CN114444882A - 一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，包括：对主要设备及工具进行安全风险分析；建立基于模糊层次分析法的配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系；基于所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系对不同工器具安全性进行综合评判。本发明综合考虑影响其绝缘强度等风险因素，建立了基于模糊层次分析法的旁路作业安全性分析模型，对绝缘操作杆和绝缘斗臂车两种工器具在旁路作业中的安全性进行计算分析对比，然后评价这两种工器具的适宜性，得出绝缘斗臂车法是某供电公司10kV配网柱上断路器旁路作业最优方案，所提评价方法能为配网旁路电作业中在具体作业工器具的选择提供参考。

Description

一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法

技术领域

本发明涉及测试评估技术领域，特别是涉及一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电力的持续供应是人民生产生活正常运行的重要基石。由于10kV配网是直接面向广大客户的用电线路，10kV配网故障设备的旁路作业成为保证供电可靠性，确保用电负荷不丢失，减少停电次数的重要手段之一。户外运行的柱上断路器作为10Kv配网中重要设备之一，由于完全暴露在自然环境中，大气中的风霜雨露和污秽等都会对断路器的可靠性造成一定的破坏，主要表现出漏电、传动卡顿等故障，需要对其旁路作业进行更换。

根据柱上断路器架设环境的不同和故障程度的差异，通常采用绝缘操作杆+专用工具法或者绝缘斗臂车+专用工具法进行旁路更换检修作业。由于两种方式方法的不同，找到更合适的评价方法能够大力提升10kV配网柱断路器绝缘作业的安全性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法。本发明将理论分析与工程实践相结合，对实际作业场景选取的绝缘操作杆和绝缘斗臂车这两种最常用的两种工器具在旁路作业中的安全性进行计算分析对比，针对以上两种方法作业的特点，本发明结合层次分析法、模糊综合评价法两种方法的优点，使用模糊层次分析法对配网柱上断路器旁路作业的方法的选择进行评判，建立了包括作业环境等一系列作业安全性评价指标体系，在此评价指标体系的基础上，定量分析作业过程中的危险因素，确定选用不同方法旁路作业的安全等级，为配网旁路作业的方法的选择提供一个新的方法。

本发明提供了一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，包括：

对主要设备及工具进行安全风险分析；

建立基于模糊层次分析法的配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系；

基于所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系对不同工器具安全性进行综合评判。

在一些可能的实现方式中，所述对主要设备及工具进行安全风险分析，包括：

对柱上断路器、绝缘操作杆以及绝缘斗臂车进行安全风险分析。

在一些可能的实现方式中，所述对柱上断路器进行安全风险分析具体为：

采用电磁仿真软件对所述柱上断路器的三维模型进行主回路对地电场仿真分析；

所述对绝缘操作杆进行安全风险分析具体为：

通过对更换或检修所述柱上断路器所用的绝缘操作杆进行工频闪络电压特性，以确定所述绝缘操作杆的安全风险；

所述对绝缘斗臂车进行安全风险分析具体为：

通过施加预设时长的不同工频电压考核所述绝缘斗臂车上臂的绝缘强度，并测试最大的泄漏电流。

在一些可能的实现方式中，所述基于所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系对不同工器具安全性进行综合评判，包括：

基于所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系确定模糊判断矩阵；

根据所述模糊判断矩阵计算矩阵权重；

根据所述矩阵权重确定评语集；

根据所述评语集对所述不同工器具安全性进行模糊综合评判。

在一些可能的实现方式中，所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系包括目标层、子目标层和指标层。

在一些可能的实现方式中，所述根据所述评语集对所述不同工器具安全性进行模糊综合评判，包括：

通过模糊合成算子，将特征量的状态与其权重相乘；取其中最大值来反映不同特征量在单个评价体系中的重要程度，由下至上先后通过两级模糊综合评判，得到评价值；根据评价值的大小来判断两种作业方法的安全性。

采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，采用理论分析与工程实践相结合的研究方法，结合实际的作业场景选取绝缘操作杆和绝缘斗臂车这最常用的两种工器具在旁路作业中的安全性进行计算分析对比，然后评价这两种工器具的适宜性，得到的相关结果可以提升10kV配网柱断路器绝缘作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法的一个实施例流程示意图；

图2是本发明的柱上断路器极柱电场分布云图；

图3是本发明发绝缘臂交流耐压泄漏试验布置图；

图4是本发明图1中步骤S103的一个实施例流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器系统和/或微控制器系统中实现这些功能实体。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种基于光栅阵列的列车位置速度确定方法、装置、电子设备及存储介质，以下分别进行说明。

图1为本发明提供的一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法的一个实施例流程示意图，如图1所示，基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法包括：

S101、对主要设备及工具进行安全风险分析；

S102、建立基于模糊层次分析法的配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系；

S103、基于配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系对不同工器具安全性进行综合评判。

与现有技术相比，本发明实施例提供的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，将理论分析与工程实践相结合，对实际作业场景选取的绝缘操作杆和绝缘斗臂车这两种最常用的两种工器具在旁路作业中的安全性进行计算分析对比，针对以上两种方法作业的特点，本发明结合层次分析法、模糊综合评价法两种方法的优点，使用模糊层次分析法对配网柱上断路器旁路作业的方法的选择进行评判，建立了包括作业环境等一系列作业安全性评价指标体系，在此评价指标体系的基础上，定量分析作业过程中的危险因素，确定选用不同方法旁路作业的安全等级，为配网旁路作业的方法的选择提供一个新的方法。

在本发明的一些实施例中，步骤S101包括：对柱上断路器、绝缘操作杆以及绝缘斗臂车进行安全风险分析。

在本发明的一些实施例中，对柱上断路器进行安全风险分析具体为：采用MAXWELL电磁仿真软件对柱上断路器的三维模型进行主回路对地电场仿真分析。

具体地：由于柱上断路器作业风险主要表现在对带电作业人员得伤害是电击，因此有必要对柱上断路器设备表面的电压和电场分布进行研究，便于作业人员掌握其绝缘薄弱的位置，检修或更换作业时具有针对性，有利于提高作业的安全性。

其中，柱上断路器一般由铸铝外壳、操动机构、固封极柱、一次导体、绝缘拉杆等组成。其中，铸铝外壳接地，极柱下部设有接地螺栓。导体一般固封在极柱之中，极柱内部的导电件、绝缘件结构都将影响柱上断路器表面绝的绝缘水平。柱上断路器的局部放电多发生在不同材质的绝缘界面、同种介质内部的电场薄弱点、电场强度畸变的绝缘薄弱点，结合带电作业的特点，主要通过对断路器的极柱进行电磁仿真分析，掌握绝缘薄弱点出现的位置。

如图2所示，为柱上断路器极柱电场分布云图，经过分析可得知柱上断路器的触电风险点主要外壳底端。

在本发明的一些实施例中，对绝缘操作杆进行安全风险分析具体为：

通过对更换或检修柱上断路器所用的绝缘操作杆进行工频闪络电压特性，以确定绝缘操作杆的安全风险；

具体地，对绝缘操作杆进行安全风险分析，旁路作业中，为了保证作业人员及设备的安全，除保证最小空气间隙外，作业所使用的绝缘工具的有效长度，也是保证人员安全的关键之一。绝缘操作杆通常和金属机械部件搭配进行柱上断路器拆除更换或检修作业，所以在检验绝缘操作杆的绝缘性能时，必须减去金属部件的长度。通常220kV及以下绝缘工具的电气试验一般采用短时工频电压耐受检验其绝缘强度，因此本发明通过对更换或检修柱上断路器所用的绝缘操作杆进行工频闪络电压特性来确定其安全风险的特点。试验中分别水平和垂直布置绝缘操作杆，通过调节电极之间的距离进行绝缘操作杆工频电压放电试验，得到相应的放电特性。

试验表明，1m以下的绝缘操作杆在清洁干燥的条件下，工频放电电压与电极间隙长度基本上成正比例增加。当绝缘工具的长度小于1m时，绝缘操作杆的布置方向对其工频闪络电压存在一定影响，因此在确定评价其安全操作风险时，就按照垂直布置时的工频闪络特性确定绝缘水平。同时需注意绝缘操作杆作为作业时的相-地主绝缘，其安全性要求更高，若作业过程中未采用绝缘遮蔽措施，绝缘操作杆的最小有效绝缘长度应在的最小电气安全距离的基础上增加0.7m的人体活动范围，以便与最小安全距离配合。综上所述，10kV配电线路柱上断路器旁路作业时绝缘操作杆的最小有效绝缘长度在无绝缘遮蔽的情况下不得小于1m，否则不适宜用绝缘操作杆法进行作业。

在本发明的一些实施例中，对绝缘斗臂车进行安全风险分析具体为：

通过施加预设时长的不同工频电压考核绝缘斗臂车上臂的绝缘强度，并测试最大的泄漏电流，其试验布置情况如图3所示。

其中，预设时长为15分钟。

由泄漏电流测量结果可知：试验室条件下，在工频电压为10kV、20kV、30kV时，绝缘臂在对应长度的泄漏电流值均在200μA以下，且相同气象条件下单位长度泄漏电流值分别为10.4μA、38.3μA、60.7μA。在实际作业情况下，由于人体的活动范围及工器具的长度等因素限制，人体与带电体的间隙距离最小应保持在0.5m以上。因此，斗臂车内带电作业人员在安全间隙距离＞0.5m下进行旁路作业。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，步骤S103包括：

S401、基于配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系确定模糊判断矩阵；

S402、根据模糊判断矩阵计算矩阵权重；

S403、根据矩阵权重确定评语集；

S404、根据评语集对不同工器具安全性进行模糊综合评判。

在本发明的一些实施例中，配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系包括目标层、子目标层和指标层，且目标层、子目标层和指标层等组成若干递阶层次。表1为配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系，

表1配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系

具体地，因为配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系中有些指标因素有具体的数据反映；有些指标只能通过专家主观评定，不同状态之间没有明确的界限；而另外一些指标因素只有安全和危险两种状态，因此将配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系中的判断因素分为量化型、判定型和判断型三类。

量化型：这类指标有确切的测量数据和数值标度，可以直接反映设备当前的运行状态，也可以根据历史运行记录和统计数据得来。

判定型：不能用具体的数值来度量，受专家的知识水平和工作经验等主观因素判断影响较大。

判断型：这类指标各状态之间有明确的划分标准，评判时间段内只能属于某一个状态，如如工频耐压试验等，只有耐受或者击穿。

在本发明的一些实施例中，步骤S401中，可通过判断相同层次中各元素的重要程度采用1～9标度法确定，并定量其重要程度，最终形成模糊判断矩阵。

在本发明的一些实施例中，步骤S402中，为保证判断各元素重要程度的准确性，对下一层指标权重确定，运用乘积方根的方法后进行归一化，得到最大特征值，对矩阵的进行一致性检查。

在本发明的一些实施例中，步骤S403中，确定评语集就是将评价对象的评价结果划定为一定的等级。

在本发明的一些实施例中，步骤S404中，子目标层指标因素均由下一层指标层的因素决定，子目标层的每个因素的评判是基于指标层矩阵的多因素综合评判所得。因此，步骤S404包括：

通过模糊合成算子，将特征量的状态与其权重相乘；取其中最大值来反映不同特征量在单个评价体系中的重要程度，由下至上先后通过两级模糊综合评判，得到评价值；根据评价值的大小来判断两种作业方法的安全性。

在本发明的一个具体实施例中，选择国网浙江某供电公司某10kV配网柱上断路器出现机械连锁变形失效，需要进行带负荷进行更换。作业环境适合绝缘斗臂车和绝缘操作杆进行旁路作业。通过查阅工具的检测试验数据等资料，通过专家现场根据评价指标逐项评价，得到绝缘操作杆方法和绝缘斗臂车法的安全性评价结果如表2所示。

表2某供电公司配网柱上断路器旁路作业两种工器具安全性评价结果对照表

其中子目标层的指标权重判断矩阵其最大特征值为5.25，随机一致性比值为0.055＜1，此矩阵具有符合规定的一致性，即证明所确定的目标层指标各因素的权重是合理的。准则层随机一致性比值CR均小于0.1，这些指标层中各影响因素权重分配是合理的。

在环境作业环境风险因素中，由于绝缘斗臂车需要的工作半径较绝缘杆法作业操作要求更高，绝缘操作杆适应性更强，故该项得分比绝缘斗臂车高。在现场作业管理风险因素中，由于管理因素条件两种方法相差不大，专家打分趋于一致。柱上断路器风险因素中，由于现场断路器初步判断故障是在机械连锁板有变形，未出现绝缘故障，适合绝缘负荷转移情况同时满足两种方法，所以评分较为一致，但是绝缘斗臂车更适宜现场故障检修，所以针对故障位置得分较高一些。

作业人员风险因素中，由于斗臂车属于高空作业，对同一批操作人员的操作培训、心理要求、专业技能更为严格，所以得分较绝缘杆操作法较低。作业工具风险因素中，由于绝缘杆绝缘水平和机械强度较绝缘斗臂车低，作业强度和人员协同程度较高，故得分较少。

将指标权重值与评价值进行矩阵计算，最终的绝缘杆法和绝缘斗臂车法综合评价值分别为0.61806，0.75805，绝缘斗臂车法更适合该供电公司在这次配网柱上断路器旁路作业中使用。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上对本发明所提供的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，其特征在于，包括：

对主要设备及工具进行安全风险分析；

建立基于模糊层次分析法的配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系；

基于所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系对不同工器具安全性进行综合评判。

2.根据权利要求1所述的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，其特征在于，所述对主要设备及工具进行安全风险分析，包括：

对柱上断路器、绝缘操作杆以及绝缘斗臂车进行安全风险分析。

3.根据权利要求2所述的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，其特征在于，所述对柱上断路器进行安全风险分析具体为：

采用电磁仿真软件对所述柱上断路器的三维模型进行主回路对地电场仿真分析；

所述对绝缘操作杆进行安全风险分析具体为：

通过对更换或检修所述柱上断路器所用的绝缘操作杆进行工频闪络电压特性，以确定所述绝缘操作杆的安全风险；

所述对绝缘斗臂车进行安全风险分析具体为：

通过施加预设时长的不同工频电压考核所述绝缘斗臂车上臂的绝缘强度，并测试最大的泄漏电流。

4.根据权利要求1所述的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，其特征在于，所述基于所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系对不同工器具安全性进行综合评判，包括：

基于所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系确定模糊判断矩阵；

根据所述模糊判断矩阵计算矩阵权重；

根据所述矩阵权重确定评语集；

根据所述评语集对所述不同工器具安全性进行模糊综合评判。

5.根据权利要求4所述的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，其特征在于，所述配网柱上断路器旁路作业方法安全性评价指标体系包括目标层、子目标层和指标层。

6.根据权利要求4所述的基于10kV配网柱上断路器绝缘作业的安全性分析方法，其特征在于，所述根据所述评语集对所述不同工器具安全性进行模糊综合评判，包括：

通过模糊合成算子，将特征量的状态与其权重相乘；取其中最大值来反映不同特征量在单个评价体系中的重要程度，由下至上先后通过两级模糊综合评判，得到评价值；根据评价值的大小来判断两种作业方法的安全性。

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