新型绝缘操作棒的研制

(厦门市和保人力资源有限公司派遣至厦门电力工程集团有限公司，福建 厦门 361000)

1 引言

接地线[1]是将己停电设备临时接地短路用的一种安全工用具，其作用是对高压设备进行停电检修或进行其他工作时，防止设备突然来电和邻近高压带电设备产生感应电压对人体的危害，同时泄放断电设备的剩余电荷[2]。安装接地线[3]是主要通过绝缘操作棒将接地线的导体端线夹安装与需要停电设备的两侧线路上。由于架空线路相对其他高压设备机械强度较低，且操作棒接头处的永磁铁吸力无法控制，安装过程中对于操作人员的要求更高。同时，也对设备的损害产生一定的风险[4]。

2 操作棒使用现状

目前安装接地线，大多数都是通过绝缘操作棒前端的线夹直接挂在引线上，然后拧紧线夹，接地线与线夹相连接，从而使设备接地。

根据《国家电网220kV变电站倒闸操作安全管理规程》规定和实际现场调研结果统计和分析，可以将安装接地线的流程大致分为以下几个步骤：取出接地线、装设接地端和装设导体端。

(1)取出接地线

根据《国家电网公司安全管理规程》“每组接地线及其存放位置均应编号，接地线号码与存放位置号码应一致。”的规定，每组接地线均放置在特制的编号接地线袋子中。每次安装接地线时，需要从特制的接地线袋中取出接地线并按A、B、C三相及接地端摊开。

(2)装设接地端

接地线一端为导体端，另一端为接地端，其接地端的主要作用是为了保证接地线与变电站内接地网进行可靠的连接，防止检修过程中检修设备与接地网的连接中断，导致检修设备电位突变，从而严重危及检修人员人身安全。

图1 取出接地线

图2 装设接地端

(3)装设导体端

目前变电站普遍使用的接地线线夹的结构是通过旋转螺杠来控制夹口的夹紧和松动的。这种工作原理和材质是目前保证线夹可以可靠固定在设备上，且操作最为简便的方法。装设导体端又可以分为两个步骤，旋紧接地线线夹和取下操作棒。

图3 装设导体端

为了研究装设接地线的步骤以及所需的时间，本文设计出模拟实验，并通过多次反复进行试验。试验结束后，对试验结果进行统计分析，试验结果如图4所示，各部分步骤所需时间试验结果为：取出接地线的平均时间为4分钟、装设导体端的平均时间为11分钟、装设接地端的平均时间为3分钟。

图4 操作接地线各步骤时间统计

通过上述试验分析结果可得，由于每次安装位置的差异性，各部分步骤所需的时间波动范围不大，而取下操作棒所需的时间变化范围较大。根据分析得知，影响取下操作棒的主要原因是操作棒与线夹之间的连接无法改变，同时由于操作棒接头处与接地线线夹处的吸合主要通过永磁铁进行的，无法根据需求进行分合，只能通过一个向下的力使之分离，影响了接地线与设备可靠接触，同时对设备本身造成一定的损害。

因此研制出一种能够有效控制操作棒与线夹之间的分合装置，不仅能降低该部分时间的不确定性，同时将极大提高安装接地线的效率。为保证研制装置不影响操作人员人身和设备的安全，确保操作工具能够达到安全工作规程所规定的绝缘耐压标准。

3 新型绝缘操作棒的研制

针对操作棒接头处磁力不可控的问题，通过在操作棒接头处通过电磁铁部分替换永磁铁部分，通过通断控制器来控制电磁铁的磁力有无，当吸合接地线夹时，控制回路导通，电流流经电磁铁的线圈，产生磁力，对接收线线夹进行吸合；当释放接地线夹时，控制回路断开，无电流流经电磁铁的线圈，磁力消失，释放接收线线夹；即通过通断控制器达到控制绝缘操作杆与接地线夹之间的吸、合的效果，以便变电站运维人员更轻松、更安全的进行拆装接地线。

操作棒接头处示意图如图5所示，以通断控制器20连接电源22及电磁铁21形成回路，通过遥控器控制通断控制器控制电磁铁的得失电，从而控制电磁铁的吸力，从而达到磁力可控的目的。为了尽可能不破坏原绝缘操作棒的结构，保证新型绝缘操作棒在使用过程中，避免周围带电设备对操作棒产生电晕现象，因此将遥控装置安装与操作把手处，一是方便操作人员操作；二是防止产生尖端放电(如图6所示)。

图5 操作棒接头处示意图

新型操作棒包括操作杆10、电磁铁21、电源22、通断控制器20，如图5所示，电磁铁21、电源22、通断控制器20形成控制回路，电磁铁21设置于操作杆10顶端的内部，通断控制器20用于控制控制回路的电流通断，进而控制电磁铁21的磁力有无。通过通断控制器20，可以利用控制回路对电磁铁21的磁性进行控制，从而达到控制绝缘操作杆10与接地线夹之间的吸、合的效果。安装接地线前，通过通断控制器20使操作杆10的电磁铁21吸合接地线夹，待装设完接地线夹后，利用通断控制器20，断开控制回路，从而轻松取下绝缘操作杆10。

如图6所示，通过实体按键操作通断控制器20，通断控制器20设置有控制按钮201，控制按键设置于操作杆10底部的手柄11位置，通过控制按钮201对控制回路的通断状态进行操作。电源22采用两节锂电池。如图7所示，通过无线遥控方式操作通断控制器20，通断控制器20包括无线遥控单元23，无线遥控单元23用于接收遥控器24的控制信号，通过遥控器24控制控制回路的电流通断，进而控制电磁铁21的磁力有无。

4 改进效果检查

表1 各变电站试验结果统计

通过反复模拟试验，并对试验数据进行统计，统计结果如表1所示。根据试验结果可以得出以下几点：

(1)采用新型绝缘操作棒，在旋紧接地线接头后取下绝缘操作棒时，采用控制器对电磁铁进行控制，响应时间在1～3s，响应后，电磁铁失电，磁力消失，操作棒取下难度降低，从而达到快速有效地分离操作棒与接地线的导体端，时间缩短9%～18%。

(2)试验中安装的接地线为110kV电压等级接地线，在实际使用中较为普遍，因此试验的对象比较更具有普遍性和代表性。

(3)从试验数据的分析中，一组110kV的接地线的操作时间平均为22min左右。通过采用新型绝缘操作棒之后，缩短了取下绝缘操作棒的时间，时间缩短至10s以内，采用新型绝缘操作棒后，安装接地线的时间平均为17.9min，有效提高了安装接地线的效率。

5 结论

通过研制新型绝缘操作棒，解决操作棒接头处磁力吸合的问题，降低操作棒在取下时的使用难度，确保接地线与设备可靠接触，同时消除对设备影响，新型绝缘操作棒还经过工频耐压试验以及绝缘击穿试验，安全性能合格。因此，利用磁力可控绝缘操作棒，可以有效减少了装拆地线中的不安全隐患，有效降低了电网运行风险，提高了电网运行的可靠性。