6、绝缘杆、接地线端、验电器端分开保存。
2.3研制目标
定性目标:研制验电接地一杆式装置,减少高空作业时工具提升、转移数量和次数,降低人员高空转移难度和风险,同时降低高空坠物风险。
定量目标:使验电接地时间由平均32分钟降至平均26分钟以下。
3输电线路验电与接地组合装置创新点
3.1验电接地装设方式
在杆塔上验电接地时,输电线路电压等级高,验电器杆较长,一般2-5米不等,高空收放极为不便。验完电再将另外一条连接长8米左右接地线的3-5米绝缘杆,在杆塔上完成挂装。新装置改变以往验电器、接地线各采用独立绝缘杆的形式,采取一杆两用,验电完取下验电器端头即装接地头开展接地,然后带着验电器端头轻装转移到下一相导线,开展三相验电接地。整个过程三相各提升一次绝缘杆,只需带着验电器在桁架结构的杆塔上转移,减少工具提升次数,降低作业人员杆塔上转移作业难度,提升作业安全水平。
3.2验电接地连接方式
新验电、接地一体式装置,采用一条绝缘杆和弹簧卡扣连接卡头,将卡扣一端永久固定在绝缘杆上,另一端固定在接地线端和验电器端。绝缘杆上卡扣分别与验电器端和接地线端卡扣连接,转移时只需带着体积小的验电器头即可,转移轻便,提升工作效率。
4输电线路验电与接地组合装置的使用方法步骤
新式输电线路验电与接地一体携带型短路接地线装置的整体主要可分为三个部分:
一、绝缘操作杆,包括:1绝缘杆、2螺柱、3手持端、4弹簧卡扣连接卡头;主要功能保持绝缘,连接和支撑验电器端和接地线端,通过旋转手持端带动螺柱旋转,完成接地线导线端的连接,实现验电和接地连接。
二、接地线端,包括:1导线端、2接地线连接头、3接地铜绞线、4接地端;主要功能通过操作杆部等将导线端、接地端螺柱旋转分别卡紧导线和地电位金属体,实现线路接地。
三、声光验电器端,包括:1金属探头、2自我检测按钮、3声光验电器体和4连接卡头端,主要功能通过操作杆连接验电器连接螺孔后,将金属探头伸至待验导线,进行线路验电。
输电线路验电与接地一体携带型短路接地线装置主要工作步骤有:
1、作业人员登塔,地面人员配合。
2、绳索绑扎、上吊验电与接地一体携带型短路接地线装置。
3、塔上,首先按自我检测按钮对验电器进行检测,正常后将验电器部与操作杆部通过连接螺孔进行连接,并在带电线路或工频高压发生器检测验电器良好。
4、将验电器伸至停电待验电线路,金属探头接触导线,验明线路未带电,从操作杆取下验电器部。
5、将接地线部连接至操作杆部,旋转操作杆,使操作杆部螺柱与接地线导线端连接。
6、将接地端接地,然后将导线端固定在已验电的停电线路导线上,工作结束后,拆除导线端,再拆除接地端。
7、绳索绑扎、吊下验电与接地一体携带型短路接地线装置。
8、作业人员下塔及现场清理。
5试验与应用
5.1装置试验
按《带电作业用便携式接地和接地短路装置》等标准规定,对装置进行了包括外观检查、绝缘杆绝缘性能试验和接地头导电性能试验。
1、外观检查:绝缘杆长度符合规定,绝缘杆和接地头表面光滑无毛刺、焊接缺陷等质量问题,棒与金属连接紧实牢固,验电器、接地头、绝缘棒角度调整顺畅、连接无卡顿。
2、绝缘杆试验:绝缘杆为环氧树脂材料,经试验,在工频耐压试验条件下(1min),其绝缘性能合格,满足接地线绝缘杆绝缘要求,三个电压等级验电器启动试验合格。
3、直流电阻试验:接地头采用铝合金材料,连接鼻与软铜线压接,经试验,平均每米的电阻值小于0.79mΩ,满足接地头的短路电流导电要求。
5.2实际应用
为了验证验电接地一体装置的现场实用性,2024年11月在培训基地线路上,使用新型验电接地装置进行验电、接地安装、拆除测试。通过110-220 kV 线路 上共 8次的挂设使用,统计使用验电接地平均一次挂设时间为 25.7分钟,比同等高度现有验电、接地独立开展的一次完成时间减少了5分钟,现场试用情况良好。
6 结语
本文从传统验电接地存在问题入手,系统分析,提出解决问题方法。通过研制一种输电线路验电与接地组合装置,发挥弹簧卡扣连接卡头快速连接和松开的功能,实现一杆两用,减少高空中多搬运一条绝缘杆的障碍,提高验电接地工作的效率,同时降低作业风险,创造了一定的经济价值和社会价值。
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作者简介:叶金林(1983-),工程师,技师,供职于广东电网有限责任公司清远供电局,从事输电线路运行检修管理工作.


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