隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求日益增長，電網(wǎng)設(shè)備的定檢預(yù)試質(zhì)量優(yōu)劣嚴(yán)重影響著電力的優(yōu)質(zhì)可靠供電。電網(wǎng)設(shè)備的定檢預(yù)試占據(jù)著電網(wǎng)作業(yè)的絕大部分，檢修試驗(yàn)人員長期從事相關(guān)工作，現(xiàn)場作業(yè)由于作業(yè)人員的誤碰誤接線造成的事故占60%左右，即便是目前的電纜使用較少的數(shù)字化變電站、智能變電站也存在著相同問題，安全高效作業(yè)是電網(wǎng)企業(yè)的迫切需求。

目前運(yùn)行中的電網(wǎng)設(shè)備本質(zhì)安全缺乏并且更換困難，只能從作業(yè)工藝流程和工器具中改進(jìn)。本文在深入分析了電網(wǎng)定檢預(yù)試作業(yè)中測試線拆接線過程風(fēng)險(xiǎn)高、效率低的要因，設(shè)計(jì)了一種防誤碰新型鱷魚夾。

1 傳統(tǒng)接線問題分析

數(shù)字化變電站合并單元和智能終端調(diào)試、常規(guī)站繼電保護(hù)現(xiàn)場校驗(yàn)交流模擬量接入、功能校驗(yàn)以及高壓預(yù)試中需要將測試設(shè)備用測試線接入相關(guān)回路，對于現(xiàn)場使用較多的Typ UK5N、Typ UDK4端子及相類似端子目前測試線接入方法及存在的問題如下。

1）測試線直接插入端子。該方法是將測試線頭直接插入端子排螺絲孔，是一種硬對硬的連接，而這種連接接觸不可靠，有的端子螺絲孔較大則測試線頭容易掉落，而對于較小的螺絲孔測試線頭則無法插入，該方法可能造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或試驗(yàn)失敗。

2）借助測試針頭。該方法是將測試線頭插入測試針頭再接入端子排接線孔，該方法操作比較麻煩，若端子排無空端子，則難以接入。

3）采用鱷魚夾夾電纜芯接頭再接入端子，現(xiàn)場無測試針頭或針頭不充足時(shí)使用該方法。該方法需要現(xiàn)場臨時(shí)找電纜芯做接頭，若端子排無空端子，則較難接入，操作時(shí)間長且有誤碰風(fēng)險(xiǎn)。

4）使用常規(guī)鱷魚夾。鱷魚夾具有較強(qiáng)的夾持力，將鱷魚夾直接夾持Typ UK5N端子螺絲孔時(shí)，由于端子螺絲孔較小，而鱷魚夾夾頭較大，所以根本不能完全插入，更不能和端子螺釘接觸；若夾持公共短接中間連接片螺絲，則有誤碰風(fēng)險(xiǎn)且鱷魚夾易掉落。

5）將端子排原回路接線拆下采用鱷魚夾接入，該方法需要拆下原接線，操作時(shí)間長，有誤碰以及誤接線的風(fēng)險(xiǎn)。鱷魚夾裸露的金屬部分存在碰觸斷路器匯控箱箱體造成短路的問題；在恢復(fù)原回路接線時(shí)會(huì)造成接錯(cuò)端子位置的誤接線問題；二次線接入接線端子后，也會(huì)存在接觸不良的問題。

根據(jù)2011—2016年的繼電保護(hù)不正確動(dòng)作分析，控制回路中導(dǎo)致不正確動(dòng)作原因統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 控制回路導(dǎo)致不正確動(dòng)作統(tǒng)計(jì)表

誤碰、誤接線引起的誤動(dòng)占比35%，回路試驗(yàn)不到位和安全措施不足導(dǎo)致了大部分的控制回路誤動(dòng)。

2 新型鱷魚夾的研制

由上文分析，提高電力檢修、定檢預(yù)試工作效率，研究更好的作業(yè)設(shè)備避免上述誤碰、誤接線是急需解決的問題，為此研制了一種防誤碰新型鱷魚夾。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為解決試驗(yàn)儀器與待測設(shè)備的安全可靠連接，研制的一種防誤碰新型鱷魚夾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

夾頭一通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接到夾頭二，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置有復(fù)位彈簧，夾頭一沿著長度方向內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電管，導(dǎo)電管前端設(shè)置有可伸縮的導(dǎo)電觸頭并可伸出夾頭一前端，導(dǎo)電觸頭后端內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電嵌套，導(dǎo)電嵌套內(nèi)端與導(dǎo)電觸頭內(nèi)端連接有壓縮彈簧。夾頭一和夾頭二的夾持面設(shè)置有咬合齒。導(dǎo)電管前端設(shè)置有防脫內(nèi)凸緣，導(dǎo)電觸頭內(nèi)端設(shè)置有防脫臺階，防脫臺階外徑大于防脫內(nèi)凸緣內(nèi)徑。

鱷魚夾夾頭一插入端子的螺釘孔，夾頭二可插入接線端子其他螺釘孔或端子外側(cè)固定，導(dǎo)電觸頭接觸導(dǎo)電連接螺釘，試驗(yàn)用的測試線可插入導(dǎo)電嵌套，以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)儀、測試線、接線端子與待測設(shè)備的導(dǎo)通。另外，鱷魚夾外側(cè)有絕緣膠，解決誤碰的風(fēng)險(xiǎn)。通過該新型鱷魚夾的使用，現(xiàn)場不用拆接原有回路接線，避免誤接線的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 加工制作

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，使用較多的Typ UK5N、Typ UDK4端子及相類似端子螺絲孔為4mm左右。為便于加工制作降低成本，制作方法主要分為彈簧探針和鱷魚夾加工兩大部分。

1）彈簧探針制作

鱷魚夾的導(dǎo)電觸頭和彈簧進(jìn)行封裝制作成彈簧探針如圖2所示，為適應(yīng)端子排螺絲孔及使用需求，導(dǎo)電觸頭直徑2mm，外管直徑2.5mm，自由長度12mm。

圖2 彈簧探針制作方法圖

2）鱷魚夾制作

將常規(guī)開口10mm的鱷魚夾夾頭一夾頭二的寬度尺寸由5mm加工至3.2mm。將制作好的彈簧探針焊接至加工好的鱷魚夾夾頭二前端，在焊接好的鱷魚夾外部套上絕緣膠?？紤]到夾頭前端部分要插入端子排螺絲孔，根據(jù)現(xiàn)場端子排螺絲孔深度統(tǒng)計(jì)90%為5mm，部分超過10mm，帶絕緣套的鱷魚夾前端金屬外露13mm。一種防誤碰新型鱷魚夾制作成品如圖3所示。

圖3 制作成品圖

3 新型鱷魚夾使用情況分析

將常用測試線端頭插接在制作好的鱷魚夾導(dǎo)電嵌套內(nèi)，導(dǎo)電觸頭插接到端子孔內(nèi)與螺釘接觸，鱷魚夾夾持在端子上，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電固定連接，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)儀測試線與待測設(shè)備接線端子的快速可靠連接。現(xiàn)場使用如圖4所示。

圖4 現(xiàn)場使用圖

制作好的新型鱷魚夾在繼電保護(hù)和高壓試驗(yàn)兩個(gè)專業(yè)中進(jìn)行現(xiàn)場使用測試以檢測其效果，現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)2018年1—10月276次作業(yè)中測試線掉落情況，測試線接線原因造成的試驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤失敗情況，誤碰誤接線情況以及作業(yè)中平均的拆接測試線恢復(fù)安全措施所使用時(shí)間。前138次為傳統(tǒng)作業(yè)方式未使用新型鱷魚夾，后138次使用了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新型鱷魚夾。作業(yè)中采取了其他安全措施，未發(fā)生事故。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 測試統(tǒng)計(jì)表

表2中采用了新型鱷魚夾以后又發(fā)生2次測試線脫落，一次是由于工作現(xiàn)場地面有碎石，工作人員接線走動(dòng)失去平衡碰觸測試線造成。另外一次是由于保護(hù)屏電壓端子排太高，而作業(yè)人員使用的測試線為4mm的電流線，質(zhì)量太重造成脫落。

發(fā)生的5次試驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤失敗是由于兩次的測試線脫落，其余3次中一次是作業(yè)人員首次使用該新型鱷魚夾夾頭一和夾頭二用反，一次是由于端子排螺絲銹蝕接觸不良，一次是由于導(dǎo)電觸頭未壓緊端子排螺絲。根據(jù)以上情況，測試線脫落和試驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤失敗是由于作業(yè)人員操作失誤、不熟悉使用方法或測試設(shè)備本身造成并非鱷魚夾的設(shè)計(jì)制作原因。

防誤碰新型鱷魚夾外層有絕緣護(hù)套，接線安全可靠，改善了現(xiàn)場工作的安全性，不需要拆除原有接線，避免了作業(yè)過程中誤碰、誤接線的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全性，即插即用，接線方便，減少了作業(yè)過程中的拆接線時(shí)間，避免了接線不可靠帶來的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤以及反復(fù)試驗(yàn)，相比原先方式工作效率提高了27%；可插可夾功能完善，滿足不同的現(xiàn)場需求。減少了設(shè)備定檢預(yù)試時(shí)間，縮短了設(shè)備停電時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場的應(yīng)用情況及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)場檢修試驗(yàn)設(shè)備的本質(zhì)安全得到了進(jìn)一步的深化和推進(jìn)。該新型鱷魚夾小巧方便方便，可接入不同類型的接線端子，接線簡單快捷，滿足繼電保護(hù)、高壓試驗(yàn)、調(diào)度通信、儀表測量等專業(yè)的工作需求；解決了傳統(tǒng)定檢預(yù)試工作方式下測試線接線效率低、風(fēng)險(xiǎn)高的問題；具有較高的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，保留并拓展了原鱷魚夾的功能；制作簡單，基礎(chǔ)成本低，應(yīng)用簡單，具有良好的推廣前景。