改进设计新型间接带电作业用绝缘穿刺线夹

王　东， 闫李玲

(国网淮北供电公司， 安徽　淮北　235000)



改进设计新型间接带电作业用绝缘穿刺线夹

王东， 闫李玲

(国网淮北供电公司， 安徽淮北235000)

摘要：通过分析现有10kV“带电T接引线”使用绝缘穿刺线夹作业方法存在的问题：使用绝缘斗臂车受地形条件和作业空间的限制，搭建绝缘平台，工作费力、费时、劳动强度大，作业人员与带电体直接接触，触电风险加大，线夹和导线间的防水问题没有得到有效解决，降低线路的安全运维水平。结合实际工作需求提出了改进方法，设计一种新型间接带电作业用绝缘穿刺线夹。文章阐明了设计方案的关键技术，针对实际情况确定了设计方案及应用范围，最后进行了安全效益、经济效益和社会效益的分析。

关键词：配电线路；改进设计；新型；绝缘穿刺线夹

0引言

国内开展10kV“带电T接引线”作业，主要是利用高空绝缘斗臂车来进行。作业时先将绝缘斗臂车停在合适的位置上，作业人员身穿绝缘服，用戴着绝缘手套的手握持现有穿刺线夹和绝缘导线来进行接线工作[1]。在整个作业过程中，绝缘斗臂车起主要作用，没有绝缘斗臂车作为绝缘平台，这种作业方式的带电作业将难以开展。而绝缘斗臂车的使用对地形有严格的要求，如地面倾斜度不大于5°，场地上方不能有妨碍斗臂升起和旋转的物品等。使用绝缘斗臂车有时受地形条件的限制。还有一种方式是搭建绝缘平台，作业人员站在平台上进行10kV“带电T接引线”平台的搭建。为此，设计应用一种新型间接带电作业用绝缘穿刺线夹，保证作业人员在不借助绝缘斗臂车或不用搭建绝缘平台的情况下，仍能顺利开展10kV带电接火作业。保证作业安全，使作业人员远离带体；提高“带电T接引线”工作的作业率[2,3]，拓展带电作业的范围；减少单次作业人员的数量，提高工作效率。

1问题的提出

现有10kV绝缘穿刺线夹品种较多，主要用在10kV架空绝缘线路中，作导线之间的连接金具使用，自身不承受拉力。一般由接触刀片、壳体、螺栓、防水密封等几部分组成。接触刀片由高导电材料制成，保证在导线上有最佳接触面，并且适于铜铝过渡。壳体采用工程塑料，不仅能在常温下保持弹性，而且在高温下也能保持弹性和极高强度。防水密封用优质橡胶和硅胶制成。壳体与密封能够抵挡紫外线的照射、潮湿的侵蚀。经过精确力度计算所设计的紧固力矩螺母，当拧至最佳穿刺力度时，力矩螺母便会自动脱落[4]。使用现有绝缘穿刺线夹进行带电作业，利用绝缘斗臂车或搭建绝缘平台安装穿刺线夹进行作业时，存在以下问题：

(1)借助绝缘斗臂车：工作人员必须站在斗内紧固力矩螺母，对地形有严格的要求，作业保护范围大；

(2)搭建绝缘平台：费力、费时、劳动强度大；

(3)线夹安装：工作人员必须站在斗内就近作业，作业人员与带电体直接接触。

除现有可用操作杆安装的绝缘穿刺线夹外，还有一种需要由三根操作杆安装的绝缘穿刺线夹，在原有绝缘穿刺线夹底部增加了金属材质的支线固定装置。用该线夹进行“带电T接引线”作业时，杆塔上需要三个人精确配合；受线夹结构限制，安装后的线夹侧面向下，线夹和导线的防水问题难以解决。另外，该线夹金属部分较多，绝缘性能大打折扣。多人同一杆塔、同一层面进行配合作业，触电风险较大。综上所述，为了提高“带电T接引线”作业率，保证安全，提高工作效率，提高线路T接点的绝缘水平和运行的可靠性[1]，有必要改进现使用的绝缘穿刺线夹，设计一种间接带电作业工具，摆脱不再依赖绝缘斗臂车或搭建绝缘平台工作方式。

现有使用绝缘穿刺线夹(正、侧面)

2改进方案分析

2.1方案1：组合式间接带电作业用绝缘穿刺线夹

(1)如图1所示，采用强化的工程塑料制作绝缘穿刺线夹的上外壳4、下外壳7；用改性橡胶制作穿刺线夹的整体防护外套5和接触刀片的主线侧防水密封套6、[5]支线侧防水密封套3，防水密封套内灌注中性凡士林；穿刺线夹的下外壳7的上部处理平整。用有镀层的优良导体制作接触刀片。

(2)用合金材料制作扭力螺母。将接触刀片、防水密封套3、6装入穿刺线夹上下外壳4、7中，用金属螺栓8将穿刺线夹上下外壳4、7连接起来。包裹防护外套5后在金属螺栓8上加装扭力螺母。

(3)如图2、3所示，准备1个带绝缘层的接地环，1个带电卡头，接地环上侧直接预装在穿刺线夹的支线侧。将穿刺线夹的扭力螺母3插入图4特制的操作杆的上端，手持操作杆将绝缘穿刺线夹挂在带电的架空绝缘线路上，然后用手顺时针旋转操作杆4，直至力矩螺母3断裂脱落，便完成一根绝缘导线的T接工作。将待T接的绝缘导线压接在带电卡头下侧，采用操作杆将带电卡头挂接在接地环下侧。重复上述过程便可完成用电负荷带电T接工作。

方案1

方案1中将线夹样品进行模拟安装。安装一套(一相)下线支线的穿刺线夹约耗时：10min。成本：320元。缺陷：在手持操作杆将绝缘穿刺线夹挂在带电的架空绝缘线路上时，由于线夹的自重，会产生晃动。

2.2方案2：组合式间接带电作业用绝缘穿刺线夹(改进型)

(1)为防止在用手持操作杆将绝缘穿刺线夹，挂在带电的架空绝缘线路上时会产生晃动，在方案1的基础上，将力矩螺母8适当加长，在操作时操作杆顶部的套筒，能够较深的套住力矩螺母，稳定线夹，使其在挂接、安装时减小晃动的幅度。

方案2

(2)将线夹样品进行模拟安装。安装一套(一相)下线支线的穿刺线夹约耗时：8min。成本：320元。缺陷：带电接火的支线连接点较多，且接触点处易发热，连接处的绝缘性能有待提高。

2.3方案3：一体化的间接带电作业用绝缘穿刺线夹(设计新型)

(1)如方案3中图1所示，采用强化的工程塑料制作绝缘穿刺线夹的上外壳2、下外壳3；用改性橡胶制作穿刺线夹的整体防护外套1和接触刀片的主线侧防水密封套4、[5]支线侧防水密封套5，防水密封套内灌注中性凡士林；穿刺线夹的下外壳3的上部处理平整。用有镀层的优良导体制作接触刀片。

(2)用合金材料制作加长的力矩螺母9。将接触刀片、防水密封套4、5装入穿刺线夹上下外壳2、3中，用金属螺栓8将穿刺线夹上下外壳2、3连接起来。包裹防护外套1后在金属螺栓8上加装扭力螺母9。

(3)使用塑料制作导线固定器6，在固定器上预留扎带穿孔7。使用模具制作导线固定器+上外壳(浇注成一体)。

(4) 如方案3中图2、3所示，将待T接的绝缘导线11插入绝缘穿刺线夹的导线固定器6中，将扎带10穿入导线固定器中并拉紧扎带，将绝缘导线固定牢固。将穿刺线夹的扭力螺母9插入特制的操作杆4的上端，手持操作杆将绝缘穿刺线夹挂在带电的架空绝缘线路上，然后用手顺时针旋转操作杆，直至力矩螺母9末端断裂脱落，便完成一根绝缘导线的T接工作。重复上述过程便可轻松完成用电负荷带电T接工作。

方案3

(5)用一体化的间接带电作业用绝缘穿刺线夹带电T接支架时，安装一套(一相)下线支线的穿刺线夹约耗时：5min；制作成本：260元

综上：通过对比验证，用一体化的间接带电作业用绝缘穿刺线夹带电T接支架时，解决了以上结论中的缺陷问题。减少了带电接火支线的连接点，从而降低了故障率；绝缘性能得到有效提高。最终选取方案3的设计

3设计新型绝缘穿刺线夹

3.1关键技术分析

新型间接带电作业用绝缘穿刺线夹由绝缘、固定和金属类三部件组成。绝缘部件包括：上、下外壳；外壳整体防护外套和主线、支线接触刀片防水密封套；固定部件包括：支线导线固定器+扎带；金属部件包括：加长力矩螺栓；主线、支线刀片；上、下外壳固定板。

(1)外壳整体防护外套和主线、支线接触刀片防水密封套采用优质橡胶、硅胶材料，有较好的弹性；

(2)支线导线固定器+扎带、上、下外壳采用强化工程塑料+尼龙材料有较强的韧性和极高的强度，有效的将导线固定在固定器上；

(3) 上、下外壳固定板：考虑到线夹的重量，采用材质较轻的铝材；

(4) 主线、支线刀片采用优良导体+镀层；

(5) 加长力矩螺栓：螺母采用铝合金材质，螺栓采用镀锌铁件。

新型绝缘穿刺线夹

3.2相关试验分析

通过相关试验资质的试验机构对间接带电作业用绝缘穿刺线夹开展了绝缘性和受力等试验，试验结果如下：

机械性能：线夹握力大于1/10导线拉断力，符合GB2314-1997标准要求[6]；

温升性能：在大电流情况下，线夹的温升小于连接导线的温升；

热循环性能：符合GB/T2317.3-2000电力金具热循环试验标准[7]；

防水绝缘性能：符合GB/T13140.4-1998第2部分标准的相关试验要求；

抗腐蚀性能：在二氧化硫和盐雾环境中做3次14天的循环测试；

环境老化性能：在紫外线、干燥和潮湿的环境中，温度变化和热冲击中暴露六个星期。

防火性能：连接器件的绝缘材料经受住热丝试验，符合GB/T5169.4第4～10章要求。

通过相关试验资质的试验机构对间接带电作业用绝缘穿刺线夹进行交流耐压试验、电阴测试和温升试验，试验结果合格。

通过实际应用，线夹的工艺要求较高，因此各部件的材料选择和加工过程要保证质量。新设计研制的“绝缘穿刺线夹”在安装时要注意支线导线的固定，保证其牢固可靠。支线导线的选择上，当截面与主线导线截面相差过大时，会导致接触刀片与导线内导体接触不良，因此，支线导线的选择尽量保持一致，或者导线规格的上下差异控制在一个级别差。

4效益分析

(1)安全效益：提高了支线带电T接的安全运维水平和绝缘水平，减少因使用原有线夹带电T接后在绝缘性能上造成的故障率，出动抢修人员约6人次，同时，减少抢修车辆行驶约6km。

(2)经济效益：绝缘斗臂车出勤0次，节省人力、车辆成本费用约2600元/次。淮北供电公司配电工区将此项技术应用于36个带电接火现场，直接节约的费用为36×2600-6000(研制成本)=87600元。

(3)社会效益：缩短“带电T接引线”作业时间，提高了工作效率，线夹外形简单、美观。在淮北市老城区进行作业时，完全摆脱了绝缘斗臂车，不扰民、工作时间短、不受作业场地的限制，以最短的时间完成带电T接线工作，得到政府的认可和用户的一致好评。

淮北市全年10kV“带电T接引线”约200次，如果今后能在全市所有的10kV用户进行推广，每年可以直接节省因使用绝缘斗臂车产生的资金=绝缘斗臂车出勤次数×每次产生的人力、车辆成本费用约2600元=200×2600=52万元；每年节省绝缘斗臂车的行驶里程=绝缘斗臂车出勤次数×平均每次出勤行驶里程=200×5=1000km； 每年可以节约的作业时间=绝缘斗臂车出勤次数×每次节约时间约1小时=200×1=200小时。

5应用结论

2013年8月～9月在淮北市龙山北路两侧新建小区10kV配电工程的实际应用中采用了新型间接带电作业用绝缘穿刺线夹，取得了显著的经济效益和社会效益。并且为今后淮北市老城区用户和新城区新建项目的带电T接工作，节约了时间，节省了投资。

新型间接带电作业用绝缘穿刺线夹在10kV“带电T接引线”工作中发挥了重要作用，提高了线夹的绝缘水平及安全运行水平，节省了人力、车辆，节约了作业时间，提高了工作效率，为优质服务提供了坚强的技术支撑。但其也存在局限性和不足之处，因此建议采用此作业工具及方法时要根据实际情况，因地制宜。

参考文献：

[1] 孙成宝，李广泽.配电网实用技术[M].北京：中国水利水电出版社，1998.

[2] 胡毅.配电线路带电作业技术[M].北京：中国电力出版社，2002.

[3] 夏秀峰.浅谈我国高空作业车发展[J].建筑机械化，2010,31(9)：33-35.

[4] 马涛，常鹏，曹乐，安平寿.树脂浇注电缆接续工艺在照明工程中的应用[J].公路,2009(6):145-146.

[5] 黄昊.10kV绝缘穿刺线夹[J].农村电气化,2015(6):57-58.

[6] GB 2314-1997 ，电力金具通用技术条件[S].

[7] GB/T 2317.1-2008，电力金具 热循环试验方法[S].

[责任编辑：朱子]

Improved Design of a New Type of Insulated Puncture Wire Clamp for Indirect Live Line Work

WANGDong,YANLi-ling

(StateGridHuaibeiPowerSupplyCompany,Huaibei235000,China)

Abstract:Through the analysis of the existing problems of the existing 10kV ″charged T wire″ using insulated puncture wire clamp operation method: using insulated bucket arm vehicle is limited by the terrain conditions and work space, building insulation platform work is strenuous, time-consuming and labor-intensive, operating personnel contacting charged body directly increases the risk of electric shock, the waterproof problem between wire clamp and wire has not been solved effectively, line safe operation level is reduced. Combined with the actual work requirements, the improved method is put forward, and a new type of insulated puncture wire clamp for indirect live line work is designed. In this paper, the key technology of the design scheme is expounded, and the design scheme and application range are determined, according to the actual conditions. Finally, the safety benefit, economic benefit and social benefit are analyzed.

Key words:distribution line; improved design; new type; insulated puncture wire clamp

中图分类号：TM755

文献标识码：A

文章编号：1672-9706(2016)01- 0056- 06

作者简介：王东(1970-)，男，安徽合肥市人，工程师，从事电力系统配电配网改造规划设计、配电配网工程建设项目管理和评审工作。E-mail:ywxb.happy@163.com闫李玲(1971-)，女，安徽淮北市人，高级工程师，从事电力系统质量、安全技术管理工作。

收稿日期：2015- 09-18