配電帶電作業(yè)絕緣測試裝置的改進(jìn)研究

秦 宇

國網(wǎng)寧夏電力有限公司吳忠供電公司（寧夏 吳忠 751100）

0 引言

20世紀(jì)50年代，隨著電力企業(yè)的發(fā)展，大量配電現(xiàn)場作業(yè)理論和安全管理理念應(yīng)運(yùn)而生。與其他國家相比，我國帶電作用在設(shè)備、作業(yè)方式、應(yīng)用范圍等方面都具有一定的優(yōu)勢。現(xiàn)場作業(yè)逐漸成為輸配電設(shè)備檢測、維修和改造的主要方式，對提高企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益、確保系統(tǒng)的整體安全發(fā)揮著重要作用[1]。為了保證配電帶電作業(yè)的安全性，需要進(jìn)一步研究絕緣測試裝置，以有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。

1 國內(nèi)外配電帶電作業(yè)概況

據(jù)資料顯示，目前國內(nèi)配電帶電作業(yè)方式有87種，主要分為常規(guī)項(xiàng)目和特殊項(xiàng)目。常規(guī)項(xiàng)目包括檢查和更換配件、修理導(dǎo)線、更換絕緣體等；特殊項(xiàng)目主要包括壓力管道的探傷、水沖洗和變電站的故障排除等。在當(dāng)前的國際市場上，國內(nèi)帶電作業(yè)已經(jīng)具有較高的技術(shù)水平，特別是在帶電作業(yè)工具方面，既符合國內(nèi)實(shí)際情況，又滿足實(shí)際帶電需求。然而，與發(fā)達(dá)工業(yè)國家相比，我國總體上還存在一定的差距，技術(shù)還需要做相應(yīng)的改進(jìn)。隨著科技水平的不斷提高，相關(guān)研究工作不應(yīng)僅停留在手工設(shè)備方面，還應(yīng)朝機(jī)械、電子、液壓等方面整體發(fā)展[2]。

2 絕緣氈和絕緣服的技術(shù)要求及測試工作特性

由絕緣材料制成的絕緣氈和絕緣服可用于保護(hù)作業(yè)人員接觸帶電體時(shí)免受電擊。絕緣材料的種類比較多，常用的有絕緣板、絕緣管、薄膜、絕緣繩等。

在實(shí)際生產(chǎn)生活中，絕緣氈主要由軟絕緣材料無縫制成，因此可用于包裹各種帶電或不帶電導(dǎo)體部件。由于絕緣氈與空氣接觸的情況下會(huì)結(jié)合形成復(fù)合絕緣，因此在一定程度上會(huì)延長氣體放電的路徑，從而提高放電的電壓值。需要注意的是，其與帶電體接觸的邊緣區(qū)域可能發(fā)生邊緣放電，在實(shí)際應(yīng)用中仍然不允許有相關(guān)接觸。

為了防止縫紉連接造成的局部絕緣性能下降，成品絕緣服通常會(huì)采用多種方式加強(qiáng)自身的電氣性能，主要有兩種：一是采用特殊的壓接工藝；二是采用重疊法，即加強(qiáng)前胸、袖子等部位的絕緣，如前胸采用雙層疊加法，袖口采用絕緣手套和絕緣服疊加的方法[3]。

絕緣氈和絕緣服的良好性能，對有效配電現(xiàn)場作業(yè)起著重要的作用。按電氣性能可將絕緣氈分為0、1、2、3四級(jí)，其中2級(jí)絕緣氈適用于10 kV系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，3級(jí)絕緣氈滿足20 kV系統(tǒng)標(biāo)稱電壓耐壓需求。其形狀可以是平展式或開槽式，也可以專門設(shè)計(jì)，以滿足特殊需求。絕緣服外表層應(yīng)具有良好的憎水性，且應(yīng)具備防潮性能好、沿邊閃絡(luò)電壓高、泄漏電流小的特點(diǎn)，還應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨和耐撕裂。內(nèi)襯材料應(yīng)具有高絕緣強(qiáng)度，能起到主絕緣作用[4-5]。

絕緣服在配電線路帶電作業(yè)中的應(yīng)用主要有兩種形式：一是利用絕緣工具直接接觸帶電體，以絕緣工具為主，絕緣穿戴工具僅是輔助絕緣的間接操作方法；另一種是以高空作業(yè)車的絕緣設(shè)備為主，輔以絕緣工具，通過絕緣手套直接接觸帶電體。10 kV輸電線路電壓低，傳輸線之間的距離小，電氣輔助元件分布近，操作人員活動(dòng)范圍小。無論采用哪種操作方法，人體誤觸不同電位帶電體的可能性都很大，存在很大的安全隱患。因此，在配電網(wǎng)中工作時(shí)必須穿絕緣服裝。穿戴全套絕緣服，一方面可以保護(hù)操作人員誤觸帶電體而導(dǎo)致意外脫落時(shí)的人身安全；另一方面，當(dāng)絕緣罩意外損壞時(shí)，可以作為屏障保護(hù)人體，保證人身安全。絕緣服作為帶電作業(yè)的防護(hù)設(shè)備，其絕緣性能直接決定帶電作業(yè)人員的人身安全。一般而言，絕緣服裝的面層不僅要有較高的閃絡(luò)電壓和較小的表面漏電流，還要有很強(qiáng)的疏水性、良好的防潮性和柔軟性。同時(shí)，還應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、良好的耐磨性和抗撕裂性。絕緣服裝的襯里材料應(yīng)具有較高的絕緣強(qiáng)度、柔軟和良好的耐磨性?？傊?，絕緣服裝不僅要具有較高的層擊穿電壓、表面閃絡(luò)電壓等電氣性能，還要具有良好的柔軟性、較高的機(jī)械強(qiáng)度等耐磨性能，使操作者在穿上絕緣服裝后能夠輕松作業(yè)。

當(dāng)前，許多電力企業(yè)會(huì)選擇從國外進(jìn)口此類設(shè)備，雖然進(jìn)口設(shè)備性能較好，但是其并不能很好地適應(yīng)國內(nèi)作業(yè)需求，且價(jià)格昂貴。因此，需要研制適合國內(nèi)配電現(xiàn)場作業(yè)的絕緣氈和絕緣服[6]。

3 絕緣試驗(yàn)電極板的開發(fā)

3.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)操作試驗(yàn)存在的技術(shù)難題是絕緣電阻表的探頭端為針尖式，在絕緣氈和絕緣服上滑動(dòng)時(shí)容易刺穿絕緣材料。單手操作時(shí)，不能準(zhǔn)確控制兩個(gè)探針之間的距離，存在與彈簧電極類似的弊端——單探測范圍小、全面檢測時(shí)間長、死角容易漏檢等。

要安全、可靠和高效率地開展分段式絕緣檢測，就要研制一種組合式絕緣檢測電極板，代替表筆電極和彈簧電極，與絕緣電阻表配合使用。絕緣試驗(yàn)電極板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是達(dá)到“電極寬2 cm，極間寬2 cm”的要求，這樣不會(huì)劃傷絕緣材料，且檢測范圍大、操作方便。

3.2 設(shè)計(jì)理念

設(shè)計(jì)思路是將多條2 cm寬的條狀電極固定在絕緣板上，形成電極組。電極組包括可與絕緣電阻表輸出端連接的兩個(gè)電極，兩個(gè)相鄰電極的距離等于絕緣測試距離（2 cm）。每組電極用柔性導(dǎo)線串聯(lián)，電極設(shè)置越多，檢測面積越大，效率越高。絕緣板與電極組通過螺栓連接，絕緣板上設(shè)有固定把手，通過絕緣保護(hù)板將其與接觸電壓螺栓隔開，確保人身安全。

3.3 具體的生產(chǎn)過程

用不銹鋼方管制成8個(gè)15 cm長的電極，將切口打磨光滑，在絕緣板和電極上按2 cm間距的要求鉆孔。8個(gè)電極平行排列并固定在絕緣板下，注意相鄰電極兩端的距離應(yīng)保持在2 cm。將8個(gè)電極編織成2組電線，相鄰電極不屬于同一組，同一組電極通過柔性導(dǎo)線可靠連接，由一側(cè)螺栓端子接出。將絕緣材料手柄用強(qiáng)力膠穩(wěn)穩(wěn)固定在一個(gè)合適的位置，在絕緣板中間位置開一個(gè)矩形開口，露出絕緣把手。絕緣板的4個(gè)角要對應(yīng)穿孔，并用螺栓固定。

3.4 帶電工作模式

帶電工作是指對高壓電氣設(shè)備進(jìn)行無電源故障的維護(hù)和測試，該運(yùn)行方式避免了電源故障，能使供電更加順暢。其主要工作內(nèi)容是現(xiàn)場測試、檢查和維護(hù)。

（1）人與被控主體的位置劃分。一是間接操作，即操作人員不需要直接接觸帶電體，并能保持相對安全的距離使用絕緣工具操作高壓帶電部件，如熱水清洗和電吹清洗絕緣子；二是直接操作，即操作人員與帶電設(shè)備處于同一電勢，操作人員需要佩戴全套保護(hù)工具，使用絕緣工具工作。在配電線路上，有必要穿戴全套絕緣設(shè)備開展工作。由于本體與帶電體由絕緣設(shè)備隔開，因此要求防護(hù)設(shè)備具有較高的絕緣性能。

（2）經(jīng)營者自身潛能。一是地面電位操作。在這種操作方式下，操作者與土方或塔方處于同一位置，并使用絕緣工具工作；二是中間電位運(yùn)行。

（3）絕緣工具。絕緣桿操作方法是操作人員按有關(guān)操作規(guī)程規(guī)定，與帶電體保持一定的安全距離，并使用絕緣工具在爬桿操作平臺(tái)和斗車工作斗上操作。絕緣手套操作是指操作人員穿戴全套防護(hù)設(shè)備，利用絕緣斗車靠近帶電體，通過絕緣手套操作。

4 測試方法和注意事項(xiàng)

4.1 測試方法

為了提高測試質(zhì)量和效率，采用電子指針絕緣電阻表展開測試。具體操作如下：展開絕緣氈和絕緣服，鋪在防潮布上；將絕緣測試電極板引出導(dǎo)線接至絕緣電子表端子處，壓下絕緣電阻表測試按鈕，并以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；手持絕緣測試電極板勻速擦拭絕緣氈和絕緣服，以便詳細(xì)地觀察和分析電子指針式絕緣電阻表的指針擺動(dòng)情況。如果指針突然擺向某一側(cè)，說明該側(cè)的絕緣性能較差。這時(shí)，可反復(fù)在該側(cè)刷動(dòng)檢查，直至發(fā)現(xiàn)絕緣不良位置。如果測試結(jié)果顯示絕緣氈和絕緣服無擊穿，無明顯發(fā)熱，說明通過測試，可以安全使用。測試結(jié)束后，需要逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)測試按鈕，使其恢復(fù)到原來的位置，并去除相關(guān)連接線。

采用絕緣測試電極板后，可檢測面積增大，因此可以較快地發(fā)現(xiàn)絕緣損壞或受潮位置，提高了檢測效率。

4.2 注意事項(xiàng)

（1）仔細(xì)檢查電極的邊緣是否有毛刺等，防止其損壞絕緣材料。

（2）根據(jù)實(shí)際帶電線路的工作規(guī)范和要求，保持現(xiàn)場清潔、干燥。在測試過程中，應(yīng)確保相關(guān)設(shè)備沒有沾染任何土壤或碎片。

（3）測試人員在測試的過程中需要戴上絕緣手套，規(guī)范操作，確保安全。人體與終端、電極始終保持一定的安全距離。

（4）保證絕緣氈和絕緣服的折疊部分有效地與電極板接觸。如有必要，應(yīng)將絕緣氈和絕緣服的折疊部分壓平，多次進(jìn)行測試，以確保測試的準(zhǔn)確性，且有利于保護(hù)絕緣服。

（5）在測試過程中，必須保持一定的電阻值，否則無法進(jìn)行有效的測試。

總而言之，絕緣試驗(yàn)電極板新工具的開發(fā)需要制定合理的安全措施，并通過國家相關(guān)部門的認(rèn)證，才能保證其在配電線路中的應(yīng)用可靠安全。

5 結(jié)束語

目前，帶電運(yùn)行維護(hù)的重要作用是保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，為了進(jìn)一步滿足大容量、長距離輸電的需要，特高壓直流和交流輸電工程迅速發(fā)展。隨著人們對配電網(wǎng)供電可靠性要求的提高，配電網(wǎng)帶電作業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。