联合接线盒防电弧上电操作装置研究

引言

安全生产是电力行业的重中之重,必须贯彻"安全第一、预防为主、综合治理"的安全生产方针,规范安全管理工作,防止电力事故事件发生,保障电力生产经营秩序正常,保证员工在生产经营活动中的人身安全与职业健康,保证电网安全稳定运行和可靠供电,保证国有资产免遭损失。电弧引起的事故是威胁电力企业人身安全的众多事故之一,加深对电弧的形成及危害的研究,不断探索事故预防的技术和管理手段对提高供电安全和可靠性有着重要的意义。

1电弧的形成及危害

电弧的形成一般包括压缩阶段、膨胀阶段、排放阶段和热效应阶段,持续的时间都是在毫秒级别。压缩阶段主要表现为温度上升,并产生动态压力波。膨胀阶段因为燃弧区与周围空气之间产生压力差而开始产生气流。排放阶段是由于电弧能量继续输入燃弧点,产生气流、空气流及微粒流,这种强力气流的热量及炽热的微粒,开始对外部产生影响。排放阶段持续的时间相对长一点。第四阶段是热效应阶段,表现为包围短路电弧的空气温度接近电弧温度。

2联合接线盒

电能表联合接线盒简称联合接线盒,字母b所在的位置都是连接片,联合接线盒的接线端子通过调整连接片改变接线端子的串并联,进而调整电压电流通路。联合接线盒要求水平放置安装,下端连接着电流、电压互感器的二次端子,上端接到电能表的接线端子。联合接线盒适用于单相照明和各种电压等级的三相有功、无功电能计量联合接线。联合接线盒如图1所示,在纵向上分为7个区域,分别对应A相电压(1c/2c/3c/1a/1b所在的区域)、A相电流(4c/5c/6c/2a/3a/4a/2b/3b)、B相电压、B相电流、C相电压、C相电流、零线。联合接线盒的电压连接片在图中1b的位置是可移动的,连接片向上拨动就连接了上边的电能表和下端的电压互感器二次接线端子,连接片向下就会断开相应回路。电流连接片则可以改变互感器二次端的相应回路,在正常运行时2b、5b、8b接通,3b、6b、9b断开,此时,电流互感器二次回路经接线盒的相应连接片连接至电能表。

三相三线有功电能表、无功电能表经联合接线盒连接电压、电流互感器的接线图如图2所示。低压三相四线经电流互感器接入图如图3所示。电流互感器采用分相接线。

3防电弧上电操作装置

以低压用户为例,新装或换表工作的电压为220V、380V或100V,电流为安培级别,远高于安全电压。上电操作时,经常会由于接线短路、电表短路、接线错误等原因造成的瞬间高压而形成短路电弧。另外,在电能表安装后需要将电压和电流拨片拨到相应位置,这也是最有可能产生电弧的操作。而此时工作人员的眼睛距离接线盒位置只有50~60cm,手距离接线盒位置只有10cm,存在危及工作人员人身安全和设备安全的隐患。

本文设计了一种采用防火耐高温阻燃材料制作的防电弧操作装置。该装置主要包括三部分:

第一部分是同联合接线盒的外罩相类似,可以罩在接线盒上,并且是透明的。第一部分的外罩分为两层,用于将接线盒里的拨片及螺丝位置与装置的第二部分在水平方向上错开。这样设计的好处有两个:第一,可以在拨动拨片时不阻挡到视线,如拨片1b及上下的螺丝应该可以通过透明外壳被观察到:第二,在连接片的位置产生电弧的时候,可以加强电气隔离效果。

第二部分是机械开关,用于操作连接片。由于接线盒上分成了三相电压、电流和零线共7个部分,机械开关相应的设置成7个。第二部分的机械开关中,电压和零线的部分仅需上下拨动,如1b/4b/7b/10b。机械开关做成Z字形,一端为作业人员手持部分,另一端用于操作拨片,并且位置错开不阻挡视线,方便操作。而电流拨片部分的机械开关则需要左右移动,对应的数量也相对多些,如2b/3b、5b/6b和8b/9b。在接线盒的螺丝比较松的情况下,需要固定相应的拨片,可采用磁铁完成。

第三部分是在相应螺丝位置设置相应的紧固旋钮。紧固旋钮可设置接在线盒上每个螺丝的正上方,如1c/2c等,也可仅设置在有拨片的部分,如1b/4b/7b/10b,以上所有部分均应为绝缘材料。

4结语

由于电弧事故具有不可预测性和瞬时性,当电弧事故发生时才开始补救为时已晚。将本操作工具罩在接线盒上,就形成了接线与外界的电气隔离,再通过操作装置上的工具将拨片拨到相应的位置。而此时,即使产生电弧也被隔离开了,有效保障了工作人员的安全。