一種新型驗電式絕緣操作桿

盧濟周 朱勛參 范志白 秦攀 鄧劍凌

摘要：常規絕緣操作桿與高壓驗電器都是專業用于電力系統內的帶電作業，帶電檢修以及帶電維護作業的獨立器具。而新型驗電式絕緣操作桿則是將兩者相結合而形成的新型工具，是具驗電功能與絕緣操作功能為一體的新型工具，整合功能，減少種類，攜帶方便。

關鍵詞：驗電式絕緣操作桿；絕緣操作桿；高壓驗電器；玻璃鋼

引言：

目前，絕緣操作桿多采用的是環氧玻璃絲管，俗稱玻璃鋼管，其絕緣性能優良，機械強度高，故應用廣泛。同時其功能也比較單一，絕緣操作桿只能進行分合閘操作，不能檢測線路是否帶電，在故障情況下存在一定人身安全隱患。為了檢驗線路上是否帶電，通常采用高壓驗電器，通過檢測流過驗電器的對地雜散電容中的電流，檢驗設備、線路是否帶電。因其強度問題只能作為驗電器使用，不能充當絕緣操作桿使用。每次作業時都必須攜帶絕緣操作桿和高壓驗電器兩套設備，占用空間，且在使用中費時費力，同時也存在混用誤操作的風險。本文介紹一種帶有驗電功能的新型絕緣操作桿，能有效提高工作效率、攜帶方便、更加安全可靠。

1、產品簡介：

絕緣操作桿，目前國內外所采用的材料大多為環氧樹脂與玻璃纖維相結合的產物，俗稱“玻璃鋼”。按其成形工藝的不同有采用玻璃絲布管制成、玻璃纖維纏繞真空澆注和玻璃纖維拉制等多種成形方式。

高壓驗電器大多采用通過檢測流過驗電器的對地雜散電容中的電流，檢驗設備、線路是否帶電的原理。按其表現形式不同分為發光型高壓驗電器、聲光型高壓驗電器和數字顯示等幾種形式。但大都有一個共同點是高壓驗電器的外殼機械強度較差，不能負重。

雖然絕緣操作桿和高壓驗電器作為獨立的工具，技術比較成熟，但目前國內外還沒有發現將二者相結合的產物。因此，本項目產品問世將填補此項空白，市場應用廣泛，發展潛力巨大。

2、新型驗電式絕緣操作桿的結構組成

新型驗電式絕緣操作桿主要由金屬操作工作頭、驗電器和絕緣桿三大部分組成，如圖所示。金屬操作工作頭通過螺紋與驗電器絕緣外殼上部相連，驗電器絕緣外殼下部螺紋通過金屬螺紋聯接套與絕緣操作桿上端相連接形成帶有“驗電”功能的新型絕緣操作桿。

其中驗電器帶有夜間操作照明燈、充電器插孔、夜間操作照明燈開關、蜂鳴器、驗電指示燈、試驗按鈕等幾部分。

2.1絕緣桿：

采用無堿無捻粗紗的玻璃纖維與雙酚A型環氧樹脂浸漬相結合的工藝，通過專用模具設備，采用抽拉的方式，制成絕緣桿。分節處采用螺旋接口，最長可做到10米，可分節裝袋攜帶方便。

采用伸縮式高壓絕緣桿3節伸縮設計，一般最長做到6米，重量輕，體積小，易攜帶，使用方便，可根據使用空間伸縮定位到任意長度，有效地克服了接口式絕緣桿因長度固定而使用不便的缺點。游刃式高壓絕緣桿接口出采用游刃設計，旋緊后不會倒轉。

2.2驗電器的絕緣殼：

采用無堿無捻粗紗的玻璃纖維與雙酚A型環氧樹脂浸漬相結合的纏繞工藝，固化成形后再進行車削加工，最終形成所需的絕緣殼，高壓驗電器電路外殼采用全封鎖結構，要求具有足夠的機械強度，滿足開合閘要求。

2.3驗電器：

聲光報警高壓驗電器：聲光報警高壓驗電器工作電壓為 4-5V ，由電池供電，電路靜態電流一般為10μA ，驗電時驗電器外殼上的一只紅色發光二極管會按一定的頻率閃爍發光，外殼上的蜂鳴器也同時按一定的頻率發出報警聲，電路的工作電流為22mA 。

2.4驗電：

當已知物體帶電時，若要識別它所帶電荷的種類，只要先把這帶電體與金屬球接觸一下，使金箔張開。然后，再用已知的帶足夠多正電的物體接觸驗電器的金屬球，如果金屬箔張開的角度更大，則表示該帶電體的電荷為正的；反之，如果金屬箔張開的角度減小，或先閉合而后張開，則表示帶電體的電荷是負的。

3、驗電器及其特性：

驗電器是一種用來檢查電壓線路和電力設備是否帶電的工具，是電力系統及工礦企業用電作業必備的安全工具，常用于0.1kV-500kV線路或設備是否帶有運行工頻電壓，以確保在停電檢修的工作人員的人身安全。

3.1驗電器主要技術指標符合DL740-2000電力行業標準及國際IEC技術標準，產品可在全國推廣使用。

3.2驗電式絕緣操作桿驗電靈敏性能高，不受陽光、噪聲影響，白天黑夜戶內戶外均可使用。

3.3抗干擾性強，內設過壓保護，溫度自動補償，具備全電路自檢功能。內置交流驗電器，由線路板，HEF4011BT芯片，LED照明燈，2000mAh充電鋰電池組成。

3.4內設電子自動開關，電路采用集成電路屏蔽，保證在高電壓、強電場下集成電路安全可靠地工作。

3.5驗電器各部分的聯接牢固、可靠、指示器密封完好，指示器上的標志完整。

3.6絕緣操作桿采用環氧樹脂和無堿玻璃纖維材料組成，絕緣管直徑36MM，質量輕、機械強度高、攜帶方便，表面清潔光滑、方便操作。

4、驗電器工作原理：

該高壓驗電器的報警電路采用HEF4011BT雙排直插14腳四2輸入與非門電路，金屬觸頭與三極管Q1組成感應檢測源，當觸頭從遠處漸漸靠近高壓電源時，Q1導通使四2輸入與非門電路的8、9腳與非門輸入端變為低電平，10腳輸出高電平。12、13腳與非門輸入端變為高電平，11腳輸出低電平。電阻R6、R7、R8和電容C1與另外兩個與非門組成的可控振蕩器被觸發起振，在③腳輸出矩形波，控制Q2斷續導通。驅動蜂鳴器和發光二極管LED斷續導通發聲、發光報警。

4.1使用前測試：

按下KEY鍵，HEF4011BT芯片第5、6腳輸入高電平，4腳輸出低平；1、2腳連著4腳輸入低平，3腳輸出高平；8腳連著3腳輸入高平，輸入9腳和輸出10腳經過阻容連接，第8腳輸入高平時，10腳會輸出矩形波；12、13腳連著10腳震蕩輸出，11腳震蕩輸出。當11腳輸出高電平時蜂鳴器響，輸出低時LED亮。震蕩時間間隙跟9、10腳外接的阻容選取有關。

4.2驗電器測試:

高壓電極由金屬球體構成，在1m的空間范圍內不應放置其他物體，將驗電器的接觸電極與一極接地的交流電壓的高壓電極相接觸，逐漸升高高壓電極的電壓，當驗電器發出"電壓存在"信號，如"聲光"指示時，記錄此時的起動電壓，如該電壓在(0.15~0.4)倍額定電壓之間，則認為通過。

5、結論

在電網作業過程中，設備驗電需要驗電器，設備操作需要絕緣操作桿，兩者配合才能完成設備的驗電和操作工作，而新型驗電式絕緣操作桿將傳統聲光驗電器和絕緣操作桿合二為一，將驗電和操作由兩步變為同時進行，縮短了設備驗電與操作之間的時間間隔，提高了工作效率，同時也降低了作業人員的現場作業風險。

a).將傳統聲光驗電器和絕緣操作桿合二為一，可減少電網作業人員需帶到現場工器具的數量，減輕了作業人員的工作負擔；

b).有別于傳統驗電器。本文所研發的驗電器，通過集成電路設計，適用于35kV及以下電網使用,使用范圍更加廣泛；

c).將傳統聲光驗電器和絕緣操作桿合二為一，減少了電網作業人員現場作業次數，極大的縮短了設備驗電與設備操作之間的時間間隔，節約了工作時間，提高了企業經濟效益；

d).可有效降低現場作業頻率，操作步驟由兩步變為同時進行，在提高檢修效率的同時也提高了作業的安全性，大大降低了作業人員的現場作業風險；

e).在操作桿頂部設置照明設備極大方便了作業人員在夜間尋找目標設備，不僅提高了工作效率，也提高了夜間作業人員的安全性；

f).安全工器具數量的減少可以降低企業采購成本；

g).由于安全工器具是絕緣工具需要在特定的條件下保存，且需要定期試驗，通過減少工器具使用數量，可以降低企業對安全工器具的維護成本和試驗成本。