一种多功能融冰短接设备

李宏力　桂腾　周贵发

【摘 要】将常规避雷器加强外绝缘机械强度增加后，与普通双静触头水平伸缩式隔离开关的1相进行有机组合，得到一种全新的、多功能的、具有独立自主知识产权的融冰短接设备。有效地解决了融冰线路末端三相短接自动化的难题。

【关键词】融冰；短路；多功能；隔离开关

【Abstract】A new short-connecting equipment for ice melting is developed through the organic combination of conventional arresters with the mechanical strength of external insulation increased， and one phase of the ordinary horizontal telescopic disconnecting switch with double static contacts. The equipment can solve the difficulty in the automation of three-phase short-connecting circuit for ice melting at the end of the line.

【Key words】Ice Melting； Short-Connecting； Multifunctional； Disconnecting switch

0 前言

各种融冰装置已经电网中得到广泛应用，但是在实际应用过程中发现，融冰线路末端需要三相短接（但不接地）的工作大多数都是检修人员用预制好的短接导线在停电状态下完成的。这样的工作方式效率低、安全风险高。

本文针对上述融冰短接工作中存在的问题进行研究与分析，并根据分析结果提出了自己的意见和建议，研究出一种全新的、多功能的、具有独立自主知识产权的融冰短接设备。有效地解决了融冰线路末端三相短接自动化的难题。

1 现状

1.1 融冰回路介绍

无论是直流融冰还是交流融冰，其三相末端短路融冰的接线方式都可以用图1来描述：

图1 融冰回路图

工作原理是：融冰装置将融冰电流输出至融冰母线（有些融冰装置也可能没有融冰母线），通过融冰母线与融冰线路的连接将融冰电流引至融冰线路；在融冰线路的末端，需要某种装置将线路三相短接（但不接地）。

1.2 现有的短接方式

图2 现有的短接方式1（在出线1号杆上短接）

在实际工作中，现有的短接方式就是由检修人员用预制好的的短接导线在停电状态下完成短接，其短接方式如图2、图3所示。这样的短接方式由于需要全程人工进行，工作效率低、安全风险高。

2 多功能短接设备研制

2.1 设备研制

针对现有的线路融冰末端短接方式工作效率低、安全风险高的缺点，结合了现阶段常规隔离开关的特点，提出了带融冰短路功能的隔离开关（专利号：201120313385.9）来解决该问题。但是，在实际应用中，特别是在已建变电站内安装该专利产品时，还存在安装位置不够，需要重新征地的问题。

针对上述存在的问题，提供一种在201120313385.9的基础上改进的多功能隔离开关，它既能在不征地的前提下快速完成输电线路末端的三相短路连接和三相短路接地，又能够在隔离开关不使用时作为避雷器（详见本发明人的另一个发明201320715915.1防雷型高压支柱绝缘子）使用。集融冰短路隔离开关的功能、接地刀闸的功能和避雷器的功能于一体，既节省了用地、改变了工作方式、提高了工作效率、又降低了作业风险低，并实现了融冰线路末端三相短接自动化。

结合图4、图5和图6，对其结构描述如下：两个操作瓷瓶1与3个防雷型高压支柱绝缘子2成“一”字型顺序排列。其中操作瓷瓶1和防雷型高压支柱绝缘子2的顶端设置有两个折叠式导电杆3，处于中间的防雷型高压支柱绝缘子2的顶端设置有静触头座16。两个折叠式导电杆3设置有主刀传动机构10，主刀传动机构10与操作瓷瓶1连接，操作瓷瓶1与垂直连杆7连接，垂直连杆7与主刀操作机构5连接。

整组隔离开关为单相结构，操作瓷瓶1与防雷型高压支柱绝缘子2的高度应满足隔离开关安装处高压线路的对地绝缘水平。

两个折叠式导电杆3的长度满足当其均伸展开时，能够与静触头座16有可靠的电气接触。

当折叠式导电杆3处于折叠状态时，其与静触头座16应有足够的电气绝缘距离，该绝缘距离与隔离开关安装处高压线路的相间绝缘水平相同。

地刀导电杆12与地刀传动连杆11连接，地刀传动连杆11与垂直连接7连接，垂直连接7与地刀操作机构6连接。

3个接线板9分别与输电线路的A、B、C相通过导线17电气连接。

仅在与线路A相或C相连接的防雷型高压支柱绝缘子旁边设置一把单接地刀闸。

操作瓷瓶1、防雷型高压支柱绝缘子2及其部件全部安装在支架8上，支架8及主刀操作机构5、地刀操作机构6安装在垂直支架4上。

在与线路A相或C相连接的防雷型高压支柱绝缘子上端设有主刀分闸限位器14，在支架8上设有地刀分闸限位器15。

主刀操作机构5一般为电动操作机构，地刀操作机构6一般为手力操作机构。

主刀操作机构是操作隔离开关实现运动完成分、合闸操作的动力来源。当主刀操作机构带动垂直连杆和操作瓷瓶旋转，主刀传动机构带动导电杆动触头伸缩，从而实现隔离开关的分、合闸操作。

地刀操作机构是操作接地刀闸实现运动完成分、合闸操作的动力来源。当地刀操作机构带动垂直连杆旋转，地刀传动机构带动地刀导电杆运动，从而实现接地刀闸的分、合闸操作。

由于采用了上述的技术方案，与现有技术相比，本实用新型将融冰短路隔离开关的功能、接地刀闸的功能和避雷器的功能于一体，既节省了用地，提高了工作效率，又降低了作业风险低。

图4 结构示意图

图5 作为避雷器使用时的接线图

图6 作为融冰短路隔离开关和接地刀闸运行时的示意图

图中标记：1.操作瓷瓶；2.防雷型高压支柱绝缘子；3.折叠式导电杆；4.垂直支架；5.主刀操作机构；6.地刀操作机构；7.垂直连杆；8.水平支架；9.接线板；10.主刀传动机构；11.地刀传动连杆；12.地刀导电杆；13.地刀静触头；14.主刀分闸限位器；15.地刀分闸限位器；16.静触头座；17.导线。

2.2 应用方式

结合图4、图5和图6，对其应用方式作详细说明。

在典型设计中，高压线路的出线侧一般都有避雷器，该设备在应用时可直接安装于高压线路的出线侧避雷器的位置，能够确保在不征地的前提下使用。使用时，高压输电线路的A、B、C相分别与图1中的接线端子9分别可靠连接。

1）作为避雷器使用。如图5所示，主刀操作机构带动垂直连杆和操作瓷瓶旋转，主刀传动机构带动导电杆动触头收缩，使主刀处于分闸位置；地刀操作机构带动垂直连杆旋转，地刀传动机构带动地刀导电杆运动，使地刀处于分闸位置。此时隔离开关仅具有普通避雷器的功能。

2）作为融冰短路隔离开关使用。如图6所示，当隔离开关所连接的高压线路停电并转到冷备用状态后，主刀操作机构带动垂直连杆和操作瓷瓶旋转，主刀传动机构带动导电杆动触头展开，使主刀处于合闸位置；地刀保持在分闸位置。这样就将高压线路三相短路（但不接地），此时具有融冰短路的功能。

3）作为接地刀闸使用。如图6所示，当隔离开关所连接的高压线路停电并转到冷备用状态后，主刀操作机构带动垂直连杆和操作瓷瓶旋转，主刀传动机构带动导电杆动触头展开，使主刀处于合闸位置；再将地刀操作到合闸位置。这样就将高压线路三相短路并接地，此时具有接地刀闸的功能。

3 现场应用方式

本文中图4、图5和图6均以110kV设备为例来展示这种融冰线路末端的短接方法，但其应用不仅仅限制于该电压等级。下面以500kV线路末端为例来说明其在工程是如何应用的。

在图7中，该多功能融冰隔离开关安装于融冰线路末端变电站内融冰间隔出线避雷器位置上，当系统正常运行时，隔离开关处于分闸位置，此时作为避雷器使用；当需要融冰短路（但不接地）时，只需要合上该隔离开关即可；当需要将线路转为检修状态时，再合上接地刀闸即可。

这种设备适用性较强，适合在已建变电站内推广应用，也可在新建变电站内使用。

4 结语

本研究结果解决了融冰线路末端三相短接自动化的难题，将常规避雷器与普通双静触头水平伸缩式隔离开关进行有机组合，获得了带避雷器功能、融冰短接隔离开关功能、接地刀闸功能的多功能融冰短接设备。它将目前现有的融冰线路末端短接方式由人工作业变成了自动化机械作业，实现了技术进步，提高了生产力。

[责任编辑：杨玉洁]