旁路不停电作业技术及旁路式移动箱变抢修车调研报告定.docx
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旁路不停电作业技术及旁路式移动箱变抢修车调研报告定
旁路不停电作业技术及旁路式移动箱变抢修车调研报告定
旁路不停电作业技术及旁路式移动箱变抢修车调研报告
一、概述
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带电作业技术，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，可应用该技术进行临时供电，最大限度地缩小停电范围、降低停电对用户影响。
10kV旁路带电作业系统是利用旁路开关和旁路电缆快速以及旁路快速插拔式电缆附件在现场组成临时旁路供电电缆线路，跨接需检修配电线路段（如突发性倒杆断线等较大事故线路段、改造检修架空导线段等）。
通过旁路开关操作，将电源引向临时旁路供电电缆线路，然后再断开作业线路段电源（引流），使需检修配电线路段进入停电检修作业方式，以保持对用户不间断供电的一套系统。
应用该系统可以迅速恢复供电，大大减少停电时间。
10kV配电线路带电作业系统目前可以达成以下目的：
1）全天候条件下运行。
2）对10kV架空线路实现旁路不停电作业（如线路倒杆、换杆、断线、换线、线路检修、更换部分线路设备等）
3）对10kV地下线路实现短暂停电作业（如环网柜、分支箱、高压电缆的故障或检修时，短暂停电，安装旁路系统临时输电，将故障、检修段退出运行，减少用户损失。
）
二、10kV旁路带电作业系统的构成
2.110kV旁路带电作业系统的构成及工作原理图
旁路电缆系统不停电作业技术主要由柔性电力电缆、自锁定快速插拔式终端、自锁定快速插拔式中间接头、自锁定快速插拔式T型中间接头、绝缘引流线夹和旁路开关等部件组成。
旁路不停电作业技术原理如图1、2、3、4、5、6、7所示。
图1配电架空线路旁路不停电作业技术示意图
图2配电架空线路旁路不停电作业技术示意图
图1中，如果架空配电线路的D处需要检修或有故障需要抢修或需要更换设备等，则可应用旁路电缆系统在现场组装足够长度的临时旁路供电线路，跨接AB线路段，通过旁路开关，将用电负荷转移到临时旁路供电线路继续向用户不间断供电、通过T型中间接头在C处同时向用户分支线路供电。
然后，操作人员在实际上已经停电的AB段架空线路区域中进行检修作业、抢修作业或更换设备作业。
图3旁路式移动箱变抢修车应用于架空线旁路不停电作业技术示意图
图3中，如果架空配电线路需要检修或有故障需要抢修或需要更换设备等，则可应用旁路电缆系统在现场组装足够长度的临时旁路供电线路，跨接检修或故障线路段，以旁路式移动箱变抢修车的车载高压柜作为配电线路断联点，组合成旁路电缆不停电作业系统。
图4：
使用移动箱变抢修车进行临时供电（架空线取电）接线示意图
图4中，利用特殊的线夹和引下电缆从架空线取电，通过移动箱变抢修车内高、低压开关和变压器对用户输出电源。
图5：
使用移动箱变抢修车进行临时供电（环网柜取电）接线示意图
图5中，利用特殊的电缆接头和引出电缆从环网柜或分支箱取电，通过移动箱变抢修车内高、低压开关和变压器对用户输出电源。
图6：
使用旁路电缆作业系统完成故障电缆检修及更换接线示意图
图6中，假设两台环网柜之间电缆或电缆接头出现故障，需要检修或更换，则可利用带T形电缆接头（肘形）的旁路电缆、旁路负荷开关、旁路中间接头、旁路主电缆临时组成一条输电线路，跨接故障电缆线路，临时取代故障电缆进行供电。
图7：
使用旁路电缆作业系统完成故障环网柜（分支箱）检修及更换示意图
图7中，假设一台环网柜出现故障，需要检修或更换，则可利用带T形电缆接头（肘形）的旁路电缆、旁路负荷开关、旁路中间接头、旁路主电缆、旁路T形接头临时组成一条输电线路，跨接故障环网柜，临时取代故障环网柜进行供电，同时利用旁路T形接头完成对故障环网柜用户进线供电。
2.110kV旁路带电作业系统设备说明
1.旁路电缆和支架：
旁路柔性高压电力电缆是一种弯曲半径小，可以反复施放使用的高压电缆。
运输可以采用特制的放缆盘或者自动放线车。
两用电缆支架
2.旁路电缆连接器：
旁路电缆连接器分旁路电缆终端接头、旁路电缆中间接头、旁路电缆T形接头，主要用于分段柔性电缆之间的电气连接，并保持绝缘到底的设备，具备体积小、重量轻、连接快速、电气性能优异、防水性能好等特点，是旁路电缆作业系统中的关键设备。
旁路快速插拔式中间接头
旁路快速插拔式终端接头
旁路快速插拔式T型接头
3.旁路负荷开关（带闭锁装置）：
旁路负荷开关内部充灌六氟化硫（SF6）绝缘气体，适用于10kV配电线路，用于旁路电缆线路合闸和分断。
4．绝缘引流线夹
具有绝缘橡胶外护套，可以手持带电操作，用于绝缘跳线和引下电缆与架空线路的连接。
5.主旁路电缆、旁路引下电缆和旁路辅助电缆组装简图：
1）旁路引下电缆
每组旁路引下电缆含绝缘引线线夹、户外终端接头、快速插拔式电力电缆终端、封帽及高压柔性电力电缆。
每根标准长度20米（误差±1%），每组3根，共计3组。
每组电缆分三种辨识颜色（红黄绿）。
2）连接型终端旁路辅助电缆
每组连接T型终端旁路辅助电缆含T型接头（肘形接头、户内终端）、快速插拔式电力电缆终端、封帽及高压柔性电力电缆。
每根标准长度10米（误差±1%），每组3根，共计2组。
每组电缆分三种辨识颜色（红黄绿）。
3）主旁路电缆
每组旁路电缆含快速插拔式电力电缆终端、封帽及高压柔性电力电缆。
每根标准长度50米（误差±1%），每组3根，共计5组。
每组电缆分三种辨识颜色（红黄绿）。
6、地面电缆敷设槽盒
地面可预先敷设电缆槽盒，然后将主旁路电缆依次安放在电缆槽盒里面。
电缆槽盒分普通电缆槽盒和高强度抗压电缆槽盒。
高强度抗压电缆槽盒是当旁路电缆线路需要过街时防止汽车碾压时使用。
普通保护槽盒
过街防碾压保护板
7旁路式移动箱变抢修车
移动箱变抢修车主要由底盘车、变压器、高压柜、低压柜、控制系统、旁路高低压电缆、快速插拔式可分离连接器、密封车厢、接地网、支撑系统、进风冷却系统、排气系统、电气系统、灭火系统、随车、随机工具及配件组成。
移动箱变抢修车的设计原则：
1）满足用户提出的性能要求的条件，符合国家特种车辆及箱式变电站标准；2）能够与旁路电缆作业系统对接；3）车载设备设计紧凑，体积小、重量轻，系统采用单元化、标准化、规范化设计制造；4）全天候运行，操作方便、安全；5）整车适用性强，整体外型美观大方；6）车辆体积小，适合城市应用。
基于依维柯都灵V50厢式货车车型动力大、载重能力强、外观美观大方、口碑好，并长期作为特种车辆改装的首选，一般建议采用依维柯都灵V50厢式货车为承载车辆。
车厢总体布局设计，既要确保箱变的工作性能，又要满足汽车行驶的动力性能及安全性能要求，且要求厢体使用寿命大于10年，因此在进行各种技术布置方案的对比、整车重量分配及强度计算与分析的基础上，制定的车厢总体布局方案如图3所示。
图3车厢总布局图
旁路式移动箱变抢修车改装结构
1）车架、骨架加工采用工装定位，二氧化碳保护焊、电弧焊焊接，按照国标焊接工艺执行。
车厢整体强度高、抗冲击、重量轻、具备防雨、防尘、防盗、防腐蚀功能。
2）厢体全封闭结构，车窗为盲窗结构，车厢所有锁扣、拉手全部采用不锈钢材料精细制作，厢体所有螺栓连接件采用镀锌汽车专用螺栓。
3）车厢前端带有操作休息室（或工具间）,操作室与后面箱变隔开。
只留高压操作面板，操作室内开有一通风口及一工作门，通过工作门可以进出箱变室进行检修保养工作。
4）车厢内安装吸顶式空调，电源设计利用低压柜电源，一旦现场低压柜运行，空调即可开启,空调采用遥控开关。
5）设备工作室、驾驶室各配备干粉灭火器1只，单只重量3kg，型号为ABC1211。
6）车厢内部设有直流（DC24V/9W/3W）照明系统，在厢内备有交流（AC220V/16）插座，箱变组室内布置有两盏交流照明灯（AC220/BYP-1/20W）。
7）车厢底板采用5mm防滑花纹板，板上布置半封闭电缆走线槽道，上面装有可活动槽盖，方便安全检修；厢体内部材料表面进行防腐蚀、防油污处理，维护通道采取防滑措施。
8）独立前悬/自适应后悬可自动根据路面状况进行调整减少车内震动。
9）车厢一侧开有两个上掀开小门，操作人员可在车外进行高、低压电气连接。
10）车厢右前部设置上车踏步。
11）车厢后面设置双开门，低压控制面朝后，方便操作人员完成低压操作。
12）接地系统：
箱体内的各电气设备及整车应具有可靠的保护和工作接地连接网络，整车配置充足可靠的接地线缆和接地钎等设备，并设置方便操作的接地连接点。
13）变压器与车桥大梁固定在一起，高低压柜与车架固定在一起，紧固处采用减震橡皮减震。
14）密封性能：
车辆的车门、门窗、上翻门等采用专用汽车胶条、密封胶进行密封处理，并在完成相应的制作后经专业的淋雨试验（淋雨时间大于15分钟），确保厢体的密封性。
支撑系统
由于旁路式移动箱变抢修车在车厢改装后，实际长期载重超过1T，考虑到车桥、弹簧钢板及轮胎的承受能力和使用寿命，因此移动箱变抢修车必须加装支撑系统，以保证移动箱变抢修车在静止状态下，可以将车体大部分承重负荷转移到支撑系统上。
支撑系统基本原理：
支撑腿通过支座固定在汽车大梁的合适位置，使用时支撑腿向下伸出触地，将车身顶起，使车辆的大部分（或全部）重量由支撑腿支撑，从而保持车体的平稳，减轻车辆弹簧钢板的负载。
使用完毕，支撑腿向上收起收藏，离地有足够的高度，保证有充分的离地高度，确保行车安全、保护轮胎及设备的安全。
四只液压支腿带有锁定装置，在不平的路面使用时自动按高度进行调平，支腿承载盘与地接触面积大，单位面积负荷小，稳定性能好。
车体颜色
在车体及专用件制作过程中每个零部件经过去污、去油、磷化前期处理，钢件内外表面进行环氧云铁底漆防腐喷涂，车体外表面整体烤漆。
不同性质金属材料连接时，中间喷涂防电化学反应的专用胶。
车身外表颜色为工程专用安全黄，车身图案及文字根据各供电公司要求设计定制。
高压单元设计
高压单元选择一进两出，配置三台负荷开关，一出线与变压器连接，可完成负荷转移功能；一出线可以与旁路电缆不停电作业系统连接，可完成旁路不停电作业，见表1。
表1高压单元电气方案
一
次
线
路
方
案
图
主要设备
高压开关
ABB-Safe
3台
操作机构
手动弹簧操作
3套
熔断器
40A
3只
带电显示器
开关自带
联锁机构
开关自带
绝缘护套
LTMQT-15/630-35
3套
短路故障指示器
SFI12
6个
高压单元采用的ABB-Safe-CCF柜是一种完全密封的系统，其所有带电部件以及开关全部密闭在不锈钢的壳体里面，整个开关装置不受外部环境条件的影响，具有较高的安全可靠性能，并且实现免维护。
选用可插拔式的扩展母排，可实现完全绝缘和屏蔽。
高压单元进线采用旁路电缆作业系统，利用快速插拔式终端和中间接头可在现场任意延长或减短输电电缆长度，并快速完成电气连接，同时提供多种终端连接方式可使高压侧一次供电系统实现环网供电、终端供电、双电源供电等多种供电方式。
另外，高压单元还配有操作手柄、气压表、带电显示器、故障指示器、高压限流熔断器和肘型电缆插头进出线。
低压单元设计
低压单元采用柜装式结构，向用户供电。
低压控制柜采用一进两出带电量计量，进线选用HD13BX-600/31旋转刀开关，出线分别用施耐德NSX400/3P塑壳断路器控制。
另外，低压单元还配置计量表、电流互感器、电压表、电流表。
低压单元电气方案见表2。
表2低压单元电气方案
一
次
线
路
方
案
图
主要
设备
旋转刀开关
HD13BX-600/31
1套
断路器（施耐德）
施耐德NSX400/3P
2台
电流互感器
BH-0.661000/5A
6台
电流表
42L61000/5A
3块
电压表
42L60～450V
1块
电度表
DT862-31.5（6A）
2块
电流表
500/5A
6块
铜排及辅材
1套
壳体
不锈钢
1台
低压单元采用的施耐德NSX400/3P塑壳断路器具有以下优点：
1）独特的双旋转分断结构，能量跳闸系统，提高反应速度；2）分断能力强，可快速切断故障电流，最短仅为2ms，模块化结构；3）灵活适应不同应用场合，机械与电气寿命长。
变压器选择
选用三相变压器，建议选择S11-M-315/10全绝缘油式变压器。
8旁路电缆自动放线车
旁路电缆作业需要大量的旁路电缆和设备，如果没有专业车辆进行施工，现场旁路电缆敷设需要大量的时间和人员。
旁路电缆自动放线车采用庆铃QL1100TLARY底盘，轴距4175mm，总质量10T。
车箱尺寸为5500*2300*2100（长*宽*高）。
在车箱的前部布置设备工具柜，可以将旁路电缆不停电作业工器具和设备方在里面。
在车箱的后部装有一套电缆自动收放装置，共18轴电缆，每轴50米，可实现300米半径范围内的旁路电缆作业。
集液压及电控技术为一体的电缆收放装置
传统的旁路作业常规的作法是利用大量的钢索及牵引装置，配合大量的人力、机具，达到电缆敷设的目的。
如图23所示
图23传统的旁路作业电缆敷设现场情况
而旁路电缆自动放线车中的自动放缆装置可以放置18盘电缆（每3盘一组，共计6组）。
能够实现3盘电缆同时自动换位移动、收放线功能。
设有3盘为一组的同轴电缆线轴位置移动限位锁止功能，也可以实现单轴施放、锁止的功能。
配有手动放线轮，可实现在较窄的空间进行人工放线。
配有手动起吊装置，有良好的固定方式，可同时满足3盘电缆线轴的装卸。
系统采用液压系统驱动，机构为一键式的自动控制系统，电缆自动机械装置遥控器的频率与其它的频率不冲突，并加装有液晶显示器。
如图24所示。
图24、电缆自动收放装置
三、技术关键（武汉雷泰电力提供）
1.旁路（旁通）电缆、高压引下电缆、旁通辅助连接电缆电气性能指标：
额定电压（kV）：
8.7/15
使用额定频率（Hz）：
50
额定电流（A）：
200
电缆型号：
ERF-8.7/151×50mm2
工频耐压（kV）：
39kV/5分钟
雷电冲击耐压（kV）：
+/-95kV（各10次）
局部放电特性：
工频13kV下小于或者等于10pC/段
绝缘水平包括范围：
耐压与局部放电需与中间接头以及T接头组装实施
使用条件：
户外
环境温度：
-10℃---+40℃
局部放电特性：
工频13kV下小于或者等于10pC/段
绝缘水平包括范围：
耐压与局部放电需与中间接头以及T接头组装实施
电缆的热稳定电流水平：
时间（秒）
0.2
0.5
1.0
2.0
3.0
允许短路电流有效值
15850
10030
7090
5010
4090
电缆电动力水平：
按照组装以后的条件在短路电流的作用下不使机械部分的构件损坏或变形，电动力的考核水平达到短路电流的峰值为40kA（按照0.2秒15850×2.55）、时间200ms。
电缆的绝缘材料基本尺寸（参考）：
导体标称截面：
50mm2
耐热绝缘体厚度：
4.5mm
金属屏蔽截面积：
10mm2
内半导电层：
≥0.6mm
外半导电层：
≥0.6mm
护套标称厚度：
1.7mm
电缆的长度（1套基本配置）：
旁路电缆：
每盘的长度是50米，共计18盘，总长度是900米。
高压引下电缆（带绝缘引线线夹）：
每根长度是20米，共计9根（3组），总长度是180米。
旁路辅助电缆（带T型接头）：
每根长度是10米，共计6根，总长度是60米。
2.电缆连接器性能指标：
1）旁路电缆终端、电缆中间、T型接头电气性能指标：
额定电压（kV）：
8.7/15
额定电流（A）：
200
绝缘水平（与电缆组装实施）：
工频耐压（kV）：
39/5分钟
雷电冲击耐压（kV）：
+/-95kV（各10次）
局部放电要求：
在13kV的条件下不大于10pC
热稳定水平：
同旁路电缆
电动力稳定水平：
峰值短路电流40kA/200ms
T型接头的主回路是满足50mm2，而支接出来的电缆接头需要同时满足50mm2电缆接头与的35mm2电缆接头。
2）绝缘材料要求与基本的结构：
同旁路电缆
3）两种规格的接头机械要求：
对接：
方便的进行对接，对接以后有牢固、可靠的锁口防止在对接以后自动脱落。
分离：
方便的在对接状态改变到分离状态。
保护与防护：
在分离的状态，需要有保护的盒、盖作为防护用。
4）温升：
在200A的额定电流下满足温升不大于55K。
5）接头的机械寿命：
大于1000次循环（对接与分离为一个循环）。
接头必须与旁通电缆、旁通辅助电缆、开关装置套管配合。
6）接头的绝缘：
两种电缆的接头具备全绝缘水平（指中间接头自己相互碰到接头的外表不发生相间短路事故，接头外表碰到地的时间不发生接地事故）。
T型接头必须具备相应的台架，便于组装与固定。
7）接头的导体材料：
铜材料，电阻率满足IEC的通用标准。
8）接头的外表金属：
必须是耐腐蚀、高强度。
固定与滑动的金属具有必须的增加摩擦系数的表面处理。
9）高压引下电缆的端部接头：
是两种不同的结构，一端与开关的部分配合，另外的一端需要有电缆的终端部件（终端头）与连接的金具接头。
10）连接金具的载流量额定电流：
200A。
11）连接金具的短路热稳定、电动力稳定水平与旁路电缆水平一致。
3.旁路开关性能指标：
1）电气性能指标：
额定电压（kV）：
12
额定电流（A）：
400
额定频率（Hz）50
额定开断负荷电流（A）400
额定开断负荷电流的次数（次）300次
额定断开充电电流（A）20
额定断开充电电流的次数（次）10次
开关器开断时间（ms）2ms
关合短路电流能力40kA（峰值）
与电缆的连接：
与旁通电缆、旁通辅助电缆、高压引下电缆可以方便的连接。
工频耐受电压：
对地42kV
相间42kV
同相断口之间48kV
冲击耐受电压：
对地75kV
相间75kV
同相断口之间85kV
热稳定短路耐受程度：
16kA、3秒
电动力稳定水平：
40kA（峰值）300ms
机械寿命：
3000次循环
套管插拔机械寿命：
1000次
开关导通的接触电阻：
小于40微欧（开关内部、不包括电缆）
三相分断的差异（不同期性能）小于5ms
2）使用的环境：
使用地点：
户外方式
使用的温度范围：
-10℃——+40℃
使用的环境湿度：
95%（25℃）
3）开关的分合指示标志：
清楚、明显，无论采用何种方式合闸，合闸以后必须有锁口锁住，不允许在不经过操作合不加任何措施情况下出现分闸的可能。
4）开关SF6年漏气率小于0.5%，含水量小于15PPM（体积比）。
4.旁路移动箱变抢修车整车技术要求、底盘参数：
整车技术要求、底盘参数：
产品商标：
畅达牌
产品型号：
NJ5058XGC3型工程车
发动机型号：
SOFIM8140.43S3（南京依维柯汽车有限公司
外型尺寸：
6880X2000X3050（长*宽*高）
燃油种类：
柴油
排放标准：
GB17691-2005（国B），GB3847-2005
排量（ml）/功率（kw）:
2798/92
转向方式：
方向盘
轴数：
2
轴距（mm）：
3950
钢板弹簧数
-/5+3
轮胎规格：
6.50R16C,6.50R16LT
轮胎数：
6
轮距前/后（mm）：
1695/1540
总质量（kg）：
5000
底盘整备质量（kg）：
2950
驾驶室准乘人数：
3
接近角/离去角（°）：
20/9.5
前/后悬（mm）：
1000/1930
最高车速（km/h）：
100
蓄电池容量
≧60AH/24V
5、旁路电缆自动放缆车整车技术要求、底盘参数：
整车技术要求、底盘参数：
产品商标：
五十铃牌
底盘型号：
QL1100TKARY载货汽车底盘
发动机型号：
4HK1-TC（4缸发动机）
外型尺寸：
7426X2290X3050（长*宽*高）
燃油种类：
柴油
排放标准：
GB17691-2005（国Ⅲ），GB3847-2005
排量（ml）/功率（kw）:
5193/129
转向方式：
方向盘
轴数：
2
轴距（mm）：
4175
钢板弹簧数
8/10+6
轮胎规格：
9.5R17.5
轮胎数：
6
轮距前/后（mm）：
1680/1650
总质量（kg）：
10000
底盘整备质量（kg）：
2980
驾驶室准乘人数：
3
接近角/离去角（°）：
21/13
前/后悬（mm）：
1110/2055
最高车速（km/h）：
110
蓄电池容量
≧60AH/24V
旁路电缆自动放缆车内部结构
旁路电缆自动放缆车具备旁路电缆不停电作业设备装载与旁路电力电缆自动收放功能。
车厢前部加装有设备柜，内部放置有旁路作业施工设备及工具。
设备和工具分门别类进行摆放，根据车厢空间进行合理利用，并配有指示标签。
内部有防撞及固定装置。
在车厢内放置有电缆机械装卸装置。
内部可放置6组18轴电缆，分两层布置，可实现同轴3轴操作一起装卸，也可实现单轴装卸。
电缆盘在车内应有快速锁紧装置，在箱体外人工操作。
◆配置ERF-8.7/15kV50mm2柔性旁路电缆（含接头）干线不少于50×6=300米；18盘，每盘50米。
◆电缆线轴（4盘为一组），可同时同轴自动电缆收放；
◆配有自动或手动机械装卸装置；
◆机架具有足够的机械强度，满足运输和操作过程的稳定性和安全性；
◆自动机械装置要求安全可靠操作简单；
五、经济效益分析
1.直接经济效益
按300m作业范围停电检修方式计算（四档线三基杆更换），须停电时间3天，共需3*24=72小时，负荷电流按180A计算，则损失电量为W=180*1.732*10*0.95*72=213243（kWh）,每kWh按0.45元计，即采用旁路带电作业一次可避免0.45*213243=95959（元）的直接经济损失。
旁路系统的使用寿命按1000次计算，则可避免总的经济损失为9595.9万元，投入产出比为：
161.05：
9595.9=1：
59.58>>1:
5
2.社会效益分析
实施旁路带电作业，可实现持续供电，提高供电可靠率和供电企业的诚信度，大大降低顾客投诉率，工业用户多创产值、居民用户提高生活质量；同时由于旁路带电作业方式灵活，可有效跨接故障线路段（或带电跨越），即时安排设备消缺（或跨越施工）工作，缩短了设备带病运行时间（或繁琐的停电手续），减少甚至避免了事故停电，提高设备使用寿命；另外，误操作事故多发生在复杂的倒闸操作中、误登有电设备触电事故多发生在多回路一回停电的作业中，实施旁路带电作业可有效避免人身伤亡事故的发生。
六、相关生产厂家性能对比
1）徐州海伦哲系电力工程车辆改装厂家，目前旁路作业车是自己改装,其销售的旁路作业设备由武汉雷泰公司生产和供货。
2）武汉奋进既无汽车改装能力，也无旁路作业设备生产能力，该公司系武汉雷泰的代理商之一，目前在国内尚无销售业绩。
3）武汉雷泰公司是国内唯一
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