探讨配电网带电作业旁路电缆系统的分析与应用

卢蓬锋

摘要：本文的研究基于配电网旁路电缆系统的结构，探讨了旁路电缆系统的电气性能实验分析方法，并结合应用实例探讨了该系统在带电作业过程中的具体应用。

关键字： 配电网，带电作业，旁路电缆系统

在断电、不带电荷的情况下开展配电网作业，不能满足不间断用电的需求，影响了供电质量，为此需开展配电网带电作业旁路电缆系统的研究，及时发现系统中存在的缺陷，减少停电时间和次数，提高电网及设备的运行稳定性，提升经济效益。使用旁路开关或旁路电缆等引流设备，将需要隔离或停止供电的设备引入旁路，完成检修和更换作业，保持对电力用户的不间断供电，该方法称之为旁路作业法。使用旁路作业系统可以在不切断电源的情况下完成设备的更新和检修，保持电网的持续供电，大大降低了作业成本，提升了作业效率和供电可靠性。

1 旁路电缆系统结构分析

借助于转移电荷电流即引入可靠安全设备的方式，实现核心设备的更换检修，关键在于选择有效的旁路电缆系统。旁路电缆系统的有效性和工作效率，对于配电网带电作业具有重要影响。

旁路电缆系统就是支持的受电用户数量、临时供电距离，通过接入快速T形接头和直通接头，现场快速、便利地延长和缩短旁路电力电缆长度，实现跨接线路故障段，形成临时旁路供电系统。旁路电缆系统结构见下图。

旁路电缆系统结构示意图

旁路电缆系统中快速插拔式中间接头和快速终端是绝缘的较薄弱环节，发生运行故障的概率远远大于电缆本体运行故障概率，由此可知旁路电缆系统的可靠性很大程度上在于快速终端和快速中间接头的可靠性，而上述两者的可靠性又受到电场应力和温升的影响。部分学者提出电场应力控制堆原理，借助于均匀介质内部的电场分布特性，使用锥形结构来计算电场的分布情况。

现阶段常用的固体复合介质绝缘结构的电力元器件包括快速插拔式中间接头，其界面压强和放电电压、界面状态密切相关，通常情况下使用高弹性的橡胶绝缘体作为外保护层。两者间的紧握力主要通过弹性变形套提供。旁路电缆通常使用的绝缘层材料为交联聚乙烯，主要在于交联聚乙烯的耐热性，柔韧性较好，机械强度满足设计要求，同时在耐油和耐酸、耐碱等性质方面表现突出。旁路电缆的芯层主要使用铜绞线，铜绞线的半导电层屏蔽环绕结构能够在释放电压的同时，对绝缘层的结构有良好的保护作用，延长了线缆的使用年限。由于可重复多次使用，整体的建设成本得以降低。在使用旁路电缆系统时，一方面应检查热稳定性和动稳定性，另一方面应检查电气性能，以保证满足施工要求。

2 旁路电缆系统的电气性能分析研究

2.1 电气性能测试实验分析

典型的旁路作业电缆系统，常采用插拔式连接方式，该方式能够快捷的完成现场安装，缩短了现场施工时间。但是插拔式连接通流能力较低，长时间使用容易发热，多次插拔后对插拔部位容易产生磨损，使得界面压强降低，增加了连接位置沿轴向击穿的可能。由于旁路电缆系统的电气性能直接影响了配电网带电作业的质量和设备安全，为此需对旁路电缆系统的绝缘性和电气性能进行全方面的检查，判断其是否满足施工作业要求。使用之前需开展以下测试试验。

（1）绝缘电阻测试试验

开展绝缘电阻的测试试验，能够快速、准确获取旁路电缆的受损、老化情况和绝缘性能，比较历次开展的绝缘电阻测试实验数值，以判断该旁路电缆的性能下降程度。绝缘电阻测试实验较为简单，在判断电阻绝缘情况中表现突出，常作为常规检测项目开展。

（2）介质损耗测试实验

介质损耗因数由材料参数，电缆结构，屏蔽层损耗等多方面因素共同影响，是用于表征电缆绝缘性能的一个重要参数。正常情况下，旁路电缆的介质损耗测试实验，需按照一定的周期完成，能够更好的提现绝缘性能的变化趋势。部分学者通过室内实验，认为在交联聚乙烯电缆的测试中使用超低频测试效果更佳，推荐在现场工程应用中使用超低频测试。在具体的测试项目中需保持频率和电压恒定，避免上述两者影响介质损耗因素的测定，通过介质损耗因素旁路电缆的绝缘性能和老化程度。

（3）工频耐受电压测试试验

工频耐受电压的测试过程接近于实际工程中应用的旁路引流，因此更能反映旁路电缆的性能和绝缘情况，属于配电网带电作业旁路电缆施工中必做项目之一。在开展此项测试实验过程中，应保证接头位置和旁路电缆本身不存在击穿和闪络现象。测试过程建议使用调频谐振系统，因为该系统的交流耐压电源容量较好，一方面能满足旁路电缆系统测试的耐压要求，另一方面具有较轻的设备自重和较好的移动性能，现场施工作业较为方便。

（4）局部放电测试实验

作为绝缘特性测试中的非破坏性试验方法，局部放电测试实验应在电缆完成工频交流耐压测试实验后进行，以降低闪络或击穿对于测试系统的损坏。在局地放电测试实验中，对于电缆的型号、特性有着具体要求，同时应格外重视放电电源的连接位置。对于35KV及以下的配电网开展旁路电缆试验，建议在全屏蔽的实验室内完成。对于现场噪声影响较为显著，同时无法完成全屏蔽测试的，可采用基于电磁耦合方法的VHF宽频电流传感器和UHF阿基米德螺旋天线传感器完成。在完成测试后，对UHF和VHF信号进行时域频率分析，以得到局部放电信号。上述两项传感器配合使用，可实现联合降噪，有效抑制脉冲干扰。

（5）直流耐压实验分析

在电缆测试中如使用直流耐压试验，容易产生不易中和的电荷，还可能造成绝缘电缆的绝缘缺陷，不建议开展此类测试。

2.2 电气性能测试在旁路开关测试中的应用

旁路开关作为一种小型开关，可实现导线的快速安装和移动，便于在旁路电缆施工作业中实现电流的快速切换。针对于旁路开关，需定期开展工频耐压测试，测试周期为一分钟。一方面旁路开关的安装连接较为方便，开合的指示标志明显清楚；另一方面应用旁路开关，对于降低回路过热情况有积极影响。值得注意的是对于旁路开关，在任何方式下必须保证合闸闭锁，不允许任何情况下分闸。常用的旁路开关寿命可在1000次以上，防护等级在三级以上。

3 旁路电缆系统的应用实例分析

使用旁路电缆系统对10KV配电设备进行更换，保证供电不间断。在加装旁路开关和旁路电缆后，使用科学的绝缘措施，保证电源侧和负荷侧都不用停电。

3.1 转移负荷前测试

（1）绝缘电阻检测。使用欧姆表测量绝缘电阻，结果表明绝缘电阻在1000MΩ以上，满足作业要求

（2）设备状态检测。开展局部放电测试，介质损耗测试和交流耐压状况测试，要求耐受电压高于27KV，局部放电小于10PC，旁路开关的额定电流为300A，额定电压为27KV，接地状态和分合状态下相位保持一致。

3.2 操作过程

作业平台使用绝缘斗臂车，并对裸露的电线部分用绝缘材料遮蔽。选择合适位置安装绝缘横担固定旁路电缆。使用旁路开关和旁路电缆完成短接，连接完毕后对柱上的开关进行更换。开关更换后恢复至原先状态，拆除旁路电缆。

4 结语

在配电网带电作业过程中，利用旁路电缆作业系统，可快速的完成电路的短接，并任意延长和缩短电缆的长度，实现不同范围内故障电路的跨接，快捷的完成，故障线路的更换和关键设备的检修。使用旁路电缆，对于提升配电网带电作业的工作效率，保障设备及人员安全具有重要意义。

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