（广东电网有限责任公司珠海供电局519000）
摘要：在目前的电网维护和故障处理中，处理技术的施工作业一般采用更换电网中三相限流开关的方式来完成，为了提升更换效率和故障排除率，本文联合平沙供电所创新团队研发了具有应用价值的开关更换辅助工具，通过辅助工具的运用，可以使三相限流开关在更换作业中更加方便，提升作业安全，提高了作业效率。
关键词：电网维护；三相限流开关；开关更换；辅助工具研发
前言：
三相限流开关位于电表操作箱内部，在箱体当中，由于空间狭窄，工作人员开展更换开关的作业十分困难，在以往的更换开关作业中，需要经过长时间的停电来完成作业，虽然随着技术的发展，出现了运用绝缘独脚梯的方法进行带电作业，但是仍然受制于安全问题，无法大面积开展。为了提升三相限流开关更换效率，需要借助辅助工具的研发来完成。
一、技术背景和现阶段电网故障处理的研究成果
（一）辅助工具研发背景
在目前的日常电能计量中，装置的维护和0.4kV配网故障的处理，通常的作业方式为更换三相限流开关。在进行数据统计时，本文发现，2016年全年珠海市某供电所所进行的故障、残旧三相限流开关更换多达40个。如此多的工作需求使得珠海市供电所求新求变，所内研究人员首先对三相限流开关的运行特点和所在位置的特征进行了详细的分析，在作业过程中，相序、相间碰触短路、碰触表箱短路等安全事项都是三相限流开关更换过程中的重点和难点。在以往的更换技术当中，工作人员采用逐相更换的方法进行作业，但是这种更换方法由于受到电表操作空间的限制，只能够断开电能表出现的上一级电源，因此作业步骤多、耗时长、工作复杂，停电范围大、停电时间长，影响可靠性[1]。为了使传统三相限流开关更换更加方便快捷，优化作业效率，平沙所职工创新团队研发了更换辅助工具，通过辅助工具的运用使得三相限流开关的更换作业效率和安全性都得到提高。
（二）与本发明相关的现有技术
在以往的技术研究领域，有研究者通过设计快速闭合真空开关的方式来实现对三相限流开关的更换作业，从而保障电网运行安全。在这种快速闭合真空开关中，开关主要依靠真空灭弧室、绝缘拉杆、分闸线圈、合闸线圈、铜盘等几个部分组成，利用真空管和真空触头实现放电回路的断开和闭合，最终实现双稳态机构。在工作过程中，电容C通过预充电向线圈发电，从而产生几毫秒持续时间的脉冲电流，在铜盘当中，由于感应涡流的作用，从而形成点动力，最后带动连杆进行运动，实现开关的关合、分段[2]。此外，在研究中，也有研究者通过开关柜内部的线路侧静触头盒来进行引线安装，同时，借助绝缘支撑体、底盘车用于用于对开关柜活门和母线侧静触头盒，形成封闭体，再将绝缘体固定于底盘车之上，使绝缘支撑体上部为封闭体的固设。工作人员通过对底盘车的推进，可以使启门导向体顶触到活门中，在触发活门的同时，使母线侧的静触头盒封闭，再借助线路操作实现开关设备的更换[3]。
二、发明技术方案的详细内容
为了从根本上解决电网故障和电网维护的困难，平沙供电所的创新研究人员经过三年的努力，通过数据的对比和实地的分析，针对传统三相限流开关更换技术的特征和作业需求，研发出了适用于电表箱三相限流开关更换的辅助工具，在今后的施工作业当中，工作人员通过辅助工具的使用可以大幅度提升三相限流开关更换的工作效率，提升作业安全水平。相较于其他开关更换技术、新型的真空开关快速闭合技术，三相限流开关的更换辅助工具能够在原有作业条件的基础上实现创新，从而大幅度降低了相关施工作业人员的学习压力。
（一）三相限流开关更换工具的发明目的
通过前文的论述可以看出，在珠海供电所2016年全年的电网维护工作当中，有相当一部分的工作内容为配电网低压三相限流开关的更换。作为重要的工作内容之一，珠海供电所相关负责领导基于安全生产管理的相关要求，对更换技术提出了新的期许，其中包括更新三相限流开关更换技术。基于此，平沙供电所创新人员首先对2016年全年度三相限流开关更换作业的相关情况进行了统计，又对更换技术和更换作业存在的安全问题进行了总结和归纳，从而将现阶段三相限流开关更换技术更新的主要矛盾和难点放置在了电表箱内部空间控制和电线相互碰撞所产生的短路以外两个方面。辅助工具的设计主要为了解决这两个方面的问题，其中，辅助工具采用三相电线所拥有的卡槽形状进行设计，从而保证辅助工具能够与卡槽保持适配；同时结合了绝缘隔离工作的规范和要求，将辅助工具设置为三相电线隔绝的样式，从而提高电表箱内部空间的使用效率，降低作业的危险度。
（二）三相限流开关更换辅助工具研发设计方案
为达到上述目的，本实用新型开发一种配电网低压三相限流开关更换辅助工具。为了能够使研发的辅助工具满足上文中所论述的目标需求，提升珠海供电所的安全管理能力，保证施工人员的作业环境安全，本文与平沙供电所创新人员确定了如下方案。
1.固定三相限流开关进出线
对于安全方面来说，三相限流开关更换辅助工具的设计首先应当避免在工作人员进行更换作业中，由于三相电线相互碰撞造成短路，引发安全事故。因此在辅助工具设计时，首先针对这一特点进行了分析和研究。在结合了电表箱内部的特征和结构后，本文通过辅助工具中几项简单的操作设置，使电表箱中三相电线可以按照辅助工具的预习设计进行固定，从而达到控制三相电线之间距离的目的，避免三相电线在工作中出现进出线互相碰撞的问题，从根本上避免了短路现象的出现，提升了工作人员更换作业的安全。
2.材料选择
为了满足电表箱内的工作环境，经过研究，最终商议决定，辅助工具的主体材料选择为绝缘电介质的高分子化合物材料，这种材料由于具有绝缘效果，可以避免工作人员发生误触电事故，同时，其密度小重量低硬度高，能够满足多种工作环境的需求，且方便携带，主体形状为与三相线里开关间隔匹配相同的锥形槽结构设计，保证电表箱内部空间得到高效利用。
3.卡槽标签
在辅助工具的卡槽位置设计时，研究人员选择了红黄绿三色作为电源相色标签进行标记，帮助工作人员在更换完成之后对相序进行确定，保持前后开关相序移植，降低人工错误。
（三）辅助工具发明所具有的效果
本实用新型对比已有技术具有以下创新点：
1.解决技术难题
在以往的作业环境中，工作人员需要通过人工作业的方式，将电线逐相拔出，并去下旧开关装入新开关。电线裸露会触碰到人体以及电表箱，容易发生严重的事故。因此急需技术革新。
2.提高使用场景
辅助工具作为施工作业的辅助，需要具备应用价值和应用场景，本发明的辅助工具所选材料具有极佳的便携优势和安全优势，在确保作业人员安全的前提下能够适用于多种环境作业。
3.人机协同
在作业过程中，相比于现有同类型技术而言，辅助工具方法更加便捷，操作也得到了全面的简化。在设计之初就已经从多角度多层次进行了全面的思考和论证，能够尽可能多地实现人机协同作业，提高功效和利用价值。
4.经济实惠
辅助工具的设计小巧、结构简单、材料选用成本低，因此具有较高的经济价值和推广价值。在广东省内，由于存在有大规模的低压三相限流作业需求，拥有十分广阔的市场；在进行辅助工具安装后，工作人员开展三相限流开关更换作业时，无需使用其他辅助设备，因此拥有较高的经济价值。
三、辅助工具发明的技术关键
（一）适宜的外观设计
本文所发明的低压三相限流开关更换辅助工具经过创新团队数月的考证和调研，最终形成了外观设计方案。在设计方案中，设计材料创新地从便携性和安全性两个方面进行研究和考量，在选用了近三十种材料后，最终根据电表箱工作特征，选择使用高分子化合物材料，在保证了绝缘性能的同时，该材料还满足了创新团队所开展的多项试验要求，具有极高的抗干扰、排除杂散电容的能力；此外，该材料的密度更小，单个辅助工具体积和重量都不高，可以保证工作人员的随
身携带。在工具外侧，设计者还加入了防滑设计，提升设备的隔离作用能力，保证三相电线的卡紧[4]。
（二）极高的安全性能
辅助工具的设计使响应了珠海供电所的安全管理要求，因此在设计内容和工具使用中，工作人员的作业安全始终被放在工作的第一位。在设计内容中，辅助工具首先实现了对传统作业流程的简化，使得作业方式、作业时长都有了大幅度的缩短，从而在一定程度上避免了工作人员出现误操作、误触碰的现象。其次，在作业过程中，辅助工具的使用可以使电表箱内部的狭小空间的到更加充分的利用，防止作业人员在过于狭窄的电表箱内出现触电灼伤事故。设计理念当中针对短路威胁的设计使得三相电线能够利用卡槽进行固定，并完成一次性更换，从根本上提升了辅助工具的安全能力。
（三）解决局限性
在传统的作业方法中，工作人员为了提升工作安全，只能够采取大面积停电或停电时间延长的方式来进行作业，对于辖区内的用电居民来说，大规模的停电会造成一定程度的不方便，严重影响日常生活。作为传统作业方式存在的局限性，在电力的发展过程中，不同研究者提出了不同的解决方案，希望可以实现突破。但是各种带电作业的施工方案无一例外的增加了增加了作业难度和作业危险性，无法切实地解决问题。在三相限流开关更换作业当中，更换辅助工具的出现能够在一定程度上使安全为题得以减缓，其通过工作流程的简化和工作效率的提高，使工作人员的作业时间得到降低，从而在一定程度上保障了工作人员的作业安全。
结论：创新发明三相限流开关辅助工具具有多个方面的创新价值。在实用型方面该装置具有质量轻、携带方便，操作便捷，保障作业人员安全，提高效率等特点，目前无相关此类装置；在安全性方面该专用装置采用高分子化合物材料，能够实现绝缘性能、密度，重量，硬度等的优化。
参考文献：
[1].电网综合检修效用概率测度模型研究[J/OL].数理统计与管理,:(2017-05-25).
[2]陆增洁.基于双极性控制的三相开关磁阻电机分析与设计[D].东南大学,2016.
[3]刘起蕊.配电网不间断供电检修技术的研究[D].华南理工大学,2014.
[4]谢众玉.一种改进的三相四开关并联型APF的研究[D].中南大学,2013.