广东电网有限责任公司东莞供电局
摘要：改革开放以来我国的各行各业都取得了飞速发展，社会各行各业对于电力供应的要求也越来越高。随着电力客户对于电力产品要求的不断变化和升级，电力企业面临的挑战和机遇并存，且分别占据着企业发展的重要地位。由各种电缆接插件构成的电缆分接箱，是城市电网电缆化所需的配套设备。操作电缆分接箱已经成为一线运行人员频繁接触的日常工作。目前电缆分接箱操作方面的研究和开发工作尚处于滞后状态。本文结合操作10kV电缆分接箱的经验教训，从10kV电缆分接箱的运行状况、操作中存在的问题及所采取的措施等方面进行简述，就如何解决现时操作分接箱的安全问题进行探索。
关键词：电缆分接箱；遥控；安全性；机械手；操作
一、前言
繁荣的经济需要强劲可靠的电力能源来支撑，往日密布于街巷的架空线路，如今已变成电缆埋入地下。随着配电网电缆化进程的发展，电缆分接箱因解决了架空线改电缆中的电缆分接问题及全绝缘，全密封、免维护、安装组合灵活多变的特点而被广泛使用。操作电缆分接箱已经成为一线运行人员频繁接触的日常工作，但操作风险日益需要关注。如今操作分接箱存在那些风险？如何开发出新型的工器具来辅助人来更安全地操作？下面就这课题展开探索。
二、电缆分接箱的类型
电缆分接箱按其电气构成分为两大类：一类是不含任何开关设备的，箱体内仅有对电缆端头进行处理和连接的附件，结构比较简单，体积较小，功能较单一，可称为普通分接箱；另一类是箱内不但有普通分接箱的附件，还含有一台或多台开关设备，其结构较为复杂，体积较大，连接器件多，制造技术难度大，造价高，可称为高级分接箱。
（1）普通分接箱：如HF型电缆分接箱，其不带开关，作为电缆分用，可带避雷器。全密封普通型，该分接箱具有体积小、安装简单、全绝缘、全密封、免维护、全屏蔽电缆连接、能与周围环境协调一致等特点。至2015年底，东莞在运行的不带开关公用电缆分接箱共有923个，占总体的0.9%。
（2）环网开关型：如HFK型电缆分接箱，除具有普通型电缆分接箱的特点外，增加了高压负荷开关（SF6开关）、避雷器，负荷开关具有强制性安全保护措施。当电缆分接箱的某一馈线回路需要停电检修时，可单独进行分闸操作，将这一回路停电，而不影响其它回路的正常供电。至2015年底，东莞在运行的环网开关型公用电缆分接箱共有11684个，占总体的91.1%。2015年东莞供电局电力运行人员全年共操作电缆分接箱17901次，操作电缆分接箱已经成为一线运行人员频繁接触的日常工作。
三、操作10kV电缆分接箱存在的问题
如今配网运行人员操作电缆分接箱，基本问题有：
（1）东莞现在已投运的电缆分接箱基本都是以SF6气体作灭弧和绝缘的电缆分接箱。生产这种类型的电缆分接箱厂家和型号都众多，而且质量良锈不全。箱内SF6气体的气压可通过箱外的气压表观察，运行人员操作开关前必须先观察气压表，只有指针指向绿色位置时允许操作。但经过统计东莞地区目前有1200多个公用电缆分接箱没有气压表，所以箱体内的六氟化硫气压无从而知，当电缆分接箱开关里面的六氟化硫气体发生泄漏，操作这类的电缆分接箱，因为开失去了灭弧的能力，分合开关的电弧产生巨大的能量，灭弧室内的气压会瞬间热胀冷缩，气压急剧上升，导致电缆分接箱爆炸，严重威胁操作人员的人身安全。
（2）目前用电客户对供电可靠性越来越高，为了能缩小停电范围，减小停电次数和时间，供电企业开始尝试合环转供电。合环转供电是指两条环网（联络）的线路在不停电状态下进行联络开关的合、分操作，以达到不停电转供电目的。转供电前需要对转电的环网线路进行核相，但受人员技能水平，测量仪表质量、开关柜二次接线情况等都会影响核相的结果。如果合环转供电的两条环网线路相位不同，运行人员进行合环转供电操作，开关柜三相会发生短路，短路会产生的持续电弧，箱内气压急剧上升，导致电缆分接箱爆炸，严重威胁操作人员的人身安全。所以供电部门合环操作时，优先考虑具备遥控条件的电缆分接箱。但现在东莞在运行的大部分电缆分接箱是非电动式，且不具备遥控功能，所以迫切需要研发一种可遥控操作已投运电缆分接箱的装置。
（3）虽然电力运行单位已十分重视安全生产，花大量的资源培训员工掌握电力安全工作规程和操作技能，但带电合接地刀闸，带负荷分合刀闸等恶性误操作每年都有发生，对人身安全构成重大的影响。
四、10kV电缆分接箱遥控“机械手”的探索
为降低无气压电缆分接箱和合环转供电等操作风险，研发一种遥控操作电缆分接箱的“机械手”来代替人手操作十分必要。麻涌供电分局创新小组研发了一种遥控电缆分接箱 “机械手”。通过活动支架、电动马达、遥控装置、直流蓄电池等设备制成的“机械手”，适用于所有旋转式操作的电缆分接箱，具有十分强的安全性，可提高经营效益和提高安全水平。
1.技术原理
（1）机械手的机架带有移动、活动和固定的功能。机架移动方便，机架底带车轮，方便移动并带有自锁装置。操作前将机械手推至操作电缆分接箱前，扭力杆朝向操作面。电机和操作轴都固定在机架上（图1）。因为目前在运行的电缆分接箱形式多样，操作孔位置高度不一，因此机架设计出来是一个活动的机架，可以通过手动液压杆调整扭力杆接头的X轴、Y轴和Z轴三维位置。操作人员也可用提升电机带动工作台面，电动调节扭力杆的三维位置，调整到合适位置后形成自锁，然后将扭力杆推向操作孔内，将机架车轮自锁滚轮锁住从而将整个设备固定。
（图1）
（2）扭力杆的操作接头可装拆。东莞地区在运行的电缆分接箱厂家超过30个，各箱的操作手柄接头不一。机械手扭力杆的操作接头设计成可装拆。接头与扭力杆通过一公一母六角接头进行对接，因此通过制作不同的接头，就可适用所有旋转式的电缆分接箱。
（3）操作扭力杆的动力由电机提供，选取了10个东莞地区不同型号的旋转式操作电缆分接箱进行测试，得到它们的操作扭力在34至149NM之间。所以电机的输出扭力不能小于149NM。为避免操作分接箱的速度会影响开关动静触头的分合速度，所以电动输出转动速度不能太慢。
（4）电机的正转、反转、停止动作通过遥控实现。操作人员手持遥控器发出射频遥控信号，机械手装置里的信号接收器接收到射频信号后控制直流蓄电池的输出状态，从而驱动电机实现正转、反转、停止动作。
（5）因为电缆分接箱安装的位置10米范围内一般都没有市电，所以机械手装置的电源采用的是输出24伏的锂电池，具有蓄电功能和可移动性。
2.技术点
（1）安全性。通过无线遥控器可控制电机开合开关，避免人体直接操作有缺陷的电缆分接箱产生的安全风险。分接箱在操作过程中即使发生爆炸或漏电，都不会对操作人员的人身造成伤害。
（2）提高供电可靠性。使用此“机械手”可操作无气压表的电缆分接箱，避免扩大停电范围，有效提高供电可靠性。
（3）可移动性。利用直流蓄电池供电，不受市电限制，所以可移动到各处户外电缆分接箱。
3.应用前景
（1）可应用于合环转供电操作。现在合环转供电技术条件已经成熟，但毕竟存在一定的操作风险，运行人员的心理因素还不能迈开门槛，该机械手可以遥控操作电缆分接箱，实现人身与分接箱的物理隔离，操作人员站在十米以外也可安全可靠地进行合环转供电。
（2）可适用于所有旋转式操作的电缆分接箱，可全行业推广。该“机械手”安全可靠，可移动、可遥控、可更换操作接头，用他来代替人手操作电缆分接箱，可以有效避免带电合接地刀闸、带负荷分合刀闸等恶性误操作对人身的伤害。
（3）可适用于操作无气压表的电缆分接箱。电缆分接箱因为无气压表，箱体内的SF6气压无从而知。部分电力运行单位为规避风险拒绝操作这类箱，所以要对这类箱停电，只能停上一级电源，这样必然要扩大停电范围。运维人员有效利用机械手，可以减小停电范围，提高供电可靠性。
结束语：
电缆分接箱的安全可靠运行，关系到整个配网的供电可靠性。电缆分接箱的安全操作关系职工生命安全的大事，也关系到企业的生存发展和稳定。电缆分接箱 “机械手”为供电运维企业提供了一种新的安全的操作手段，从而减小了员工暴露风险的可能性，达到控制安全风险的目的。在日常的安全生产管理中，运维单位要以人为本，积极探索人防与技防相结全的手段，鼓励职工开展职工创新项目和科技项目，开发新的智能工具，最大程度的保障生产一线人员的人身安全，促进电力企业的高速发展。
参考文献
[1]Q/CSG 1 0006-2004《电气操作导则》
项目名称：一种遥控操作电缆分接箱的“机械手”
项目编号：GDZC-031920160246
论文作者:莫惠深
论文发表刊物:《电力技术》2016年第10期
论文发表时间:2017/1/9
标签：电缆论文; 操作论文; 机械手论文; 扭力论文; 人员论文; 东莞论文; 气压表论文; 《电力技术》2016年第10期论文;