互感器二次端子多功能拆卸工具的设计

李杏　陈浩　黎艺苗　康钱江　莫仲辉

摘要：不同厂家生产的互感器型号众多，二次端子箱内外的螺栓形状和大小不统一，给拆卸端子箱箱盖和引线端子带来了一定的困难，严重影响了预试工作效率。基于此，设计了一种互感器二次端子多功能拆卸工具，包括棘轮、连接杆和操作装置，用于快速拆卸互感器的二次端子箱，能够避免作业人员多次重复攀爬互感器。

关键词：互感器;二次端子箱;拆卸;工具

0 引言

互感器是状态检修试验的重点设备，现场常用的互感器分为电流互感器、电压互感器等。根据《电力设备预防性试验规程》（Q/CSG 114002—2011），需要定期对互感器进行预防性试验，检测互感器性能。110 kV电流互感器、电压互感器试验周期一般为6年，220 kV电流互感器、电压互感器一般为3年。绝缘电阻测试、介损及电容量测试等试验项目为常规的预防性试验，这些项目往往都需要拆开互感器的二次端子箱箱盖才能进行。进行预防性试验工作时，互感器的试验项目较多，试验接线方式随着试验项目的更改而变化，需要多次拆卸互感器二次端子箱内的引线端子。由于互感器厂家较多，二次端子箱上的螺栓并没有统一标准，形状和大小都不统一，常用的有十字螺栓、一字螺栓、六角螺栓等;不同厂家出厂的互感器二次端子箱内部的引线端子也没有统一标准。

互感器装设的位置一般较高，110 kV、220 kV电流互感器、电压互感器的操作平台离地一般为3～5 m，500 kV电流互感器、电压互感器的操作平台离地一般为6～8 m，因此，对于不同电压等级的设备，使用的登高工具也有差异，登高作业要用到人字绝缘梯、高空作业车等。

因此，作业人员工作时需要携带大量的手工具，重复攀爬人字梯或者重复使用高空作业车，给现场作业带来了一定的作业风险、人身风险，严重影响了预试工作效率。

1 互感器預防性试验作业流程

电流互感器、电压互感器预防性试验项目为绝缘电阻测试和介质损耗及电容量测量。由于不同互感器绝缘电阻、介质损耗及电容量测量的方法有所不同，因此，试验接线方式也是有差异的。设备中不同部位绝缘电阻测量需要拆卸设备不同部位的引线，如N-地。介损试验采用正接法需要解开和恢复二次端子N-地的连接，自激法需要解开和恢复二次端子N-地、da、dn的连接。电流互感器一般采用正接法，110 kV电压互感器采用自激法，220 kV电压互感器采用的是正接法、反接法和自激法。

110 kV、220 kV互感器预防性试验作业流程：在试验人员进行安全交底后，攀爬人字梯观察互感器二次端子箱箱体外螺栓的形状和大小，爬下至地面;选择合适的手工具若干，携带手工具爬上人字梯进行箱体外螺栓的拆卸;拆卸完毕后，将若干手工具和螺栓放至互感器操作平台，打开二次端子箱箱体，观察二次端子N-地、da、dn螺栓的大小和形状，爬下至地面;选择合适的手工具若干，再次爬上人字梯拆卸箱体内的二次端子，接上相关的试验测试线，爬下至地面操作试验;试验完毕后，选择合适的手工具若干，攀爬至合适的位置，对箱体内的端子箱进行恢复，然后恢复二次端子箱箱盖，爬至地面，收拾仪器，结束作业。

在作业流程中，试验人员至少需要攀爬人字梯8次，还要拿着多个手工具，造成手工具容易被遗漏在设备操作平台上，同时攀爬人字梯还存在安全问题等隐患。如果拆卸工作不顺利，攀爬次数会相应增多，严重影响作业效率;如果增设传递工具人员，整个作业人数会相应增加。另外，500 kV互感器高度更高，需要借助高空作业车进行作业，要求作业人员有特种作业资质水平，也增加了作业人员人数，不利于人机工效的提高。

2 互感器二次端子多功能拆卸工具设计

针对互感器预试过程中存在试验人员重复攀爬人字梯，工作重复性高，效率低下的问题，设计一种互感器二次端子多功能拆卸工具，设计目标为只需攀爬一次人字梯就能完成互感器二次端子的拆卸工作。

设计关键点包括：（1）拆卸工具力矩的分布问题;（2）选取合适的金属材料，既要耐磨、坚韧，又要便于加工;（3）加工棘轮与一字螺丝、十字螺丝、活动扳手、套筒相连接是难点。

其创新点在于：（1）能够一次性完成电容式电压互感器二次端子的拆卸工作，避免重复攀爬人字梯;（2）所设计的多功能拆卸工具的通用性较强。

如图1所示，设计整体为便于携带的四角架结构，包括棘轮、连接杆和操作装置[1]。其中，连接杆的一端固定在棘轮外壳上，4个连接杆相邻之间成90°角，并设置绝缘套，相邻的连接杆可以形成力臂，方便操作、省时省力。操作装置与连接杆的另一端固定连接，操作装置包括外六角套筒、活动扳手、一字螺丝刀和十字螺丝刀。

互感器二次端子多功能拆卸工具是根据各种常见厂家的互感器二次端子箱内外螺栓的形状、大小进行设计的：外六角套筒套头为14 mm;活动扳手的规格为8寸;一字螺丝刀刀头宽度为4 mm;十字螺丝刀规格为PH3×50;棘轮位于最中央，规格为10 mm，如图2所示;所有连接杆长度均为50 mm。

使用过程中，互感器端子为十字螺栓、一字螺栓、14 mm外六角套筒、10 mm棘轮时，直接使用相应型号的连杆臂，另外两个连杆形成手柄，利用杠杆原理，旋转省力。若互感器端子不是常规规格型号的螺栓，可以用活动扳手连杆臂进行拆卸。

3 互感器二次端子多功能拆卸工具应用效果

本文研制的互感器二次端子多功能拆卸工具，在变电站电流互感器、电压互感器预防性试验中实现了只需携带一个工具即可完成拆卸任务，应用效果良好。

（1）优化了互感器预防性试验作业流程。在进行安全交底后，携带多功能拆卸工具攀爬人字梯进行箱体外螺栓的拆卸;拆卸完毕后，打开二次端子箱箱体，拆卸箱体内的二次端子，接上相关的试验测试线，爬下至地面操作试验;试验完毕后，对箱体内的端子箱进行恢复，然后恢复二次端子箱箱盖，爬下至地面，收拾仪器，结束作业。

（2）降低了作业风险。未使用多功能拆卸工具前，试验人员需要携带多个手工具，重复攀爬人字梯至互感器架进行作业，且拆卸过程中需要不断更换手工具，容易造成暂未使用的手工具因数量多或者收纳摆放位置不对，从高空掉落，砸伤其他地面作业人员。使用多功能拆卸工具后，试验人员只需要携带一个手工具就可以完成拆卸任务。

（3）提高了作业效率。未使用多功能拆卸工具前，作业人员需要重复攀爬人字梯观察互感器二次端子箱箱体及箱内引线端子螺栓形状及大小。使用多功能拆卸工具后，只需攀爬一次就能完成拆卸任务。

（4）减少了维护管理工作。根据手工具相关管理标准，手工具在每次领用归还时都需要对其进行外观检查，每6个月对其进行一次检查维护。采用多功能拆卸工具替代常规工具后，可以大大减少常规手工具的数量。

采用互感器二次端子多功能拆卸工具前后，具体作业情况对比分析如表1所示。

4 结语

互感器二次端子多功能拆卸工具带来了一定的时间效益，能够保障预试工作如期顺利地完成，也为B修、定检工作争取了宝贵的时间。除了时间效益，该工具还能有效降低互感器測试作业过程中的人身风险和高空坠物作业风险，减少维护管理工作量。

在现运行的电网中，110 kV及以上电压等级的电流互感器、电压互感器数量庞大，每天都有大量的试验人员对其进行预试工作。而每次工作中作业风险的降低、作业效率的提高，将伴随庞大的基数而形成巨大的效益，因此互感器二次端子多功能拆卸工具对于安全、高效生产具有重要意义[2]。

该工具目前在电力系统中为首创，已申请专利，可在全电网推广使用。

[参考文献]

[1] 康钱江，李杏，莫仲辉，等.一种互感器二次端子拆卸工具：201922215992.0[P].2019-12-10.

[2] 刘罡，于洋，韩佳妤，等.电容式电压互感器二次端子箱接地点虚接对现场检定的影响[J].东北电力技术，2015，36（6）：17-19.

收稿日期：2021-08-06

作者简介：李杏（1986—），女，湖南邵阳人，工学硕士，工程师，从事高压绝缘技术、电力系统运行、规划等工作。

陈浩（1989—），男，湖南湘潭人，工学硕士，工程师，从事继电保护、安全管理、电力系统运行、规划等工作。