带负荷更换跌落式熔断器专用引流工具的研制

Electric Power System Equipment运行与维护

Operation And Maintenance2019年第24期

2019 No.24

带负荷更换跌落式熔断器专用引流工具的研制

赵　建，王云龙，李云霄，窦孝祥，张志锋

（国网郑州供电公司，河南郑州 450000）

［摘 要］传统带负荷更换跌落式熔断器采用软质绝缘引流线短接跌落式熔断器上、下端头进行作业，此作业方式存在较多问题。为此，开展带负荷更换跌落式熔断器专用引流工具的研究，研制一种适用多场合的用于带负荷更换跌落式熔断器的硬质引流工具，其具有携带方便、操作简单、安全性和可靠性高的特点，避免了传统软质绝缘引流线重心不稳、易晃动、存在短路风险等问题。有效地提高了带负荷更换跌落式熔断器作业的效率与安全性。［关键词］带电作业；跌落式熔断器；绝缘引流线；引流工具［中图分类号］TM73　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）24–0153–03

Development of Special Drainage Tool for Replacing Drop Fuse with Load

Zhao Jian， Wang Yun-long Li Yun-xiao Dou Xiao-xiang Zhang Zhi-feng

［Abstract］The traditional drop fuse with load replacement is usually operated by the upper and lower ends of the short drop fuse with soft insulated lead, which has many problems. This paper studies the special drainage tool for replacing drop fuse with load, and develops a hard drainage tool for replacing drop fuse with load, which is convenient to carry, simple to operate, safe and reliable.It avoids the problems of unstable gravity center, easy shaking and short-circuit risk of traditional soft insulated drain wires.It effectively improves the efficiency and safety of replacing drop fuse with load.

［Keywords］live operation; drop fuse; insulated drain wire; drainage tool1 背景

随着经济建设的不断发展，社会各界对电力的需求量越来越大，城市变压器台架和跌落式熔断器设备数量也随之增多，导致操作跌落式熔断器的次数越来越频繁。因跌落式熔断器本身结构及频繁操作等问题，易造成跌落式熔断器损坏。在每年的停电故障中，经统计大约30%以上是因为跌落式熔断器上、下端头烧毁而造成停电[1]，更换跌落式熔断器成为配网抢修人员经常做的一项工作。

在提升优质服务的背景下，带电作业成为重要的运维检修手段[2]，既能提升优质服务，实现客户无感知用电体验，又能增加售电量。目前，跌落式熔断器出现故障后，在配电变压器低压侧不能停电的情况下，一般采用专用的绝缘引流线旁路短接待更换跌落式熔断器及两端引线，在带负荷的状况下更换跌落式熔断器，绝缘引流线成为决定能否开展这一作业的关键工具。相比不带负荷更换熔断器而言，带负荷作业安全措施、人员技能水平、作业程序、作业工器具等要求更为严格、复杂，危险点较多，作业风险较大，对作业人员技术水平要求较高。2 问题分析

目前带负荷更换跌落式熔断器作业，一般采用传统的软质绝缘引流线短接跌落式熔断器上、下端头后，进行更换。在这个过程中存在以下问题：

（1）绝缘引流线重量大。现有的绝缘引流线重量大，操作不方便，给操作人员在作业中带来众多的不便，对作业人员的要求较高。

（2）软质绝缘引流线较长，不易控制。跌落式熔断器相间及相对地距离较近，传统软质绝缘引流线较长，重心不稳、易晃动、影响安全因素多[3]，绝缘引流线导线夹头与带电体、接地体安全距离不易控制，存在相间短路、接地短路的潜在风险。

（3）作业流程繁琐，耗时较长。传统作业需安装绝缘引流线支架，过程繁琐，费时费力。对带电作业来说，繁琐的作业流程本身就会增加作业危险程度，不符合带电作业所追求的“快速、简单”的要求。

因此有必要研制一种新的带负荷更换跌落式熔断器专用引流工具以解决上述问题。3 工具研制

为达到携带方便、操作简单、安全性和可靠性高的要求，

专用引流工具由绝缘引流线、外绝缘支撑套管、横担连接组件构成。通过横担连接组件将工具固定在变压器台架横担上，外绝缘支撑套管两端引流线分别与跌落式熔断器上、下端头引线相连进行分流，达到带负荷更换跌落式熔断器的效果。专用引流工具结构简单、经济型较好，在保证机械强度的情况下重量轻，安装便捷，安全性、可靠性高。

（1）绝缘引流线及外绝缘支撑套管设计。传统的软质绝缘引流线存在不易控制、不易固定的缺点。专用引流工具采用外绝缘支撑套管内置绝缘引流线可有效的改善软质绝缘引流线控制困难、不易固定的缺点。

如图1所示，选用截面25 mm2的绝缘引流线作为专用引流工具的主体引流部分，选用带电作业常用的、技术发展较为成熟的环氧树脂材料作为外绝缘支撑套管制作材料；外绝缘支撑套管中部可靠固定有尼龙T型接头，T型接头的一端连有通用型梅花型接头，便于与横担连接组件进行组装、拆卸，且可调节安装角度；外绝缘支撑套管两端与外露绝缘引流线接触处热缩有绝缘雨裙护套，密封严密，将绝缘引流线与外绝缘支撑套管可靠固定在一起。

󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󱍏󱎅󰤲󰸶󱌲󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󱍏󱎅󱭀󱜐󰪏󰝒󰡈󱴜5󰛋󰬋󰜿󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󱀖󰶬󰲝󱑟󱍏󱎅󱊭󰳎󱔈󰛋󰬋󰜿󰠭󱌲󰝂󰜿图1 绝缘引流线及外绝缘支撑套管

（2）横担连接组件设计。常见的跌落式熔断器横担规

格为：63×6×2300（角铁：宽度63 mm，厚度6 mm，长度2300 mm），不同地区、不同台架安装跌落式熔断器的横担规格也有细微区别，为提高专用引流工具的普遍适用性，将横担连接组件的紧固及卡挂部分设计为可调节的螺栓型结构，以便适应常见的各类宽度及厚度的横担。

如图2所示，横担连接组件的绝缘支撑部分选用带电作业常用的、技术发展较为成熟的环氧树脂材料制成的绝缘管；

2019.24 电力系统装备丨153

󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󱩙󱌊󱍏󱎅󰩣󰱺2019年第24期

2019 No.24

运行与维护

Operation And Maintenance电力系统装备

Electric Power System Equipment横担连接组件的一端可靠固定有梅花型接头，便于与外绝缘支撑套管拆卸及安装。

横担连接组件的另一端，圆柱形尼龙连接块与绝缘管可靠固定，连有可调节卡挂固定装置U型卡头，主要起纵向固定作用，将横担连接组件在竖直方向上牢固卡紧横担，应具备足够的机械强度，夹紧横担时应能承受足够的压力，选用密度小、使用轻便、机械强度高、耐腐蚀性能好的Al-Zn-Mg系铝合金作为U型卡头材料；方形绝缘尼龙块与绝缘管可靠固定，连有可调节紧固螺栓，紧固螺栓起横向固定作用，将横担连接组件在水平方向上牢固卡紧横担，考虑到横担连接组件的有效绝缘长度，紧固螺栓选用绝缘尼龙材质制成；通过纵向和横向两个方向的固定，将横担连接组件牢固卡紧横担，保证作业过程中不得松脱。

组装完成后的效果如图3所示。

󰳎󱔈󰛋󰬋󰜿󰮴󰥍󰡈󱴜󱤋󰬋󰚰󰮼󱨍󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰚒󰲎󰥍󰡈󱴜󱤋󰬋󰚰󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󱀖󰶬󰲝󱑟󱍏󱎅󱊭󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃6󰛋Ӵ󰜿󱌊󰚌󱛂󰲞图2 横担连接组件

图3 专用引流工具组装图（3）操作方法。

①采用绝缘斗臂车手套作业法，斗臂车承载作业人员到达合适的工作位置后，按照“从近到远、从下到上、先带电体后接地体”的顺序，对作业范围内可能触及到的带电体和接地体进行绝缘遮蔽。

②通过调节紧固螺栓和U型卡头，将横担连接组件牢固安装在横担上，恢复安装处的绝缘遮蔽。

③将绝缘引流线及外绝缘支撑套管通过梅花型接头与横担连接组件连接在一起。

④将绝缘引流线与待更换跌落式熔断器上、下引线可靠连接。

⑤使用钳形电流表测流，确认分流正常后拉开待更换跌落式熔断器，更换新的跌落式熔断器。

⑥更换后对新更换跌落式熔断器上、下引线测流，确认通流正常后拆除绝缘引流线、拆除专用引流工具。

⑦按照“从远到近、从上到下、先接地体后带电体”的原则，依次拆除绝缘遮蔽，作业人员确认高空无遗留物后返回地面，工作结束。4 效益分析

（1）作业效率分析

154丨电力系统装备 2019.24

根据现有不停电作业标准规定[4]，带负荷更换跌落式熔断

器的标准时间为120min，随机选取2018年10次带负荷更换跌落式熔断器作业时间进行统计分析。

表1 传统作业方式时间抽样统计

作业方式

抽样编号

常规方法利用绝缘引流线短接熔断器

作业内容

作业时间/min

1XX板XX线9#杆带负荷更换跌落式熔断器1082XX板XX线2#杆带负荷更换跌落式熔断器993XX板XX线2#杆带负荷更换跌落式熔断器1134XX板XX线3#杆带负荷更换跌落式熔断器945XX板XX线7#杆带负荷更换跌落式熔断器1026XX板XX线5#杆带负荷更换跌落式熔断器957XX板XX线12#杆带负荷更换跌落式熔断器1068XX板XX线16#杆带负荷更换跌落式熔断器1009XX板XX线6#杆带负荷更换跌落式熔断器12010XX板XX线2#杆带负荷更换跌落式熔断器

110

平均作业时间

104.7

通过上述随机抽样分析可以看出，虽然10次作业所用时间均符合配网不停电作业规范规定的作业时间，但是依然存在时间长、效率低的问题，对作业人员体力要求也较高，并且带电作业中，作业时间越长，存在的不安全因素越多，发生安全事故的概率就越大。

为进行对比分析，随机抽取2019年上半年10次带负荷更换跌落式熔断器作业时间再次进行统计分析，样本均采用新型带负荷更换跌落式熔断器专用引流工具进行作业。

表2 采用新型工具作业时间抽样统计

作业方式

抽样编号

采用新型带负荷更换跌落式熔断器专用工具进行作业

作业内容

作业时间/min

1XX板XX线7#杆带负荷更换跌落式熔断器462XX板XX线9#杆带负荷更换跌落式熔断器513XX板XX线3#杆带负荷更换跌落式熔断器544XX板XX线2#杆带负荷更换跌落式熔断器425

XX板XX线1#杆带负荷更换跌落式熔断器356XX板XX线15#杆带负荷更换跌落式熔断器437XX板XX线13#杆带负荷更换跌落式熔断器528XX板XX线6#杆带负荷更换跌落式熔断器479XX板XX线9#杆带负荷更换跌落式熔断器3910XX板XX线4#杆带负荷更换跌落式熔断器

35

平均作业时间

44.4

从2019年上半年作业时间随机抽样分析可以看出，10次作业所用时间均符合配网不停电作业规范标准的作业时间，且作业时间明显缩短，效率得到了显著的提高。（2）安全效益分析。传统作业方法中，绝缘引流线重量大，操作不方便，费时费力，给操作人员在作业中带来诸多的不便，对作业人员的体能和技术水平要求较高。而新型专用引流工具，采用外绝缘支撑套管内置绝缘引流线的方式有效的改善了软质绝缘引流线控制困难、不易固定的缺点。

跌落式熔断器相间距离近，传统绝缘引流线较长，不易控制，不易固定，在安装、拆除以及作业过程中存在相间短路和接地短路的潜在风险。而新型专用引流工具结构合理，安全性能高，引流线在作业过程中可靠固定，大大降低了相间短路和接地短路的风险；

传统作业方法中，需安装绝缘引流线支架，作业流程繁琐，

电力系统装备

Electric Power System Equipment运行与维护

Operation And Maintenance2019年第24期

2019 No.24

发电机出口断路器故障原因分析及应对措施

丁允海

（中国电建集团核电工程有限公司，山东济南 250000）

［摘 要］发电机出口断路器在国外火力发电项目中使用非常普遍，尤其是对可靠性要求较高的火力发电机组，在发电机出线侧配置发电机出口断路器成为必然选择。因此，发电机出口断路器在这种系统中的重要性也就不言而喻了。文章分析某海外火力电站项目发电机出口断路器的一次故障，提出应对措施，确保设备运行的可靠性。［关键词］发电机；出口断路器；误上电保护［中图分类号］TM561　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）24–0155–02

Cause Analysis and Countermeasures for Generator Outlet Circuit Breaker Failure

Ding Yun-hai

［Abstract］It is very common to use generator outlet circuit breakers in foreign thermal power generation projects, especially for thermal power generating units with high reliability requirements for plant power. It is an inevitable choice to arrange generator outlet circuit breakers on the generator outlet side. Therefore, the importance of generator outlet circuit breakers in such systems is self-evident. Through the analysis of a fault in the generator outlet circuit breaker of an overseas thermal power station project, the paper proposes a targeted countermeasure to improve the reliability of equipment operation.［Keywords］generator; outlet circuit breaker; false power-on protection目前，国外大型电站的电气主系统普遍采用发电机出口断路器的配置方式。在这种配置方式的主要的优势如下：

（1）节约了一次性投资：相对于国内传统的配置方式，虽然增加了发电机出口断路器，但是却可以省去启动备用变压器及一个开关站间隔，减少了投资额。

（2）简化厂用电源切换操作程序，提高系统的可靠性：安装发电机出口断路器后，机组启动电源经过主变压器、厂用变压器倒送至电站厂用电系统；因此，在机组起停时，只需操作发电机出口断路器的合/分，不再需要厂用电源的切换，也提高了系统的可靠性。

（3）减少电网系统及电站发电机之间的影响，提高电站可用小时数。当电网系统发生震荡或者其它故障时，通过切除主变压器高压侧断路器切断电站与电网的电气联系，此时发电机带厂用电运行，一旦电网系统恢复正常，可以通过同期合主变压器高压侧开关的方式及时恢复向电网送电； 一旦发电机出现故障的情况时，保护可以跳开发电机出口断路器，这时候电网依然通过主变压器及高压厂用变压器向电站提供厂用电，不会发生厂用电源的切换，发电机故障排除后可以很快投入运行。

（4）降低因主变压器组内故障而导致的损失：当主变压器或者高压厂用变压器故障时，需要迅速切除发电机的供电，在常规配置不带发电机断路器的情况下，因为发电机灭磁需要一定的时间（典型的无刷励磁灭磁时间大约5~20 s），在这段时间内，发电机依然会持续的向故障点提供电流，导致故障加剧恶化及扩大化；而发电机断路器可以快速切断发电机与故障点之间的电流回路，避免了故障继续扩大，降低故障损失。1 发电机出口断路器故障情况

某海外电站项目主接线在发电机和主变压器之间设置发电机出口断路器，如图1所示；发电机断路器采用瑞士ABB产品，三相联动，断路器内附避雷器、PT、电动隔离开关等。

施工单位在发电机出口断路器安装完毕后，联系业主验收。随后厂家到现场进行了相关调试工作，并出具了调试合格证书，允许正常投运。在整组启动电气试验期间，完成发电机出口断路器的假并列试验后，通过发电机出口断路器进行机组并网试验。在确认发电机出口断路器就地及远方均指示在分位的情况下（此时AVR未投入，发电机灭磁开关在分位），运行人员首先合断路器隔离开关，但就在合断路器隔离

耗时较长，对带电作业来说，繁琐的作业流程本身就会增加

作业危险程度，不安全因素也相应增多。而新型专用引流工具结构轻便，安装简单，操作方便，作业效率大大提高，安全性大大提升。5 结语

传统的带负荷更换跌落式熔断器一般采用软质绝缘引流线短接跌落式熔断器上、下端头进行作业，此作业方式存在较多问题。针对传统方法的不足，本文设计了带负荷更换跌落式熔断器专用引流工具。新型工具适用场合多，安全性、可靠性高，操作便捷。投入使用后，代替现有的使用软质绝缘引流线短接的作业方式，简化了作业流程，节省了作业时间，操作安全性大幅提升，在一定程度上促进带负荷更换跌落式

熔断器作业的推广；增加了售电量，为公司带来客观的经济效益；此外，该工具还能带来广泛的社会效益，减少停电时间，减少客户投诉量，大幅提升了供电服务质量。

参考文献

[1] 耿林选，尹中党，王永刚，等.高压跌落式熔断器故障及引线烧断原因分析[J].高电压技术，2007，33（3）：182-183.[2] 胡毅，刘凯，彭勇，等.带电作业关键技术研究进展与趋势[J].高电压技术，2014，40（7）：1921-1931.[3] 李正清，陈松，张春禹，等.一种配网带电作业引流线固定架的研制与运用[J].中国高新区，2017（18）：153.[4] Q/GDW520—2010，10 kV架空配电线路带电作业管理规范[S].

2019.24 电力系统装备丨155