高壓作業電桿絕緣安全遮擋技術研究

摘要：《中國南方電網有限責任公司電力安全工作規程》規定：對于電壓等級為10 kV的帶電作業，需要保證作業人員與帶電設備保持0.7 m的安全距離，無法滿足安全距離要求的情況應設置隔離措施。當前市場上高壓隔離擋板產品多為針對單一工作場景，且結構復雜，操作不便，不適用于高壓電桿臺變進出線的絕緣隔離。鑒于此，研制出一款簡易式可根據需求組裝的絕緣擋板，適用于高壓電桿帶電作業各類場景的絕緣隔離工作。

關鍵詞：高壓電桿；帶電作業；組裝擋板；安全隔離

中圖分類號：TM84" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2024）17-0090-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.17.022

0" " 引言

由于10 kV配電架空線路臺變伴隨0.4 kV低壓出線同桿架設，且0.4 kV低壓出線與臺變高壓側的距離一般在0.5～0.8 m范圍內，大多數情況不符合規定的安全距離[1]。現階段為了避免停電，0.4 kV低壓出線的檢修工作基本采用帶電作業方式。采用帶電作業方式進行0.4 kV低壓出線檢修的過程中，由于作業安全距離不足，作業人員需要對變壓器高壓側帶電體進行絕緣遮蔽，將帶電體絕緣隔離后再對0.4 kV低壓出線進行檢修。由于變壓器高壓側相間距離狹窄，帶電體引線形狀、長度、彎曲弧度不統一，只能采用絕緣毯與絕緣套管方式進行絕緣遮蔽，但絕緣套管、絕緣毯為輔助絕緣，絕緣強度無法達到主絕緣級別，遇到惡劣天氣或其他因素（例如：環境溫度、濕度、絕緣工器具表面清潔度）影響，會出現絕緣遮蔽絕緣性能下降，導致相對地或相間短路事故，危及作業人員的人身安全[2]。調查可知，當前市場上沒有作為主絕緣的絕緣工器具配套10 kV配電線路變壓器高壓側帶電體的絕緣遮蔽，鑒于此，本文介紹了一種適用于10 kV配電線路臺變0.4 kV低壓出線帶電檢修不同場景的可組裝絕緣擋板。

1" " 現狀調查

江門市電力工程輸變電有限公司帶電作業班從安全角度考慮，不斷探究帶電作業新方法、新材料、新工序，不斷創新帶電作業使用的新型工具。2023年全年，江門市電力工程輸變電有限公司帶電作業班開展帶電0.4 kV低壓出線的檢修工作986次，避免檢修停電9 877 h·戶，盈余供電量211.1萬kW·h。《中國南方電網有限責任公司電力安全工作規程》規定：對于電壓等級為10 kV的帶電作業，需要保證作業人員與帶電設備保持0.7 m的安全距離，無法滿足安全距離要求的情況應設置隔離措施。本班組統計了2023年全年0.4 kV低壓出線帶電檢修工程中作業人員與帶電體的距離，如表1所示。

由表1可知，全年帶電作業中電氣安全距離不足的情況占比達到69.78%。因此，為了保障作業人員安全，大多數情況都需要采取隔離措施。當前，此類情況的絕緣隔離都是采用絕緣毯與絕緣套管方式逐相進行絕緣遮蔽，在此過程中，存在絕緣毯與絕緣套管作為輔助絕緣的絕緣性能下降導致相對地或相間短路事故的可能[3]。

針對現有絕緣材料，采用耐壓試驗對絕緣毯、絕緣套管以及絕緣板進行耐壓試驗分析：絕緣毯與絕緣套管耐壓試驗施加電壓20 kV，施加耐壓時間1 min，起輔助絕緣作用；絕緣板耐壓試驗施加電壓45 kV，施加耐壓時間1 min，起主絕緣作用。經過對比分析，絕緣板比絕緣毯與絕緣套管承受的電壓值更大。把絕緣毯、絕緣套管、絕緣板分別置于正常環境條件t=25 ℃、RH=60%和濕態環境條件t=25 ℃、RH=93%下進行交流耐壓試驗，通過絕緣工器具能承受的交流耐壓值的對比分析可知，絕緣板在濕態環境條件下能承受的交流耐壓比正常環境條件下高，即絕緣板在濕態工況下依然能保持良好的絕緣性能，安全性能高。因此，現有0.4 kV低壓出線帶電作業使用工具從材質上分析安全隱患大。

2" " 絕緣擋板設計方案

結合使用需求，對絕緣擋板進行方案設計：本文使用絕緣材料板加工制造電桿絕緣擋板，用高硬度材料制作電桿絕緣擋板的電桿固定裝置，電桿絕緣擋板電氣性能與機械性能滿足10 kV配電線路臺變0.4 kV低壓出線檢修的帶電作業項目使用要求，絕緣強度達到主絕緣級別且安裝簡單、操作靈活方便。絕緣板的選擇應從輕量化設計、使用方便、減輕作業強度等方向綜合考慮，便于作業人員攜帶安裝；電桿絕緣擋板絕緣要合格，經過交流耐壓試驗，無擊穿、無發熱、無閃絡為合格。

2.1" " 固定方式

本文所提出的絕緣擋板的設計構成包括擋板的固定架和板體兩個部分，固定架負責將絕緣擋板固定在電桿的配件上，而板體真正起著隔離帶電設備的作用。固定架需要環抱固定住電桿并防止滑動，還要承載整塊絕緣板的重量并保證其不松動，因此其與電桿的固定至關重要。固定架采用雙層π形結構，具體構造如圖1所示，其由上下兩個類半圓抱箍進行拼接，采用鋼條將兩個類半圓抱箍焊接平齊，固定時由類半圓抱箍貼合圓柱形電桿后再進行固定。鋼條不僅用于焊接類半圓抱箍，還用于固定兩側的絕緣板體。

確定固定架的樣式后還需確定固定方式，如圖2所示，圓柱體外接設備常用的固定方式有三種，分別是卡扣式、環扣式和夾持式。卡扣式是指固定架貼合電桿柱體后采用繩索固定于固定架類半圓引腳并圍繞電桿圓柱體一周后使用一個金屬卡扣與另一端引腳的引出繩索連接起來的結構；環扣式是指針對固定架的類半圓抱箍設計一個吻合的拼接環，使用時將兩個環對接固定，利用兩環的金屬性壓力固定在圓柱上；夾持式是指利用彈性夾將整個隔板夾在圓柱電桿上。

從成本、穩定性、加工難度、操作簡易程度等四個方面對比各固定方案，結果如表2所示。

綜合對比表2各項，卡扣式除在穩定性能上略微遜色，其他方面性能都非常優異；綜合分析，穩定性又與掛載重量有關，只要合理控制板件重量，滿足基本穩定需求，即可保證絕緣擋板的各方面性能優異。因此，本文選擇卡扣式固定方案。

2.2" " 板體要求

板體的制作需要結合絕緣隔板的實際使用情況以及安規相關要求，本文從技術要求、外觀要求和功能要求三個方面具體闡述板體的制作。具體要求如下：

1）技術要求：板體的設計、制作和使用必須符合10 kV帶電作業標準；要有足夠的機械強度和抗腐蝕性；絕緣材料的絕緣電阻≥700 MΩ。2）外觀要求：板體要保證足夠大，能完全遮擋0.4 kV低壓出線，但不能太大而致使重量超標，這就在理論上對絕緣擋板尺寸做出了約束。由于板體采用組裝方式，可根據需求切換形式，其長寬有固定制式，但厚度應控制在5～10 mm。3）功能要求：板體要有可收納、組裝功能，且操作簡單，能節約工作時長。

3" " 絕緣擋板的制作和使用

3.1" " 絕緣擋板的制作

根據前文方案分析所得的固定架和板件示意圖（圖3）進行制作，首先焊接固定架，然后制作卡扣，將扁平型綁帶綁接在固定架類半圓結構引腳處，再在綁帶端口安裝可調節長度的金屬卡扣。接著按照圖紙尺寸裁剪環氧樹脂平板，在平板上打孔制作固定點。使用塑料螺絲將擋板固定在金屬橫梁，制作出可用于組裝拼接的板件，方便在使用時組裝拼接，直至得到需要的效果。

3.2" " 絕緣擋板的使用

經過樣品制作生產，檢測固定件負重合格、板件絕緣耐壓合格后，將該工具應用于實踐，如圖4所示。由于其可組裝性，該設計能應對各類作業情況，可以組合加長，遮擋住距離電桿較遠的臺變電氣出線，還可以在隔板上方組裝續接一般小板件，實現全空間隔離，大大提高了作業安全性。

4" " 結束語

本文基于江門0.4 kV低壓出線帶電檢修工作情況，首先分析帶電檢修安全距離不足的真實情況，并以試驗手段分析了現有絕緣方法的安全風險；接著從原理上介紹了所設計的絕緣擋板的固定架方案和板件要求，選擇了固定架的固定方式及可組裝板件的制作制式；然后根據理論和圖紙著手制作組裝式絕緣隔板的樣品，并將樣品應用于實際工作，采集現場工作數據可知，本絕緣擋板組裝簡單、功能可靠，能對各類情況的0.4 kV低壓出線進行全面的電氣絕緣隔離。經驗證，該工具是一款能對電桿0.4 kV低壓出線帶電作業提供絕緣隔離的低成本、高實用性絕緣擋板。

[參考文獻]

[1] 梁積儲，李永健，楊文達.低壓帶電接火絕緣擋板的研制[J].機電信息，2022（9）：49-51.

[2] 魏夢颯，陸增潔，柴俊，等.基于指紋識別的10 kV開關柜許可用智能絕緣擋板設計[J].電力與能源，2021，42（4）：409-413.

[3] 于澤洋，李陽，李佳蔚，等.放電箝位絕緣子用絕緣擋板的研制[J].農村電氣化，2022（11）：56-57.

收稿日期：2024-05-17

作者簡介：曾慶敏（1983—），女，湖北武漢人，碩士，工程師，研究方向：變電、配電及帶電作業技術管理。