地電位帶電裝拆導線側M銷工具研制

史江航 孫銀 楊德威 李海順 陳凱

（云南電網有限責任公司昆明供電局）

0 引言

M形引腳經常被用來連接電力線的絕緣子，兩個懸掛式絕緣子在聯結時，采用碗頭和球形接頭，在接頭后要插上M形銷釘，以實現鎖定；球頭和球頭的聯結是一種可移動的聯結，M銷子在拔出碗頭后可以松開，M銷釘插入碗頭后，球頭不會從碗頭上脫落。目前M形銷釘是由彈片變形來固定的，在拔出時，由于彈力的影響，使夾持刀具無法夾持M銷釘，從而使M銷脫落；因受高空作業的制約，M形脫出后難以找到，維修工人的工作量也隨之增大。為了保證輸電線路安全可靠地工作，帶電更換35～500kV的主網輸電線路的M管接頭，其導線端朝下（也就是對向引流線夾），對帶電作業人員帶電更換絕緣子串的影響很大，常用的拔銷鉗無法伸入適當的操作位置，目前多數單位均采用等電位作業模式進行作業；但如果遇上老式線路，上線操作有很大的安全隱患，或導線線徑不符合安規要求懸掛軟體、梯子、地形復雜，不能滿足等電位操作條件；帶電操作的絕緣子很難更換，應采取斷電操作的方法。為了解決以上問題，特新開發了一種帶有電的接地電位引出碗頭開向下的M針，并將接地電位和帶電的方式從碗口向下抽出。

1 主網帶電作業絕緣屏蔽工具

1.1 絕緣服

絕緣衣是帶電工人自己佩戴的防護裝備，它起到隔離電導體和操作人員的作用。目前帶電作業的工作方式有兩種：一是工人與帶電導線直接接觸，對絕緣衣的要求很高，以絕緣衣為主要絕緣裝置，對人體進行必要的絕緣保護；由于其在工作中不可避免地產生損耗，因此不能將其用作主要絕緣材料，而只能用作帶電操作時的輔助絕緣；第二種辦法是將絕緣衣當作備用絕緣工具，由帶電工人用絕緣操縱桿進行帶電工作，而非與帶電者直接接觸，極大地增加了帶電作業的安全性；但是，絕緣操縱桿的靈活性不如手的靈活性，在工作的類型上也受到了諸多的限制。

1.2 絕緣手套

絕緣手套是工人在工作中必須使用的絕緣工具，絕緣手套不同于一般的手套，其絕緣性良好，其機械、電氣性能均優于普通手套。目前的絕緣手套多為天然橡膠，五指張開，便于帶電工人操作。絕緣手套按電壓等級分為三種，絕緣手套的抗拉強度必須達到14MPa，伸長率必須達到6倍，變形率必須在15%以下。在帶電操作時，可能會遇到一些鋒利的東西，因此絕緣手套的穿透力必須超過18N/mm。另外，絕緣手套必須能耐高溫、耐燃，以適應不同的工作環境，確保帶電作業人員的人身安全。

2 地電位作業絕緣遮蔽工具

地電位作業多在汽車不能觸及的地方，需要人工登桿才能進行，可操作的項目相對有限。導線的搭接和拆卸都是很簡單的工程，可以由接地電勢的工作人員來完成，但是要做好絕緣保護。

2.1 傳統絕緣遮蔽工具

常規絕緣工具有絕緣遮布、單體U形絕緣層2種。隔熱遮板的特性：操作繁瑣，易出現破裂；對施工環境的要求較高，在沒有絕緣平臺或工作場所狹窄的情況下，不能進行有效的隔離。單體U形絕緣隔板的特性：使用絕緣棒在電線上安裝絕緣片，使用簡便，結構簡單，可有效地進行隔離；不能適應不同的電線，電線容易打滑，不利于穩定。

2.2 新型雙體U形絕緣隔板

新型U形絕緣隔離器，內部有U形插槽，使刀具與金屬絲有很好的接觸，具有較好的引線適應性和穩定性；另外，工作時容易掛起，便于使用，可以有效地進行隔離。在絕緣材料方面，環氧樹脂可以在高壓和高溫下進行試驗，從而達到絕緣材料的性能指標。目前，絕緣工具的制造方法主要有兩種：一是單獨粘結，二是整體式。整體成形技術需要特殊的設備，生產難度大、生產成本高、經濟效益低；并且損壞后很難修復，需要整體替換。而分離式膠合技術生產要求較低，可以獨立進行，具有較好的經濟性，可以獨立進行個別的損壞。這種新的隔熱隔板是一種雙層U形結構，它的兩種功能都有自己的特點，外部U形隔板的主要功能是絕緣，U形內部可以在一定程度上起到固定的作用。

3 地電位絕緣操作用具

地電勢工作通常是在絕緣斗臂車不能觸及的地方進行。地電位是人和地面、電桿在一個電位上，所以人和電燈不在一個電位上，必須要用某種絕緣工具才能工作。地電位作業需要人工操作，這對操作者的技術和身體素質都是一種極大的考驗，一個簡單的工作大概要一個小時，而在酷暑的夏季，連續工作一小時對操作者來說是一種巨大的挑戰。導線的搭接和拆卸通常是兩個人進行，兩人一人一根絕緣操縱桿。絕緣操縱桿是接地電位帶電拆卸搭接導線的主要工具，它通常由兩節絕緣材料組成。在拆卸引線與搭接引線時，絕緣操縱桿的頭部存在著一定的差異。拆卸引線時，操縱桿的頭部會與液壓鉗相連接，方便剪斷引線。隨著電線直徑的增加，絕緣操縱桿的剪切性能也隨之提高。導線搭接所用的絕緣操縱棒，主要與異型導線夾具配合使用。引線的搭接要求有兩個不同形狀的鋼絲夾具，整個工序要兩名工人共同進行，操作人員把電線固定好并旋緊。

4 M銷敲銷板的設計

4.1 敲銷板的設計

以防潮環氧樹脂棒為絕緣棒，長度3000mm，末端裝有T形的打釘板。本發明的敲銷板是由扳手把打孔M銷釘改造而成，首先選用一條“一”形的支承板，以確保在操作桿上接地電位工作時，能夠平穩地通過耐張線夾與碗口，支承板長度為320mm，以確保在固定夾具后，敲銷板從拉板下面一端進入；選取一根立柱式頂板，與支承板面垂直，并與其連接，頂板的長度比碗口稍短，頂板的寬度比碗頭碗口稍小；確保碗頭和碗的平穩出入；在支撐板的一端設有與其相連的操縱桿，在安裝后，操縱桿、支撐板和頂板彼此垂直，在支撐板的另一端設有操作圈，以便于托碗鉤的配合。

4.2 托碗鉤的設計

如下圖所示，托碗鉤是由一根防潮的環氧樹脂制成的，長度為3000mm，其末端裝有一個直鉤式的托碗鉤，其操作桿垂直于托碗鉤。托盤鉤長度大約280mm，開口大約20mm。采用55mm內切圓倒角加工，通過操縱桿伸入適當位置通過操作環，控制部分位于末端手柄，操作簡單，具有較高的穩定性。

圖 托碗鉤示意圖

5 安全性理論驗證

5.1 電氣絕緣安全性理論驗證

假定在一根柱子上工作，那么在工作過程中，會有兩個循環，一是電流從電源線上經過一個絕緣操縱桿和一個連接的電路，然后流入地面，形成一個漏電通道。二是由電荷產生的電流通過空氣和身體所形成的電容器，然后流入地面，構成電容器的電流路徑。接地電勢引出M引腳，其電阻高，容積電阻大于1013Q·cm，正常情況下，其表面電阻為1013Q·cm，在35～500kV的主網輸電線路上，通過絕緣操作棒的漏電。

5.2 敲銷板和托碗鉤安全性驗證

工作時，操縱桿與絕緣子串基本平行，操縱桿與敲銷板及托碗鉤垂直，因此，敲銷板、托碗鉤和絕緣子串都是近似垂直的，短接線的長度不大于70mm，小于一半，屬于安全范圍。

6 敲銷板的實際操作與推廣應用

6.1 敲銷板的操作步驟設計

在使用過程中，應注意人體與帶電物體之間的安全間距不能低于1m，而絕緣操縱桿的有效絕緣長度（手持部位到帶電主體的距離）為110kV。

6.2 該工具的優點

操作簡單方便，步驟簡單節約時間。

7 結束語

經研究，得出以下結論：①所研制的接地電位帶電安裝導線端碗端掛板碗口向下M銷，可滿足線路采用地電位作業的要求；②該帶電操作工具的漏電電流比人體的感應電流小得多；③改進了在輸電網舊線上采用碗頭向下連接方式進行絕緣子更換的工作效率。