隨著城市電網(wǎng)電纜化進程的快速發(fā)展,電力電纜線路安全運行是保障供電可靠性的關鍵。由于電纜線路運行中的突發(fā)故障，需要在電纜線路*停電的狀況下，用較長的時間測尋和修復故障，恢復供電的時間難以有效控制，zui終造成停電時間長、電網(wǎng)供電可靠性下降，因此有必要探討帶電作業(yè)旁路系統(tǒng)，能夠在很短的時間內，構建一套臨時供電系統(tǒng)，在不間斷地供電狀態(tài)下，確保故障段電纜線路安全快捷完成搶修工作的同時，向沿線用戶保持不間斷臨時供電。該旁路系統(tǒng)必須安全、可靠，且安裝簡單、方便。在很短時間內，通過現(xiàn)場帶電作業(yè)，安裝積木式組件，快速調整旁路線路長度和供電分支數(shù)量，有效跨接故障線路段，保證對用戶臨時用電的安全可靠。

1帶電作業(yè)旁路系統(tǒng)

帶電作業(yè)旁路系統(tǒng)zui早應用于10kV架空絕緣線路故障搶修。它是一種由旁路電纜、旁路接頭、旁路開關以及相關輔助器材和設備組成的臨時輸電系統(tǒng)。該系統(tǒng)在韓國、日本和上海、浙江等地得到應用，其工作原理如圖1所示。

圖1帶電作業(yè)旁路系統(tǒng)工作原理圖

圖1中，當進行10kV架空線路故障檢修或例行維護時，在現(xiàn)場快速裝配一條臨時輸電線路，跨接該故障檢修或例行維護線路段。通過旁路開關操作，斷開該故障段電源，并將電源引向這條臨時旁路輸電線路，通過旁路系統(tǒng)保持對線路用戶不間斷供電。同時進入停電狀態(tài)下的線路故障檢修或例行維護，確保工作安全。

這種線路旁路系統(tǒng)還可以通過安裝旁路接頭（即插拔式自鎖定快速終端和直通中間接頭），實現(xiàn)現(xiàn)場任意延長或減短臨時旁路供電線路長度，以跨接不同長度的檢修及維護線路段；同時，配合“T”型中間接頭，還可調節(jié)旁路電纜連接支路用戶數(shù)量，保證各個支路用戶的正常用電，并保證人身和設備安全，提高了供電可靠性，使經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。

目前，該帶電作業(yè)旁路系統(tǒng)已經(jīng)完成了自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)化應用研究，并已通過嚴格的型式試驗，各項技術性能滿足帶電作業(yè)技術要求，*可以取代進口同類產(chǎn)品，逐步推廣應用于配電系統(tǒng)不停電作業(yè)和不停電故障搶修，大幅度縮短搶修時間、降低勞動強度和提高供電可靠性。

不言而喻，探討這種旁路作業(yè)系統(tǒng)，應用于電纜線路不停電故障搶修、缺陷處理、例行維護的條件基本具備。推廣應用所必須完成的工作是：改進旁路系統(tǒng)兩端的快速插拔式終端設計，使之能夠現(xiàn)場快速與各種型號的電纜分支箱或環(huán)網(wǎng)柜可靠連接，快速裝配一條臨時旁路線跨接于需要搶修、缺陷處理、例行維護的電纜線路，然后將線路段的供電負荷轉移到臨時旁路電纜線路，繼續(xù)對沿線各用戶保證供電。

2技術關鍵

電纜線路旁路作業(yè)系統(tǒng)暴露在大氣環(huán)境中運行，且因為其敷設方式的臨時性，時常會影響鄰近人口密集和交通密集區(qū)域，其安全、可靠性能顯得猶為重要。基于插拔式快速終端和接頭位置的電場嚴重畸變，是絕緣性能zui為薄弱的環(huán)節(jié)，因此，其絕緣結構設計、界面壓強和電場控制以及制造質量，直接關系到線路旁路作業(yè)系統(tǒng)安全、可靠運行。

其次，線路旁路作業(yè)系統(tǒng)中插拔式終端和接頭，要求具有插拔1000次的使用壽命，在1000次插拔過程中，接頭材料會產(chǎn)生大量磨損。這種磨損會使界面配合尺寸發(fā)生變化，界面壓強減小，所以沿面放電的電壓值也會隨之降低，產(chǎn)品軸向沿面擊穿的幾率升高。

線路旁路作業(yè)系統(tǒng)中電氣連接，考慮到現(xiàn)場安裝的便捷性，都是采用插拔方式連接，普通插拔連接方式都存在通流能力低，接頭容易發(fā)熱的問題。

架空線路與地纜線路敷設方式、線路設備等許多方面都存在技術性差異，所以存在旁路作業(yè)系統(tǒng)與線路連接接頭方式多樣性設計的問題。

3技術方案

3.1采用電場有限元數(shù)值分析方法，優(yōu)化插拔式快速終端和接頭的絕緣設計

絕緣結構設計主要內容包括：通過理論計算復合介質內部和界面電場分布，合理優(yōu)選電場應力控制方法，借以確定復合介質幾何形狀、尺寸和復合介質界面沿面放電距離，達到保證電纜、終端和中間接頭安全可靠運行的目的。

大量的理論分析和長期試驗驗證結果表明：電場應力控制錐是zui簡單、zui可靠的均勻介質內部電場分布的手段。當今電氣設備小型化、輕型化發(fā)展趨勢，大量是采取電場應力控制錐結構。特別是在高壓或超高壓電氣設備中，電場應力控制錐得以廣泛采用。在設計插拔式快速終端和接頭絕緣結構時，亦電場應力控制錐結構，應力錐的幾何形狀和尺寸通過電場分布計算結果作優(yōu)化選取。

3.2研究復合材料的界面壓強、*變形率與介質界面沿面放電的電壓值變化的規(guī)律，對材料及配方進行篩選

電纜插拔式快速終端和接頭絕緣結構是典型的固體復合介質絕緣結構，界面沿面放電與界面壓強和界面狀態(tài)密切相關。采用模擬試品等效插拔式快速終端和接頭多層固體復合介質絕緣結構，試驗研究界面沿面放電電壓與界面壓強和界面狀態(tài)之間的內在關系，模擬試品如圖2所示。

由于XLPE絕緣體的直徑DXLPE等于常數(shù)，當選取不同原始直徑DSR的高彈性硅橡膠絕緣體，且DSR≤DXLPE，即可改變高彈性硅橡膠絕緣體與XLPE絕緣體之間的界面壓強（握緊力）。

實際測量界面壓強或握緊力比較困難，試驗研究中，利用高彈性硅橡膠絕緣體的定伸強度換算成為界面壓強的物理量，調整硅橡膠絕緣體的配方可以得到不同定伸強度的硅橡膠絕緣體，然后制作成為不同的原始直徑的硅橡膠絕緣體試品，彈性變形套在XLPE絕緣體表面，便具有持續(xù)彈性回復力，為硅橡膠絕緣體與XLPE絕緣體之間的界面提供握緊力。

3.3設計插拔式快速終端和接頭絕緣組件，以消除或減少材料界面損耗

應錐形（俗稱推拔形）主絕緣結構，以減小插拔阻力，利用斜面力學原理提高界面正壓強，同時在插拔過程中快捷地排除界面氣隙。

提高模具的配合精度和表面光潔度，保證產(chǎn)品表面平整光滑，界面配合準確完好。

每次插拔時均應涂抹潤滑劑以降低界面摩檫系數(shù)，避免表面磨損，使得產(chǎn)品經(jīng)歷1000次插拔后仍具有足夠的過盈量，以保證界面始終保持足夠的界面壓強。

3.4插拔式快速終端和接頭的觸頭可采用表帶觸頭設計

表帶觸頭的特點有：體積小，結構簡單，不需要壓緊彈簧；接觸點多，導電能力強，額定電流可達到500A；動穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性都非常高；在插拔多次后仍能保證接觸良好，不會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。

4技術路線

采取科學的技術路線，實施上述技術方案，zui終實現(xiàn)電力電纜線路不停電旁路作業(yè)，提高供電可靠性的目的。

技術路線包括如下階段：廣泛收集國內外關于帶電作業(yè)旁路系統(tǒng)資料，聽取有關專家學者的意見和建議；組織人力和物力對相關資料分析整理，在比較國內外現(xiàn)有技術措施的基礎上，以安全可靠、方便快捷為基本原則，進行實用產(chǎn)品設計和研發(fā)；按照相關標準，對研發(fā)的產(chǎn)品進行型式試驗，考察其電氣性能；在公司管轄的電纜線路上投入實際運行，系統(tǒng)地完成應用試驗研究，比對驗證試驗結果和現(xiàn)場運行考核的實測數(shù)據(jù)，積累運行經(jīng)驗；總結分析理論研究結果、試驗研究結果和試運行考核結果，即時修正和調整技術方案，更進一步改進、完善電纜線路旁路作業(yè)的后續(xù)研究工作。

5結束語

引入電力電纜線路旁路作業(yè)系統(tǒng)，進行電纜線路不停電搶修、運行維護的新措施，將有效改變電力電纜運行維護技術，如故障搶修、缺陷處理、例行維護都需要在線路停電狀態(tài)下進行，且線路停電時間無法控制的現(xiàn)狀，為北京地區(qū)政治保電或其他臨時供電提供了新的方法、措施和思路。