低壓開關絕緣隔離擋板的研發與應用

寧 磊，朱愛林，吳愛軍，陳華霖，潘 偉

(國網上海市電力公司松江供電公司，上海 201600)

在低壓配電作業中，根據需要會對箱式變電站、低壓分支箱內的電纜采取拆卸、維護、安裝等操作。該過程中，由于柜內可操作空間有限，作業人員很難時刻與帶電部分保持規定的距離，為保證安全，可將鄰近倉位停電，但該處理方法擴大了停電范圍，給用戶造成了不便。另外，低壓開關跳閘試送電時，由于人體與開關距離很近，如有短路故障，再遇上開關消弧裝置不良，會有弧光躥出，造成人身安全事故。

為解決這些問題，可采用絕緣裝置，將檢修倉與鄰近正常回路隔離，保證供電可靠性與檢修作業的安全。現有的輔助絕緣工具簡單分為簡易擋板和絕緣布兩類。絕緣布的絕緣效果良好，但安裝流程較為復雜，延長了作業時間，而且價格較高。絕緣擋板集合了兩者的優勢，可以有效且便宜地將操作點與附近帶電部位隔離。

根據《低壓安全工作規程》和《低壓電纜線路檢修作業指導書》[1-2]的要求，參與低壓配電作業的工作人員，應采取必要措施與作業點周圍的帶電體保持安全距離。絕緣擋板在設計、制作和試驗中必須符合安全操作要求，保證足夠的機械強度和穩定的絕緣性能，同時具備現場操作的靈活性和安裝方便性。

1 絕緣擋板的設計

1.1 絕緣材料的選擇

選擇產品材料，應考慮實際工況，滿足相關的電氣性能和機械性能，還需考慮重量、防水性和耐老化性。結合工程使用的經驗并與各種常用材料比較，見圖1。由此確定絕緣擋板采用一種名為聚甲基丙烯酸甲酯(以下簡稱PMMA)的有機玻璃，其是一種開發較早的重要熱塑性塑料，具有較好的透明性、化學穩定性和耐候性，以及易加工的特點。常見的厚度分為10、5 mm和3 mm三種類型，耐壓值分別對應為110、35 、10 kV。本項目采用5 mm厚度的材料進行加工。

1.2 絕緣擋板的設計

本研究中使用的絕緣擋板有針對性，主要應用于箱變柜或分支箱中(圖2為常見分支箱)。將絕緣擋板的外輪廓設計成長方體形狀，與帶電部位低壓開關相契合。同時考慮開關實際寬度變化的可能性，將橫向擋板設計成可抽拉式，滿足不同工況的使用需求。

圖2 分支箱內部結構

1.2.1絕緣擋板尺寸設計

絕緣擋板由隔離擋板，操作持桿和螺紋連接三部分組成，基本結構見圖3。擋板的主要參數有深度H、寬度W。這兩個數據均由箱變內開關的尺寸決定，經實地測量并與實物的反復比對，將擋板的深度H設定為155 mm，寬度W設定為131 mm。操作持桿者要為主作業人員提供足夠的空間，要求決定桿長不能過短。實際作業的持續時間在60 min以上，需要考慮持桿人的承受能力，重量要有一定限制，因此持桿不能過長。綜合考慮各種因素，將持桿的長度設定為525 mm。

在螺紋連接處，應考慮擰緊狀態下，有足夠的摩擦力，保證工作時不脫扣，滿足實際操作需求。

圖3 絕緣擋板的基本結構

1.2.2絕緣擋板的伸縮設計

考慮到實際情況比較復雜，如圖2和圖4( b)所示的開關型號不同，大小也有差別，此時固定的矩形寬度不能夠滿足所有工況的需求，將立方體整體分解為兩塊擋板的組合形式(見圖3)，位置2與5為兩塊擋板的連接處。該位置可根據開關的實際大小而伸縮。圖4為絕緣擋板使用方式。

圖4 絕緣擋板的成品與使用

1.2.3電氣試驗、機械試驗

根據《國家電網公司電力安全工作規程》[3]規定，配電作業的絕緣遮蔽工具必須滿足絕緣強度和機械強度的要求，因此需要對絕緣擋板的機械性能和電氣性能進行試驗。經檢驗機構檢驗，結果表明使用PMMA制成的絕緣擋板符合低壓配電作業的安全要求。

2 絕緣擋板的應用

為了檢驗絕緣板的擋使用性能，成品試驗合格后，在牛車涇3號箱變站的搶修中，進行了試用。搶修前期做絕緣防護，由于該箱變站中開關間距較小，若采用絕緣布包裹，則耗費時間較長，

絕緣擋板只需將兩塊擋板調至適當寬度，罩在需要隔離的開關上即可。搶修中發現拆、裝電纜的效率明顯提高，縮小了停電范圍，減少了停電時長，得到居民的一致好評。

絕緣擋板的使用避免了因保障作業安全而停役鄰近電纜的情況。箱式變電站或電纜分支箱通常以1進4出或1進6出線路為主，平均搶修作業時間為2.5 h，若因搶修一路出線而停役箱內所有電纜，將會減少供電量約1.5 MWh，若采用絕緣擋板作為絕緣防護，可只將故障回路停電，確保正常電纜供電，避免該供電量的損失。

(1)

式中Q——年度多供電量；P——一條電纜供電量；t——搶修作業時長；M——避免停電電纜總數量；N——年度搶修總次數。

以2017年為例，全年低壓電纜搶修數量達394起，若使用絕緣擋板來降低非檢修電纜的停電數量，由式(1)計算，可多供電約59.1萬kWh，直接經濟效益達人民幣36萬余元。該絕緣擋板的制作加工費約為0.1萬元，如果批量生產，制作成本會更低，這與全年多供電量帶來的經濟效益與社會效益相比，從投入與產出來看，其性價比顯然是相當高的。

3 結語

本文介紹的低壓開關絕緣擋板滿足低壓配電作業中的絕緣要求，為安全施工提供了可靠保障。在絕緣擋板的設計中加入了可伸縮部分，解決了在周圍設備復雜，開關型號大小不統一時絕緣擋板無法遮蔽的問題。絕緣擋板的使用可簡化施工流程，減少作業時間，提高了供電可靠性與客戶的滿意度，值得推廣。

參考文獻：

[1] 低壓安全工作規程， Q/SJGD 1101—2014[S].

[2]低壓電纜線路檢修作業指導書， Q/SJGDZ 1205—2014[S].

[3]國家電網公司.國家電網公司電力安全工作規程(配電部分)[M].北京：中國電力出版社，2014.