配电网不间断供电检修技术的研究

配电网不间断供电检修技术的研究
发表时间：2016-12-19T11:16:05.813Z 来源：《电力设备》2016年第20期作者：应豪技钱程[导读] 面对当今科技的日新月异，经济的飞速发展，电力系统作为发展的能源。

（宁波供电公司浙江宁波 315800）
摘要：电网是给客户提供电源服务的需要，随着经济全球化的不断推进，电网供电对人的活动越来越需要，在很多大型的活动期间是不允许停止供电，因此不间断供电检修技术被推向了历史的舞台，在这项技术推进的过程中，各项技术指标不断优化，本课题就不间断供电检修目前所存在的技术进行分析和研究，就不间断供电检修在架空线路，环网柜中的应用和分析，最后结合杭州地区实际情况，进行了实践性研究。

关键词：不间断供电；电网；架空线路；
0 引言
面对当今科技的日新月异，经济的飞速发展，电力系统作为发展的能源，一个国家只有能源供给足了，才能让经济、科技的快速崛起，因此对我们配电网提出来更高的要求，促使我们不断发展不间断供电检修技术，以达到配电网最终“不停电”的运行管理目标。

配电网作为整个电力系统中最终面对用户的环节，其供电能力是整个电力系统供电水平最直接的反应。

说明提高供电性重要意义，电力系统的首要任务是满足用户对供电可靠性的要求.分析研究供电可靠性的常见故障及原因，是线路因素、不可及抗拒的自灾害因素、系统设备的计划性检修、电网结构的影响和供电能力，也为经济民生的发展提供了经济效益。

杭州采用双环布置，开环运行的供电方式，以便更好的不断电检修，降低了检修难度。

1 带电作业及工作原理
1.1、带电作业及工作原理
带电作业的方式中，根据操作过程中人员与带电体之间的位置操作人员自身电位以及操作过程中使用的绝缘工具，可以对带电作业进行几种方式的划分。

1.2、人与带电体的位置划分
依据工作人员与带电体之间的位置可以将带电作业分为直接作业和间接作业两种。

（1）间接作业法，如图所示
直接作业
1.3、作业人员人体电位划分
依据作业过程中操作人员自身所具有的电位不同，划分为地电位工作法、中间电位工作法以及等电位工作法。

（1）地电位工作原理
地电位工作法指工作人员身处大地，通过绝缘工具对带电体进行作业，此时的人体与大地处在同一电位中。

地电位作业
分析计算人体流经的电流。

假设人体的电阻用R'表示，绝缘工具的电阻用 R 表示，人体与带电体之间的容抗用 XC 表示；流经绝缘杆的泄漏电流用 IR 表示，空气间隔与人体间电容电流用 IC 表示，流经人体的总电流用 IR'表示；将绝缘工具的电阻值及空气间隙的容抗值与人体自身的电阻对比，明显得到：
R'＜＜ R 以及 R'＜＜ XC，
所以在计算过程中忽略人体电阻，即令 R'=0。

则由电路原理可以得到，IR'应为 IR 与 IC 的矢量和。

以通常绝缘工器具的电阻值来看，R≥10^10Ω，此时取 R=10^10Ω进行计算。

在配电线路，即 10k V 线路中，泄露电流应为：IR=10×10^3/√3/10^10≈0.6（?A）
在作业人员与带电体保持安全距离时，设电容 2.2×10^-12≤C≤4.4×10^-12F，则容抗：XC=1/（ωC）=1/（2πf C）≈0.72×10^9~1.44×10^9（Ω）
则电容电流：
IC≤10×10^3/√3/（0.72×10^9）≈8（?A）
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由 IR 与 IC 的单位微安可以得出，电流 IR 为微安级，这也就意味着，此时流过人体的电流值并未达到对人体造成伤害的地步，作业人员是处于安全状态的。

（2）中间电位作业原理
作业人员站在绝缘体上，通过绝缘工具对带电体展开作业的方式。

中间电位作业中间电位作业等效电路
分析计算回路流经人体的电流。

图中所示，设人体电阻由R表示，使用绝缘工具的电阻由 R1 表示，人体所处的绝缘体的电阻由 R2 表示，人体与带电体之间的容抗由 XC1 表示，人体与大地（或杆塔）之间的容抗由 XC2 表示。

根据绝缘体、绝缘工具的绝缘性可知，人体电阻是远小于绝缘体及绝缘工具的电阻，以及空气间隙的容抗，即 R＜＜ R1、R＜＜ R2、R＜＜ XC1、R＜＜ XC2，所以在计算过程中，人体电阻忽略不计，即 R=0。

根据绝缘工器具普遍的电阻值，设定此时：R1= R2=10^10Ω在保持作业人员与带电体之间的安全距离时，电容可以看作
2.2*10^-12≤C≤4.4×10^-12F，
则容抗：
XC1= XC2=1/（ωC）=1/（2πf C）≈0.72×10^9~1.44×10^9（Ω）线路总阻抗 Z： Z= Z1+ Z2
通过计算可以得出，流过人体的电流I
R=U/Z，单位为微安级。

在使用中间电位作业时的过程中在配电线路，即 10k V 线路中，此时流经人体电流 IR的单位为微安级，并未超出人体所承受的感知电流，不会对人体造成伤害。

（3）等电位工作原理
在等电位工作中，带电作业人员站在绝缘体，与带电体在同一电位上，直接对带电设备进行带电作业的方式。

等电位作业
2 配电网在城市中主要网络连接模式
城区配电网所采用环网供电的配电网络模式，当网络中一侧的电源有故障或者需停电检修时，可以通过合上环网开关进行转电，来提供给电网对负荷的继续供应，这样大大增加了配电网的连续供电的能力。

2.1、环网柜的原理
环网柜也就是负荷开关柜，内部包含负荷开关以及断路器组合电器两个重要组成部分，由于常用于环网供电系统中，故俗称为环网柜。

负荷开关的作用包括在正常工作时，接通和切断设备的负荷电流，以及在短路时能够承受规定时间内的短路电流。

但负荷开关不能用于对设备或线路中故障电流的开断，以此对设备进行保护。

负荷开关及熔断器组合电器的优点为既可以限制出现过流现象，也能在故障发生后迅速切断故障电流，该电器常用于保护变压器等电力设备。

目前国内外较普遍的做法是利用现有的产品，在普通环网柜的基础上，配置电流互感器（CT）、电压互感器（PT）、电动操作机构、故障指示器等，可以使环网柜具备监测、保护、控制、计量等功能，实现环网柜的基本智能化。

电流互感器电压互感器接线测量方式
3 配电线路带电作业绝缘方式要求
3.1、工作原理
在配电网的不间断供电检修作业中，不宜采用输电线路的不停电检修中穿全套屏蔽服的方式进行，这种作业方式为等电位作业。

为防止作业人员同时接触不同电位的带电部分或是两相带电体，产生较大的短路电流损坏设备，造成单相或相间短路，甚至危害作业人员的生命安全，应有多层后备绝缘的防护，即操作人员都要穿戴整套的绝缘防护用具。

3.2、绝缘材料选择与比较
通过对国内带电作业先进单位和优秀的绝缘工器具制造厂家的调研，以及对绝缘产品反复的比较和论证，选取目前国内先进的具有高强度的绝缘材料作为改进后绝缘梯的主要材料。

对材料进行的电气和力学型式试验，以及淋雨状态下泄露电流试验如下。

根据试验，原材料符合该项目要求，改善旧型绝缘梯中绝缘材料的缺点。

3.3、根据现有技术的绝缘方式，本研发项目改进了以往方式，采用了绝缘独角梯，作业过程中，作业效率明显提高，平台没有出现大幅摇晃，平稳性好。

具体测试数据如下表：
4 杭州地区10kV电缆基本运行情况
4.1、电缆结构
网架规模：针对电缆线路的不停电作业技术，我们经常用电缆化率来描述电缆线路长度在线路总长中所占的比例，即电缆线路的规模。

用公式来描述。

式中
a——电缆化率
Sdl——配网电缆线路长度
Sz ——配网线路总长度
这里以以公司处于中等偏上的一个辖区的电缆网架规模为例进行论述，设此区为 A 区，则A区配网线路及设备规模。

网架结构：线路的环网率直接关系着线路在出现紧急情况时的应急处置能力，环网率越高，越能保证线路的供电可靠性。

环网率计算
公式
杭州10k V 小区网双侧电源单母分段示意图
5 结论
配电网不间断供电检修技术是提高配电网供电能力的有效手段。

通过对配电网不间断供电技术的研究，针对架空线带电作业使用改进后的绝缘独角梯，以及对电缆线路中不间断供电更换环网柜两项技术的提出，扩大了配电网不间断供电检修作业的范围，改变原有检修作业的方式，弥补现有配电网带电作业方式的不足。

改进后配网带电作业绝缘独角梯采用高强度绝缘材料作为绝缘梯主材，比旧型绝缘独角梯增加了抗弯性、稳定性和适用性。

使用时搭建快捷、拆装简单，具有机械强度高，绝缘性能优良等特点，可以作为现有配电网带电作业绝缘斗臂车平台、绝缘脚手架平台的一个补充作业平台，适用于配电线路所处地理环境复杂、车辆无法到达地区的带电维护作业。

参考文献：
[1] 刘起蕊著.配电网不间断供电检修技术的研究.知网
[2] 倪志坚著.沈阳供电公司10kV电缆线路带电作业技术的应用研究.知网
[3] 那莹著.沈阳供电公司电力电缆运行维护管理模式研究.知网
[4] 王峰渊著.配电网不停电管理的研究与实践.知网。