螺旋平口接地线的防滑改进

王迪王恭玥

（常州供电公司江苏常州213003）

摘要：本文首先简述了目前常用的螺旋平口接地线的装设方法，分析了装设接地线时间过长的原因。然后针对现有接地线的导体端平口结构设计出一种防滑改进方案，从而既能保证可靠、牢固的装设接地线，又能方便、快速的进行操作，缩短装设接地线的时间，保障后续检修工作的按时开展。还可以杜绝运维操作人员进入间隔、手持多股软铜线以方便固定导体端的习惯性违章的发生，提高了操作安全性。

关键词：螺旋平口接地线；导体端；防滑改进；操作安全性

引言

高压接地线是在线路和变电施工中为防止临近带电体产生静电感应触电或误合闸时保证安全之用。接地线的装设是否合理、完善直接关系到人身安全，可以说接地线就是电力工人的生命线。《变电安规》4.4.9规定：“装设接地线应先接接地端，后接导体端，接地线应接触良好，连接应可靠。拆接地线的顺序与此相反。装、拆接地线均应使用绝缘棒和戴绝缘手套。人体不得碰触接地线或未接地的导线，以防止触电”[1]。

作为变电运维专业，装设接地线更是一项非常重要而且十分普遍的工作。2015年05月05日，110kV龙船浜变电站开展大型检修工作，主要对2号主变、110kVⅡ段母线及10kVⅡ段母线所有设备进行全面检修。根据工作内容，运维操作人员在站内装设16副10kV接地线，前后耗费近2个小时才全部装完，耗费了大量的时间和精力，延误了后续检修工作的开展。

1传统接地线的装设方法和耗时统计

根据接地点母排的安装方式，接地线的装设角度一般分为水平、垂直以及斜45°三种[2]。以母排垂直布置、接地线水平装设为例，运维操作人员装设接地线时采用目前常用的螺旋平口接地线（由绝缘操作杆、导线夹、短路线、接地线、接地端子、汇流夹、接地夹等组成[3]），先接接地端、再接导体端，接导体端是通过拧动绝缘操作杆，推动导体端的滑块向前运动，使其与导体紧固夹持而实现接地[4]。为了找到装设接地线耗时的关键因素，对装设10kV接地线的操作过程分为三个阶段：准备接地线阶段、装设接地端阶段、装设导体端阶段，并结合2016年04月至05月春检期间的班组停电操作对三个阶段的耗时进行了统计。

从表1可以看出，在各阶段耗时比率中，装设导体端的耗时所占比率最大（63.31%），平均时间为7.065分钟，其他两个阶段耗时相对较少。同时经过分析可以得出，准备接地线、装设接地端这两个阶段用时较为固定，波动幅度较小；而装设导体端阶段用时出现较大波动，最大值为15.4分钟，最小值为4.3分钟。

2装设接地线时间过长的原因分析

通过对班组所辖22座变电站的接地线操作情况进行统计分析，发现在装设接地线过程的第三阶段，即装设导体端阶段是耽误操作时间的关键因素。因为接地点母排都比较光滑、摩擦力小，在拧动绝缘操作杆、推动导体端的滑块向前运动过程中，导体端会在母排上打滑、甚至脱开，导致装设导体端时间过长、操作困难，影响工作效率，耽误工作进程；多股软铜线的自重也加剧了导体端的滑动，使得装设接地线的操作非常困难，导体端发生触碰损伤设备的风险也增加了。再加上高度、角度、空间距离等问题，操作人员为了缩短操作时间、降低操作难度，往往会不自觉的进入间隔、手持多股软铜线以方便固定导体端，造成习惯性违章，存在很大安全隐患。

3接地线导体端的改进与实施

3.1提出改进方案

现有螺旋平口接地线的导体端的构造和性能已经可以满足短路接地的要求，无需做大的结构、模式的改造。装设接地线的操作过程本身相对简单，不存在过多繁复的操作步骤。因此，只需改进其导体端——找到一种“辅助措施”对现有导体端平口结构适当施加阻止“正、反”两个方向旋转的力，并能克服由于拧动绝缘操作杆、以及多股软铜线的自重导致的导体端从母排滑脱。从而既能保证可靠、牢固的装设接地线，又能方便、快速的进行操作，缩短装设接地线的时间，保障后续检修工作的按时开展。

弹簧是重要的机械零部件之一，它具有缓冲减振、储存能量、控制运动及测量力的大小等功能。按照受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧；按形状可分为环形弹簧、蝶形弹簧、螺旋弹簧等。本次螺纹杆外部套装的两个弹簧的选择要求如下：

（1）弹簧材质选择使用不锈钢，具有高塑性、抗疲劳强度好、耐腐蚀等特性；

（2）弹簧外径D的选择根据螺纹杆的直径而定，可适当略大；

（3）弹簧丝直径即线径d的选择要保证克服导体端“正、反”两个方向旋转的力；

（4）有效圈数n、自由高H即弹簧在未受外力的作用下的高度、以及螺旋方向的选择应保证在弹簧不受力的情况下，正常释放顶于导体端中间的滑块，即可实现在装设导体端时上、下双弹簧克服“正、反”两个方向旋转的力，同时通过拧动绝缘操作杆、推动滑块向前运动压缩上弹簧而可靠接地。

根据实际情况（接地线导体端的螺纹杆直径约为18mm），选择两个不锈钢圆柱螺旋弹簧（压簧），外径20mm，线径1.5mm，且与螺纹杆螺纹的旋转方向相反。将两个弹簧分别套装于操作螺纹杆外部（一上、一下），其中：上弹簧自由高为5cm，且安装嵌入导体端中间的滑块下方时已为轻微压缩状态（4.5cm左右），共12圈；下弹簧自由高为2.5cm，共6圈，且安装嵌入螺纹杆与导体端之间时也在轻微压缩状态（2cm左右）。同时安装弹簧处的构造接触面均有卡槽，可使弹簧稳定嵌于卡槽内，确保其无法左右移动，不会影响人为拧动绝缘操作杆。

3.2.2挡板制作

选择不容易生锈的铝合金作为挡板的制作材料，并采用焊接固定的方法。通过在接地头左右两侧各焊接1片挡板（每片长度4cm、宽度1.5cm、厚度5mm，面接触焊接），接地时挡板紧靠在接地点母排上，阻止接地线导体端随绝缘杆的转动而滑脱。具有实现简单、操作容易（无需安装、拆卸）、焊接牢固、取材经济等诸多优点，既增强了耐用性和牢固性，也保证了操作时母排反向作用力的效果。

3.2.3组装及操作试验

按照设计方案，将弹簧和铝合金挡板、以及一副退役的平口接地线进行组装，最终完成了防滑改进。

如前所述，接地线的装设角度一般分为水平、垂直以及斜45°三种。将这副改进型接地线拿到退役变电站现场，尝试了三种角度的装设操作试验。装设接地线时先接接地端、再接导体端，当操作人员手持绝缘操作杆将导体端靠向母排准备装设时，由于双弹簧的存在，对导体端施加了阻止其“正、反”两个方向旋转的力，加之挡板的存在，借助母排反向作用力让其“有所依靠”，最终克服了由于拧动绝缘操作杆、以及多股软铜线的自重导致的导体端从母排滑脱，仅仅用了1分钟就完成了一副接地线三相导体端的装设操作，整个过程中也未发生人员进入间隔、手持多股软铜线等习惯性违章行为。试验表明，该“辅助措施”能有效改善导体端螺旋平口的稳定性，减少了装设时的滑脱几率，降低了接地线装设难度，缩短了操作时间，还可以杜绝习惯性违章的发生，提高了操作安全性。

4改进后接地线的效果确认

在对防滑改进型螺旋平口接地线进行多次操作试验后，逐步在实际工作中积极开展运用。下表为2016年09月至10月秋检期间改进型接地线初步投入现场使用后，对班组所辖110kV变电站进行装设接地线操作，其中20次装设接地线操作中各工序的耗时统计情况：

采用改进型接地线后，装设接地线的总体平均耗时为5.63分钟，比之前的11.16分钟缩短了很多，其中装设导体端的平均时间仅为1.175分钟（相当于每相只需要23.5秒），耗时是以往7.065分钟的1/6，实践证明本改进措施将装设接地线的总体平均时间缩短了近一半。对有些特别难装设的接地点，比如城北变两台主变的低压侧母排（装设操作各方面因素基本相同），可将装设导体端的时间由15.4分钟（1号主变）缩短至1.4分钟（2号主变），时间仅相当于原来的9.1%，极大地保障了后续检修工作的及时许可。

在假设检修工作时间不变的前提下，运维操作人员装设接地线的时间减少，即相当于提前了检修工作的结束时间，也就提前了对用户恢复送电的时间，其改造成本和经济效益对比分析如下：

（1）此次一副10kV三相接地线的改进成本为114元，分别是：上弹簧8元、下弹簧5元、优质铝合金挡板10元/块×2块、焊接费用5元。每个站先配置3副改进型接地线，班组所辖110kV变电站有22座，改进了66副接地线，成本共计114元/副×66副=7524元。因此，人工和材料成本较低。

（2）班组所辖22座市区范围变电站中，10月份10kV线路检修装设接地线的操作共计60余次，现在使用改造设计后的新型接地线后平均时间5.63分钟，相比以前的平均时间11.16分钟，减少停电时间约5.53分钟（0.092小时），操作效率提高近1倍。则可估算得采用该改进型接地线时：

月增加供电量[3]

=10kV馈电线路平均负荷×减少停电时间t×装设接地线次数n

=(√3UIcosφ)×t×n

=(√3×10.5kV×120A×0.95)×0.092h×60次

=11444.1kW•h

可多售电量以目前电价0.52元/kW•h来计算，可多售约11444.1kW•h×0.52元/kW•h=5950.9元，再按年估算可多售7万多元（市区变电站以居民生活及商业用电为主）。以上可见，若该接地线能大范围推广使用，尤其是市郊变电站以工业用电为主，这些多供的电量可以为社会创造出更加可观的经济效益。

5结束语

通过上文已经得知，以往在装设传统螺旋平口接地线的导体端的过程中，运维操作人员为了缩短操作时间经常会习惯性违章——进入间隔、手持多股软铜线以方便固定导体端。而现在，通过这一螺旋平口接地线的防滑改进，导体端平口结构的稳定性大为增强，从而降低了接地线装设难度，将这一原来操作人员需要反复练习的“技术”，变得简单、方便；还可以杜绝此类习惯性违章的发生，减少人员进入间隔、手持多股软铜线的安全隐患，提高了操作安全性，受到了操作人员的广泛肯定。若将此改进型接地线推广至整个电力行业（包括系统外公司），坚信将会获得更好的经济效益和社会效益！

参考文献：

[1]国家电网公司.国家电网公司电力安全工作规程(变电部分)(Q/GDW1799.1—2013).

[2]常州供电公司.110kV龙船浜变电站现场运行规程(2016.0)[Z].常州供电公司,2016.

[3]魏亚瑟,吕备,袁静.变电所携带型高压接地线改造设计研究[J].科技创新导报,2015,25:58—59.

[4]章敏.试论变电站倒闸操作中接地线安装方法[J].机电工程技术,2016年第45卷第05期:105—108.

作者简介：

王迪（1988—），男，江苏常州人，工程师，从事变电运维工作（E-mail）[e-mail]；（TEL）13601503982。

王恭玥（1991—），女，江苏常州人，助理工程师，从事变电运维工作（E-mail）[e-mail]；（TEL）18796991116。