旁路不停电作业技术的应用
杨凤民1,张延辉1,蔡志国2,张姝2
（1.郑州供电公司，郑州450006；
3.武汉雷泰电力新技术有限公司，武汉430070）
摘 要：旁路不停电作业技术是一项提高配电网供电可靠性的新型技术，它能在很短的时间内，构建一套临时旁路供电系统，在不间断地供电状态下，完成线路的计划检修工作；另外，对于较难处理的架空线路故障抢修和电缆线路故障抢修，可采取该系统进行临时供电，缩小停电范围，降低停电对用户影响。本文阐述了实现10kV配电线路旁路不停电作业的关键技术和工程实践，对郑州地区开展旁路不停电作业工作的安全性和经济性进行科学评估。
关键词：旁路作业；带电作业；旁路电缆；配电线路；绝缘导线；不停电检修
0 引言
随着郑州城市建设进程的快速发展和配电网新建、改造力度的加大，人们对计划检修和故障抢修时，少停电甚至不停电的要求越来越高。郑州市配网架空线路的分断开关少，架空线路检修或故障抢修时通常需要整条线路停电，或电缆线路的突发运行故障，也需用较长的时间测寻故障点和修复；另外市内重点用电单位、或重大活动等均要求很高的供电可靠性。为适应新形势发展，郑州供电公司必须与时俱进，不断提高自身服务质量和技术水平。通过开展旁路不停电作业，提升核心竞争力，促进技术进步和装备升级，提高设备和电网的供电可靠性。同时，安全、快速地完成计划检修和故障抢修工作，有效地解决设备停电检修和向用户不间断供电的矛盾，大幅提升安全供电服务质量，为建设坚强可靠、经济高效的配电系统，满足用户多元化需求，实现电网可持续发展奠定坚实基础。
1 旁路不停电作业技术
上世纪九十年代末，日本提出应用配电系统旁路不停电作业技术。据2001年数据统计，日本的平均停电时间为6min/人.年，同期上海的平均停电时间为200min/人.年。为了提高供电可靠性，上海市电力公司从日本引进了旁路不停电作业系统。2004年上海市供电公司在总结了旁路作业运行经验后，开始进行旁路作业设备国产化研究，并取得了突破。2007年由中电联组织在上海举办的配网不停电作业技术交流会上，上海市电力公司沪西供电分公司向与各电力部门的会议代表和专家演示了架空线路旁路不停电作业技术，技术交流现场如图1何图2所示。
图1 作业人员安装旁路设备 图2 实施旁路不停电作业线路全景
旁路不停电作业技术设备由旁路柔性电力电缆、自锁定快速插拔式电力可分离连接器、旁路负荷开关等组成。该技术利用这些设备可以临时在施工现场快速组装一条输电线路，跨接待检修和故障线路段，通过负荷开关操作，将原线路与旁路线路并联运行，然后断开原线路电源，在保证客户不停电的情况下进入停电状态下的检修作业。由于旁路不停电作业技术设备在开发伊始就考虑其具备快速连接功能，所以其功能拓展性很强。目前，通过设备改造，郑州供电公司利用旁路不停电作业技术设备可以完成以下作业：1）旁路不停电作业检修和更换架空电缆线路设备（熔断器，柱上开关、导线等等）；2）快速更换环网柜、分支箱等线路设备；3）构建临时输电线路，提供临时电源；4）改造移动箱变完成高压对低压的负荷转移工作。旁路不停电作业技术应用原理图如图3至图5所示。
图3 旁路架空线路旁路不停电抢修作业原理图
图4 电力电缆线路旁路不停电抢修作业原理图
图5 旁路移动箱变抢修车作业原理图
2 旁路不停电作业关键技术
旁路不停电作业关键技术包括：1）旁路电缆线路敷设方式；2）旁路作业中带负荷断、接引线的安全可靠性。
2.1 旁路电缆线路敷设方式
进口日本的旁路不停电作业系统通常采用架空悬挂的敷设方法，辅助设备复杂繁琐，施工时间很长，一般旁路作业需要长达8个小时以上的作业时间，其应急应变能力较差。郑州供电公司联合武汉雷泰电力新技术公司，对旁路电缆线路敷设方式进行了大量的实验研究工作，研制成功两用电缆放线盘和电缆槽盒，方便快捷地在抢修现场敷设旁路电缆线路，大大缩短了作业时间。实际运行情况证明：300米旁路电缆敷设施工只需30分钟，旁路电缆线路敷设现场如图6和图7所示。
图6 敷设在旁路作业现场的旁路电缆线路 图7 灵活方便的两用电缆放线盘
2.2 带负荷断、接引线的安全可靠性
根据GB/T 18857-2008《配电线路带电作业技术导则》中9.2要求严禁带负荷断、接引线。带电断、接空载线路，相当于断、接一个以工频为条件的等效电容负荷。电容电流的大小与线路长度正比增加。当线路长度为一定时，断、接出现的电弧随着设备电压等级的升高而增大，电压越高，电弧电位梯度越大，拉灭也越为困难。若线路带有负荷时断、接引线，就会发生强烈扯弧引起弧光短路事故。
旁路不停电作业技术中为达到不停电的目的（特别是不停电更换架空导线作业），会在操作过程中进行带负荷断、接引线的工作。由于设置了旁路线路与原架空线路并联运行，所以在断、接引线时，线路负荷已经转移到旁路线路，原线路没有负荷或负荷很小，不会产生弧光短路事故。为了增加操作安全系数，建议在实际操作中采用绝缘杆操作法进行断、接引线作业，作业人员应采取有效防护措施。
旁路不停电作业技术中旁路电缆线路与架空线路连接采用的是带电作业方式，旁路电缆线路两端采用旁路负荷开关进行负荷控制。由于旁路电缆为容性负载，当空载旁路电缆线路接入架空线路时，将会产生电容电流，且旁路电缆长度越长，电容电流越大。旁路电缆电容电流可以用公式（1）估算：
（1）
式（1）中：
——电缆电容电流，A；
——线路的额定电压，kV；
――电缆截面积，mm2；
――电缆线路长度，km。
旁路引下电缆额定电压为8.7/15kV,电缆截面为50mm2，电缆线路长度一般小于25米。代入公式（1）可得
A。
另外10kV电力电缆电容电流也可以通过经验公式（2）来计算：
（2）
式中：——电缆电容电流，A；
——线路的额定电压，kV；
――电缆线路长度，km。
代入数据得
A。
根据公式（1）和公式（2）计算可知25米旁路电缆在带电连接架空线路时，其电容电流约在0.02A左右，不足以产生大的电弧。建议旁路电缆长度不宜超过25米，同时，作业人员应做好有效防护措施。
3 旁路不停电作业技术应用
经过反复技术论证、试验研究后，郑州供电公司对旁路不停电作业技术进行应用研究，并编制旁路不停电作业技术指导书。2009年7月12日在郑州市长江路，使用旁路不停电作业技术进行了不停电更换中陇线10#到11#段架空导线。
根据作业指导书，作业前，对旁路不停电作业技术设备进行试验，确认设备安全无缺陷后，施工人员完成旁路电缆的地面敷设工作。带电作业人员将绝缘遮罩和引线安装好，然后将两台旁路负荷开关和绝缘横担与一组熔丝分别安装在10#和11#上。带电作业人员将两端旁路引下电缆与旁路负荷开关连接。旁路电缆线路敷设完毕后，进行核相、检流确定线路符合安全作业指导规程，满足作业条件要求后，作业人员通过绝缘操作杆合上熔丝和旁路负荷开关，使旁路电缆线路与架空线路并联运行，然后，迅速开断10#和11#上跳线，使需更换架空导线退出运行。旁路不停电作业现场图如图10至图13所示。
图10 施工作业现场看板 图11 安装旁路负荷开关
图12 旁路电缆线路连接 图13 开断跳线
整个施工过程历时5个小时，相对以前的操作时间节省10多个小时，充分展示了本项目的先进性和实效性。并且完全在施工线路不停电状态下进行，提高了配网线路抢修的工作效率，最大限度地减少了停电作业带来的电量损失、企业停电损失以及停电造成的社会负面影响，大幅提升郑州供电公司优质服务的社会形象。
近期，郑州供电公司开展了多次旁路不停电作业，并对旁路不停电作业技术进行了改进和拓展。2010年6月24日，郑州供电公司对改进的旁路移动式电缆分支箱进行了演练操作，地点选择在通和配电所。演练中，施工人员利用旁路移动式电缆分支箱成功的将开闭所母排与环网柜断开，并将电源引向旁路移动式电缆分支箱，通过分支箱完成对馈线柜送电，如图14和图15所示。
图14 旁路移动电缆分支箱施工现场 图15 快速插拔式电气连接接口
4 旁路不停电作业技术的综合评估
4.1经济效益和社会效益显著
开展旁路不停电作业，可以提高企业的技术水平，缩小停电范围，降低停电对用户影响，增加售电量，具有良好的经济和社会效益。如果在郑州地区开展旁路不停电作业，将减少停电83596户时，减少电量损失669万千瓦时，减少电费损失327.8万元。另外，开展旁路不停电作业，对架空、电缆线路进行不停电检修、缺陷处理、故障处理等，将有效提高架空、电缆线路运行维护技术，为郑州地区安全可靠供电、政治保电和其他临时供电提供了新的方法、措施和思路。
4.2 提高工作效率和安全技术水平。
旁路不停电作业时，在保证对用户不停电的情况下，作业人员实际处于停电状态下作业，保证了人身安全。有效地避免发生误操作，误登有电设备的事故，以及遗漏地线、带接地线送电等意外事故。
4.3 提升核心竞争力和服务质量
应用旁路不停电作业技术，提升核心竞争力，促进技术进步和装备升级。同时，有效地解决设备停电检修和向用户不间断供电的矛盾，大幅提升供电服务质量，为建设坚强可靠、经济高效的配电系统，满足用户多元化需求，实现电网可持续发展奠定了坚实基础。
参考文献
[1] 张锦秀,蓝耕,陈伟明,等. 10kV架空配电线路综合不停电作业探讨[J]. 上海电力,2003,16(2):123-124.
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[7] 上海市电力公司 组编，10kV架空配电线路带电作业指导书[M]，北京：中国电力出版社,2007
[8] DL 409-1991，电业安全工作规程（电力线路部分）[S], 北京：能源部，1991
[9] GB/T 18857-2008，配电线路带电作业技术导则[S], 北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2009
作者简介：
[1] 杨凤民，男，1974年01月生，硕士，高级工程师，现从事配电及自动化管理工作；联系电话：037168808097，email: y6637@sohu.com。
[2] 张延辉，男，1973年05月生，硕士，高级工程师，现从事配电及自动化管理工作；联系电话：037168808102，email: zh0899@sina.com。
[3] 蔡志国，男，1975年生，本科，高级工程师，从事高电压绝缘工作，电话：13971101262，E-mail:xinyu7807@163.com
[4] 张 姝，女，1984年生，本科，工程师，从事高电压绝缘工作，电话：15871499147，E-mail:47526891jiu7@163.com
