低壓開關(guān)磁吸式絕緣隔離裝置的研發(fā)與應(yīng)用.docx

1、IX)1：10.11973dlyny2O21O4O12低壓開關(guān)磁吸式絕緣隔離裝置的研發(fā)與應(yīng)用陳慈強(qiáng)，戴敏.饒希達(dá)，張銳，吳萬祿(國網(wǎng)匕海市電力公司松江供電公司.匕海201600)摘要：為了保證作業(yè)人員對(duì)帶電旁路的電氣距離.配電網(wǎng)中箱式變電站的低壓出線停電檢修匚作往往需要站內(nèi)非檢修低壓出線陪停.擴(kuò)大r停電范圍.影響r供電可靠性.針對(duì)這些問題.通過分析低壓開關(guān)絕緣裝置的功能需求.研制了一種磁吸式低壓開關(guān)絕緣隔離裝置?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明.該裝置在確保檢修作業(yè)人員人身安全的前提卜.實(shí)現(xiàn)他低床線路的正常供電.提高了供電可奇性及不停電作業(yè)水平.關(guān)鍵詞：箱式變電站：磁吸式低壓開美；絕緣隔離尊作者簡(jiǎn)介：陳慧強(qiáng)(

2、1973).男.助理匚程師.從小電網(wǎng)企業(yè)配電搶修匚作。中圖分類號(hào):TM63；TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào):2095-1256(2021)04-0422-03DevelopmentandApplicationofMagneticInsulatingIsolationDeviceforIowVoltageSwitchCHENHuiqiang.DAIMin.RAOXida.ZHANGRuiWUWanlu(StateGridSongjiangPowerSupplyCompany.SMEPC.Shanghai201600.China)Abstract：Inordertoensuretheelec

3、tricaldistancebetweentheoperatorsandthelivecircuit.thenonmaintenancelowvoltagecircuitsarerequiredtopoweroutagesduringthemaintenanceworkoflow-voliagccircuitoffabricatedsubstationinthedistributionnetwork,whichexpandsthepoweroutagerange,affectsthereliabilityofpowersupplyandreduceseconomicbenefits.Aimin

4、gattheaboveproblems,areanalyzed,andamagnetici-solationdeviceforthelowvoltageswitchisdevelopedbyanalyzingthefunctionalrequirementsoftheinsulationdeviceofthelowvoltageswitch.Thefieldapplicationresultsshowthatthedevicerealizesthecontinuouspowersupplyofotherlow-voltagecircuitsunderthepremiseofensuringth

5、epersonalsafetyofthemaintenanceworkers,improvesthereliabilityofthepowersupplyandthelevelofnonpoweroffoperation.Keywords:fabricatedsubstation.magnetictypelowvoltageswitch.insulatingisolationhood在日常的生產(chǎn)、建設(shè)、改造過程中.為r確保鄰近間隔I：作人員的人身安全.防止誤觸碰.必要時(shí)會(huì)將鄰近帶電設(shè)備全部停電,擴(kuò)大了停電范圍,在配電網(wǎng)中.箱式變電站因具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、占地面積小、投入低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用支。箱式變電

6、站低壓出線多為48路.相鄰低壓出線間沒有絕緣隔離裝置.因此在對(duì)單一出線或某幾路出線的停電檢修工作往往;«要相鄰的出線回路或上一級(jí)設(shè)備陪停。為縮小停電范圍,提高供電可靠性.對(duì)于一些簡(jiǎn)單的匚作常采取絕緣隔離措施".常采取的絕緣隔離措施通常有3種：一是使用手持式低壓開美隔離擋板.由于需要人I：手持.適合短時(shí)間搶修.不適用于長(zhǎng)時(shí)間的計(jì)劃?rùn)z修丁.作；二是在導(dǎo)體外周設(shè)絕緣的硬質(zhì)絕緣'取以提高操作安全性,由于不同箱變安裝的低壓出線斷路器的型號(hào)、規(guī)格、尺寸不同.互配性差需要定做.經(jīng)濟(jì)成本高.并且外出維修時(shí)需要備齊多種規(guī)格的絕緣罩.在安裝絕緣罩時(shí)比較麻煩、安裝困難；三是利用絕緣毯和絕

7、緣夾對(duì)兩邊的帶電設(shè)備進(jìn)行絕緣遮蔽.這存在安裝絕緣毯比較危險(xiǎn)和遮蔽性能比較不牢靠的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此，本文研制一種新型磁吸式低壓開關(guān)隔離裝推,對(duì)不停電出線間隔施加絕緣防護(hù).減少配電網(wǎng)箱式變電站低壓出線運(yùn)維的作業(yè)人員或設(shè)計(jì)人員的工作鼠，提高工作效率.減小停電范圍.進(jìn)一步提高供電可靠性。1磁吸式絕緣隔蔑罩設(shè)計(jì)1.1絕緣隔藹裝置的功能需求分析絕緣隔離裝置娥根本的功能需求是絕緣與隔離：絕緣功能要求絕緣隔離裝置加匚材料要有足夠的電氣絕緣性能，耐腐蝕、耐老化.能夠承受相應(yīng)的電壓等級(jí)不被擊穿,隔絕帶電部分設(shè)備；隔離功能要求絕緣隔離裝置加工材料要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在受到外力作用時(shí)，不易破損、碎裂、脫落.能有效地將作業(yè)

8、人員與帶電部分隔離。此外.絕緣隔離裝置還應(yīng)具有普適性與使用便捷性。不同廠家生產(chǎn)的箱式變電站低壓開關(guān)存在一定差異，設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)適用性廣的絕緣隔離裝置有助于提高作業(yè)人員的接受度.方便裝置的推廣使用；絕緣裝置需要能夠有效固定在箱式變電站低壓出線上，由于箱式變電站數(shù)量眾多，不可能對(duì)箱式變電站進(jìn)行停電改造.需要分析箱式變電站低壓出線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).設(shè)計(jì)出絕緣隔離裝置相應(yīng)的固定結(jié)構(gòu)。根據(jù)大量作業(yè)人員豐富的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)與多種型號(hào)的箱式變電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,得出箱式變電站低壓出線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為多路開美并列架設(shè).低壓開關(guān)常為長(zhǎng)方體,不同間隔之間存在一定的間距；低壓開關(guān)固定在箱式變電站鐵質(zhì)構(gòu)架上。根據(jù)這些特點(diǎn),絕緣隔離裝置設(shè)計(jì)為長(zhǎng)

9、方體絕緣罩，固定方式設(shè)定為磁吸式.并且磁鐵包裹有絕緣,以防固定時(shí)發(fā)生誤碰。箱變低壓絕緣隔離裝置設(shè)計(jì)圖如圖1圖3所示。/遷接裝置俯視圖/總裝圖絕綠羊/450*作f柚圖1箱變低床絕嫁隔離裝置g裝圖正視圖11-450圖2箱變低壓絕緣照離裝置正視圖1.2絕緣隔離罩設(shè)計(jì)1.2.1材料選擇絕緣尊主要分為絕緣隔離部分、絕緣罩和箱圖3箱變低壓絕緣隔離裝曾側(cè)視圖變的固定部分、絕緣罩操作手柄。相應(yīng)的材料選擇如下。(1) 絕緣罩主體材料：絕緣罩是主絕緣部分.要求具備較好的絕緣性能3,、選用甲基丙烯酸酯材料具有表面光滑,比重小、強(qiáng)度較大、耐腐蝕、耐濕、耐曬、絕緣性能好等特點(diǎn)。(2) 絕緣罩和箱變的固定裝置：強(qiáng)磁外包裹

10、480V低壓熱縮管.塑料螺栓固定在絕緣罩主體部位。(3) 絕緣罩操作手柄：操作手柄是由低煙無鹵阻燃聚烯炷注塑料制成。1.2.2性能試驗(yàn)性能測(cè)試需要檢測(cè)裝置的耐壓性能、燃燒特性、機(jī)械特性、磁鐵吸附性能等。(1) 耐壓試驗(yàn)：經(jīng)過測(cè)試得到耐壓值不小于2.5kV/min。(2) 材料及部件的燃燒特性及燃燒伴生現(xiàn)象.本試驗(yàn)按照DIN54837-2007用于軌道機(jī)車車輛的材料、小部件與構(gòu)件切斷件的試驗(yàn)進(jìn)行.結(jié)果如表1和表2所示。表1燃燒特性測(cè)試-試樣編號(hào)和測(cè)試值平均12345(ft點(diǎn)燃時(shí)間點(diǎn)/s1010111011續(xù)燃時(shí)間S000000蚪是否發(fā)生(是/否)否否否否否持續(xù)時(shí)間/s00000火焰卜信/*皿wK

11、ul/cmftSE2725242628燃燒是否滴落(是/否)是是是是是殘漁滴落物燃燒時(shí)間/，532834靖大值/%14.2014.4917.0116.7017.11煙氣發(fā)生時(shí)間點(diǎn)/'42555011958密度光衰M枳分/(%emin)9.9113.6212.1019.8611.1813.33損毀長(zhǎng)度/cm171616171717是否燒穿(是/否)是是是是是是否墉穿(是否)是是是是是觀察現(xiàn)象炭化.爆化燃燒特性易燃等級(jí)婚滴卻級(jí)分級(jí)S4SR2ST2(3)機(jī)械試驗(yàn)。機(jī)械特性測(cè)試結(jié)果見表3。«3機(jī)械特性測(cè)試檢溥項(xiàng)目標(biāo)腐要求檢測(cè)結(jié)染單項(xiàng)判定拉伸強(qiáng)度MPa27082合格拉伸斷裂應(yīng)變/%&g

12、t;37合格拉伸強(qiáng)行模械MPa230003750合格筒支梁無缺【1沖擊強(qiáng)度,kJm；)>1720合格維卡軟化濕度r>100100合格加強(qiáng)時(shí)尺寸變化(收縮)/%<2.52.011格息進(jìn)光率/%>9191合格表2燃燒特性測(cè)試結(jié)論(4) 磁鐵吸附力試驗(yàn)。本裝置采用N38型釵鐵硼磁鐵.磁鐵密度約為7.5g/cm.磁力為磁體質(zhì)扯600倍；絕緣隔離裝'置的磁鐵吸附力試驗(yàn)值為78.4N.滿足裝骨附若力要求。2磁吸式絕緣隔離罩的應(yīng)用2.1應(yīng)用實(shí)例松江I乂結(jié)核病院箱變低3開關(guān)低壓出線電纜外破.需要拆頭更換電纜由F現(xiàn)場(chǎng)低壓開關(guān)間距較小.如不使用隔離裝置則需要低2出線陪停(低4升關(guān)空

13、倉.無需配停),擴(kuò)大了停電范圍為檢驗(yàn)低壓磁吸式絕緣隔離裝置的應(yīng)用效果.在結(jié)核病院箱變的搶修過程中進(jìn)行了試用。在本次搶修中.將本裝罟吸附在低2開關(guān)的固定支架上.完成廣對(duì)帶電旁路的絕緣隔離.在保證檢修過程安全距離要求的同時(shí)大大縮短了安全措施的布置時(shí)間.提高了搶修效率.縮短了停電時(shí)長(zhǎng)及范圍。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用如圖4所示。2.2經(jīng)濟(jì)效益磁吸式絕緣隔離裝置M絕緣性好、輕巧、簡(jiǎn)單、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn).K成功的研發(fā)與應(yīng)用大大提高配網(wǎng)低壓開關(guān)相關(guān)作業(yè)的安全性與實(shí)用性.有效縮小了停電范圍,提高了供電可旅性及用戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平.每年可為地區(qū)提供的多供電ht：Q=+(I)i-1/-Ia-16-式中M年度計(jì)劃停役次數(shù)；m年度搶修停役次數(shù)

14、；0計(jì)劃工作停役平均時(shí)長(zhǎng)；6搶修工作停役平均時(shí)長(zhǎng)；F每根低壓電纜平均每小時(shí)供電址：計(jì)劃I：作運(yùn)行電纜圖4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用數(shù)址一搶修工作運(yùn)行電纜數(shù)址.國網(wǎng)上海市電力公司松江供電公司現(xiàn)有箱式變電站3320座.2020年箱式變電站計(jì)劃停役242座次.搶修停役56座次。計(jì)劃工作停役時(shí)間平均需要Ih.搶修作停役時(shí)間平均需要2.5h.由式(1：計(jì)算可得.每年多售電量664800kWh.合電費(fèi)約41萬元。3結(jié)語本文研制的絕緣隔離裝置由絕緣罩、連接裝置和操作乒柄構(gòu)成.針對(duì)箱式變電站結(jié)構(gòu)待點(diǎn).采用K方體結(jié)構(gòu)與強(qiáng)磁性材料固定的方案.解決了設(shè)備型號(hào)繁多、固定困燒等難點(diǎn)。當(dāng)部分低壓出線需停電作業(yè)時(shí).只需在相鄰低壓出線姓使用本裝置.即凹實(shí)現(xiàn)有效絕緣隔離.使用方法簡(jiǎn)虬便旋、安全性高.在提高配網(wǎng)運(yùn)行可靠性與經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)保證r其安全性能.解決了箱式變電站部分回路檢修過程中非檢修回路需要陪停的問題.提高r配電不停電作業(yè)的安全性.值得推廣。參考文獻(xiàn)：1 懷銳濤.休竹史.周勤興.等.電力用廣，