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配电带电作业绝缘遮蔽工具的设计和应用

发表时间：2021/4/13 来源：《基层建设》2020年第32期作者：李聪

[导读] 摘要：我国电力行业的快速发展的同时，增加了作业人员的带电作业的情况。

        国网晋城供电公司城区供电中心
        摘要：我国电力行业的快速发展的同时，增加了作业人员的带电作业的情况。带电作业绝缘遮蔽工具的使用，可有效保障作业人员的安全。针对传统方法中存在安全性低、制作成本高及原材料提取工艺复杂等问题，提出配电带电作业绝缘遮蔽工具的设计和应用进行研究。采用防潮防水的树脂、聚乙烯薄膜、天然乳胶等材料分别对绝缘服、绝缘手套、绝缘遮蔽罩和绝缘毯等常用配电带电作业绝缘遮蔽工具进行设计分析。所以本文对我国配电带电作业绝缘防护用及遮蔽用具情况进行调研，根据我国配电带电的实际情况，研究开发符合标准、符合国情的配电带电作业防护用具和遮蔽工具，一种采用环氧酚醛树脂层压玻璃丝布板材作为结构性框架材料，采用绝缘橡胶作为主体遮蔽材料，根据地区带电体和接地体的大小，几何形状及带电状态，易于携带的，可快速遮蔽的绝缘工具。
        关键词：配电带电作业；绝缘遮蔽工具；设计和应用
        引言
        直接面向用户进行供电的配电网是电力系统重要组成部分，具有网络架构复杂，覆盖面广，负荷密集度高等特点。由于配电设备绝缘水平低且数量多，较易发生故障，因此检修工作量大，难以满足供电可靠性。为了减少停电对用户造成的损失，近年带电作业中大力发展。
        1配电网带电作业工作缺陷
        配电网带电作业工作有一定的危险性，工作性质较为特殊，对于作业人员的技术要求较高。一般情况下，配电网带电作业需要作业人员严格遵守作业实施流程，并且由于作业人员是直接同带电设备进行接触，因此需要有良好的绝缘设备进行作业辅助才能完成相关作业工作。当前配电网带点作业面临的问题有以下几点。①由于变压器运行机理具有一定的特殊性，加上电气设备易遭受腐蚀，很多电气设备会有上锈现象的出现，进而造成不通电位设备的碰撞。此外由于带电作业劳动强度较大，容易造成作业人员的疲劳。②在对绝缘子和熔断器进行更换时，引线部分如果不能进行合理固定会造成接地故障或者设备短路。存在较大的安全隐患。③该作业模式需要作业人员保持一定安全距离，进一步缩小了作业范围，对操作影响较大，很有可能触发短路等安全隐患。因此，对于绝缘遮蔽工具的优化变得极为重要。
        2配电带电作业绝缘遮蔽工具的设计和应用
        2.1绝缘服的设计和应用
        作业人员身穿整套绝缘服在配电网线路上作业时，一般采用两种作业方法：第一种就是作业人员身穿全套的绝缘服进行工作，通过绝缘手套直接接触带电体，这方法是比较常用的方法之一，并且在国外的使用程度较高。绝缘服的作用就在于能够达到良好的救援防护效果，对人体进行有效保护，与此同时，若在实际作业过程中配电线路净空距离过小，也可通过绝缘服来解决这一问题，将其作为比较理想的绝缘用具，但是它只是一种绝缘护具，会具有自身的耐受电压极限，以及在使用过程中出现的磨损等问题。因此，需要尽量控制使用的程度，将其作为辅助绝缘，而不是主绝缘。第二，作业人员可以通过使用绝缘工具的方法，直接避免绝缘服或者绝缘手套碰触带电体，有效的降低出现问题的可能性，将绝缘服和绝缘手套作为后备防护用具，使其能够在关键时刻发挥出较大的作用。
        2.2绝缘手套的设计和应用
        绝缘手套具有一定特殊性，相比普通保护手套而言，绝缘手套更具机械性能，且电气性能优良，在实际应用过程中能够与带电体保持绝缘状态。绝缘手套是有绝缘效果的防护手套，带电工作人员在高压设备作业时经常使用。绝缘手套的特殊性在于更加机械化，且电气性能优良，应用时可一直保持绝缘状态，其制作材料一般会选择天然橡胶制品，高弹性、高伸长率。由于天然橡胶是结晶橡胶，强度在橡胶中很高，未补强的天然橡胶拉伸强度在25-30MPa，补强后能达到32MPa，且耐寒性较好，密度低。

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绝缘手套形状为分手指式绝缘手套需要保障在带电作业中的有效性且需考虑作业人员的手掌大小与加工成本。制作材料以绝缘能力强的乳胶为主，可以高效防止腐化与侵蚀。在制作过程中需提前制作出模型，黏胶烘干。
        2.3绝缘毯的设计和应用
        绝缘毯所使用的主要材料为树脂，树脂的性能必须达到防潮和防水要求，才能有效达成绝缘遮蔽的目的。所选用的绝缘遮蔽工具必须满足在带电环境下，绝缘工具依然有良好的化学、机械性能，所用材质达到《带电作业用绝缘毯》标准的材质要求。此外还需注意的是，材质的选用和制作要保持以低重量高性能的设计理念，减少绝缘毯的自重，坚强带电作业的操作重量，便于作业人员实施电位作业等工作。
        2.4遮蔽用具材质选择及配方研究
        带电作业特殊的使用环境，对遮蔽用具材质有很高的要求，遮蔽用具材质电气、机械、化学性能须满足要求，达到GB12168-2006《带电作业用遮蔽罩》标准的要求，材质比重尽可能小些，以减轻带电作业时（尤其在地电位作业时）的操作重量。易于加工成型，简化配料过程，以降低加工成本。选取环氧酚醛树脂和玻璃丝布板作为基本材料，环氧酚醛树脂是一种饱和度较高的橡胶，具有优良的耐老化性能、耐天候性、电绝缘性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧性，使用温度范围-60-150℃。在选择了主料后，加入适量填料，填料的选择主要考虑绝缘性好的浅色填料，例如白炭灰等。为方便不同电压等级遮蔽用具区分，10kV级绝缘遮蔽罩统一颜色为黄色，经过对橡胶配方的反复调试，完成环氧酚醛树脂层压玻璃丝布板材配方，达到了标准要求.
        2.5配电硬质轻便绝缘防护用具的的设计和应用
        目护遮蔽产品没有达到国际IEC和我国国家及电力行业标准要求。分析目前使用的防护用具、遮蔽用具种种缺陷，我们急需开发研究适合我国国情的、符合标准的带电作业绝缘防护用具。我国现将配电带电作业工具分为0、1、2、3、4五个级别，计划将各级工具颜色统一为：白、蓝、黄、橙、红。环氧树脂是粘结剂系列中一个万能的品种，它能够很好地与多种衬底结合，并通过改性获得多种性能。粘结剂中最常见的环氧树脂由双酚A（bisphenolA）和环氧氯丙烷（epichlorohydrin）制备而成，并通过含有伯胺、仲胺的活性固化剂对其进行硬化。通过脱氢卤化作用，含有活性羟基的复合物和环氧氯丙烷反应从而制得环氧树脂。环氧树脂由于润湿性好，机械性能强，耐化学腐蚀、耐热性能好从而在整个结构胶粘剂系列中占有重要地位。由于脆性的特质，环氧树脂胶粘剂通常用多种不同的树脂来进行韧化，如热塑性颗粒、尼龙以及各种人造橡胶。将热塑性聚乙烯混入酚醛环氧树脂可以增强胶粘剂的剪切力和抗剥离强度。我们也将环氧酚醛树脂板做了耐压，耐高温，和强度实验，发现环氧酚醛树脂的实验结果非常符合我们的要求。
        结语
        总而言之，在对传统绝缘防护用具开展深入研究的基础上，基于我国配电带电作业的现实情况出发，总结传统绝缘防护用户制作中的不足，并在科学理论和方法的指导下研制出较为实用的新型配电带电作业防护用具。通过研制新型的绝缘屏蔽工具能够有效的提升配电带电的作业效率，促使我国带电作业行业高速发展，还可以明显的提升配电网供电的可靠性，使得我国的民众和用电企业能够享受高质量的供电。通过使用新型的防护工具和绝缘屏蔽用具，能够确保作业的安全性，提高工作效率，降低作业人员的劳动强度。
        参考文献：
        [1]李华鹏，杨忠，李兴斗，等.基于绝缘平台的综合带电作业新技术研究及应用[J].现代电子技术，2016，39（9）：153-155，159.
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