110kV隔离开关带电更换可行性及方法研究

110kV隔离开关带电更换可行性及方法研究

赵靖吕志伟田海波

（国网山西省晋城供电公司山西省晋城市048000）

摘要：高压隔离开关在我国电力系统中被广泛应用，主要用于检修高压电线、断路器等电气设备时，在无负荷情况下切换高压线，隔断电网，安全的进行检修，保证电力设备和电力人员的安全。随着国民经济的快速增长，社会用电负荷的逐步增加，大量新建变电站投入运行，越来越多的电气设备设备交由运行人员管理，精益化管理的推行，使得设备人员比越来越高。同时，调度对倒闸操作时间有严格的考核标准，这就要求运行人员能够在规定的时间内顺利完成倒闸操作。隔离开关的分合闸在倒闸操作中占用较多时间。

关键词：隔离开关；连接线夹；接触面；发热

引言

随着我国输配电的操作水平的不断进步，以及电力行业的不断前行，带电作业这种操作方式，被人们所熟知。带电作业，一般发生在不能使用绝缘斗臂车进行作业的特殊情况下，作业人员主要利用绝缘平台、绝缘脚扣、绝缘脚手架、绝缘竖梯等工具开展作业。更高要求的输配电线路带电作业技术，等待我们的深入研究与发展。

1隔离开关拒绝分合闸原因分析

1.1操动机构故障

变电站有多种电压等级，采用的不同型号的隔离开关有着不同的操动机构，常见的操动机构有手动操动机构、电动操动机构。手动操作机构在操作过程中常见的故障有，严冬天气，雨雪在操动机构、静动触头处发生冰冻；积年累月，机构金具锈蚀、变形，其他原因的卡阻；检修人员疏忽或操作不当使机构金具断裂、销子脱落，导致机械部分未连接，使隔离开关拒绝分、合闸。电动操作机构出现故障除上面手动操动机构所述的外还有传动机构发生故障。

1.2触头熔焊、触头变形抵触

隔离开关的有动静触头之分，隔离开关两个触头中随执行机构动作的触点为动触头，不随机执行机构动作的触点为静触点，当隔离开关分闸时动静触头分开，达到隔离的目的，当隔离开关分闸时动静触头接触，起到导通电流的作用。动静触头由于接触不良发热，进而使动静触头熔焊；触头由于受外力的作用发生变形导致卡阻；动触头受到静触头的卡夹过劲都是使隔离开关拒绝分合闸的原因。

1.3误操作或防误装置失灵

为了防止误操作电气设备，电气设备都装有闭锁装置。同样，隔离开关闭锁装置是必不可少的，在满足操作的条件下，按照相应的操作顺序，才能分合隔离开关。当隔离开关闭锁装置失灵时，五防逻辑闭锁、电气回路闭锁装置都可能将隔离开关闭锁，在正确的操作顺序下，也无法操动隔离开关。同时又由于五防闭锁装置的闭锁，操作时只要严格按照五防钥匙中模拟的操作顺序，基本上杜绝操作的发生。在检修工作完工后，工作人员疏忽大意，责任心不强，未将箱体中的电机电源空气开关、控制电源、远近控切换把手打到相应的位置。工作许可人在终结工作票时疏忽，未发现其位置，这种问题导致隔离开关拒绝分合闸的情况也常有发生。

2硬件设计

（1）SCM（开关控制）模块设计。在SCM（开关控制）模块设计中，笔者选择了ARM作为主控芯片，CPLD作为辅助芯片，两者通过合理配合能够较好为本文研究的110kV高压隔离开关智能控制器控制、显示、检测、数据传输和通信等功能的实现提供支持。在主控芯片ARM的选择中，笔者选择了意法半导体（ST）公司的STM32F103型号的ARM微控制器，这一控制器具备分支预测的三级流水线结构、支持位绑定操作，这些优势使得这一微控制器的选择能够大大降低本文研究隔离开关智能控制器的成本，并提高其处理性能。（2）电机控制电路设计。在电机控制电路的设计中，笔者选择了固态继电器和普通电磁继电器配合使用的策略，这种设计策略的应用能够较好避免卡死等电动机堵转的意外情况发生；而在继电器的驱动电路设计中，笔者选择了应用TLP5214器件的光电隔离技术进行强弱电的隔离，这样就较好地提高了电路的防干扰能力。

3作业方法及主要装置

3.1作业方法介绍

带电更换110kV变电站隔离开关的设计总思路是搭建临时短接分流线、连接引流线来转移隔离开关上电流，再将引流线与隔离开关分离来完成带电更换隔离开关。具体操作步骤如下：（1）进入地电位。作业人员沿绝缘人字梯到达接地刀闸处，选择合适位置系好安全带，然后拆除接地刀闸。（2）安装绝缘挡板。作业人员在绝缘支柱上合适位置安装绝缘挡板。绝缘挡板可防止作业人员头部超过作业安全距离。（3）拆除接地连杆。作业人员在绝缘人字梯上对接地刀闸接地连杆进行拆除。

3.2新型安全防护用具

目前我国带电作业的主要用具有绝缘杆、屏蔽服等，对于新型安全防护用具要求具有高标准的绝缘性能，以及良好的机械性能。此外，与传统的安全防护用具对比，要求新型安全防护用具能够更加轻便、易于操作，同时具有较强的刚度与强度，能够适用于更大强度的作业。我们现在使用的绝缘用具有两类：绝缘棒一类的硬质绝缘工具和屏蔽服一类的软质绝缘工具。新型安全防护用具的研发过程中，用具的材质需要重点研究，防潮、防老化、延长防护用具的使用寿命有很大必要。进行输电线路带电检修作业时，工作人员需要按要求穿好屏蔽服，这样当工作人员处在高压电场中的时候，就会使人体外表面不同的部位形成等电位屏蔽面。防护服使用后，把其放在干燥的地方，避免存储在潮湿环境下，这样不能形成服装污染，确保服装的质量完好无损。

3.3机器人的应用

在科技不断进步今天，机器人正在逐渐应用于各行各业，并展现出了明显的优势，在输配电线路带电作业技术的发展进程中，机器人的应用也是重要的发展趋势。首先，如果机器人投入使用，无需操作人员直接接触高压带电区域，直接保证了操作人员的安全，同时也降低了操作人员的工作强度。其次，由数据编程的机器人程序，能够更加精确地完成许多高难度工作，能够有效避免许多人为因素的失误，很大程度地提高了输配电线路带电作业的准确性和效率。因此，机器人工作作为未来发展的主要趋势，在电力发展过程中，提高作业安全性与准确性，将是一种必要的技术手段。

3.4静电防护

静电是处于静止状态的电荷，静电放电造成的电磁场，强度巨大，对人体造成伤害非常容易，工作在这种环境下，时间长了，会有很高的静电辐射，身体状况日益下降，会导致人出现短暂胸闷、头痛、焦躁，严重的还会导致呼吸困难，带电作业人员利用静电防护服做好静电防护可以有效的解决静电辐射，从而确保身体不受伤害。在运行的输电线路上，登塔作业人员是不允许穿绝缘鞋，当穿屏蔽服（或静电防护服）作业时，更不允许穿绝缘鞋；作业人员应该穿着全套屏蔽服或静电屏蔽服，屏蔽各连接点必须接触良好，塔上的操作者接触的金属物体在送达之前绳子上的金属物必须先进行接地处理。静电防护服织物的使用将抗静电织物，通过分解，实现对静电分散的快速扩散，这种服装的应用越来越广泛，静电防护服主要用于空中和地面作业，能够对带电作业人员的身体进行有效的安全保护。

结束语

综上所述，传输电路是保证电网正常运行的一个重要组成部分，在我国输电网线路事业不断发展和电网运行质量不断提高的今天，由于电力系统的特殊性，输电线路异常危险，任何输电线路的漏洞将直接影响工作人员的人身财产安全。在这种情况下，带电作业安全防护措施的落实就显得尤为重要，需要用以屏蔽服实现有效保护，进行输电线路带电作业时，只有有效的进行对静电感应、强电场和电流的产生影响的防护，才可以保证操作人员的人身安全，确保安全和输电线路运行的稳定性。

参考文献：

[1]王建军，苏梓铭，吴季浩.220kV输电线路引流板带电消缺工具研制［J］．电力科学与技术，2014，29（4）：93-100．

[2]黄正丹，丁建谊，胡建文，等．变电站电力设备线夹及接头发热原因分析[J].科技创业月刊，2013（8）：178-180.