基于绝缘平台的综合带电作业新技术研究及应用

李华鹏 杨忠 李兴斗 邵寅 邓松

摘 要： 城市建设发展快速，各种用电业扩报装增多且无规律，使得配电线路停电越来越多，导致配电网络供电可靠性下降，不仅造成供电部门电量损失，更影响其他用户的正常用电。针对绝缘斗臂车受地形环境影响不能到达开展带电作业的区域，通过对带电作业方法及工具的研究，改良穿刺接地挂环并研制了专用安装工具，利用绝缘平台实现了带电搭火工作。

关键词： 带电作业； 绝缘线路； 绝缘平台； 接地挂环；安装工具

中图分类号： TN104.2?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）09?0153?03

Abstract： With the rapid development of urban construction， the electric power installation for various electric utility is increased and without any rules， which makes the line outage of the distribution power lines more and more and reliability of the distribution network power supply decreased. This phenomenon can result in power loss of the power supply branch， and impact on the normal electricity utilizing of other users. Since the aerial device with insulating boom affected by the terrain environment can′t arrive to the area of live working， the puncture grounding ring was improved and the special installation tool was deve?loped by the research of the live working method and working apparatus. The insulation platform is used to realize the electric line?connection work.

Keywords： live working； insulation line； insulation platform； grounding ring； installation tool

0 引 言

随着国民经济的快速发展，需要向广大用户不间断的供电，而在实际运行中，各种电网建设改造、消缺工作常常造成检修停电，用电业扩报装增多且无规律，最终造成电网供电可靠性下降。带电作业是供电部门提高供电可靠性的一种重要方式，它能使业扩搭火、消缺等工作在不停电情况下进行，大大提高了供电可靠性。近年来，各地电力部分广泛采用绝缘斗臂车进行配电线路的带电作业，它具有升空便利、机动性强、作业范围大、机械强度高、电气绝缘性能高等优点。但在交通不便的山地、农村、田野、小巷等区域绝缘斗臂车无法到位进行带电作业，造成部分区域停电频繁，供电可靠性低。

为了尽量减少停电影响，将带电作业扩展到绝缘斗臂车不能到达的区域，通过对工具、设备、作业方法的研究，改良穿刺接地挂环并研制了专用安装工具，实现了利用绝缘平台在架空绝缘导线上进行带电搭火的技术。该技术操作简易，安装方便，弥补了因地形和环境影响而不能使用绝缘斗臂车开展带电检修的不足，扩展了带电作业的应用领域。

1 研究背景

1.1 国内外研究水平的现状和发展趋势

我国的配电带电作业起步于20世纪60年代，作业方式主要是等电位作业和操作杆间接作业；90年代由于科学技术的进步和改革开放的需要，电力行业引进了绝缘服和绝缘遮蔽工具先进的10 kV中间电位作业法；21世纪又引进了绝缘斗臂车进行配网带电作业，10 kV配电带电作业技术得到了突飞猛进的发展。

我国的配电带电作业工具主要是引进日本、美国等为数不多的几个发达国家的现成产品和技术，在应用中把各项技术都分开使用，造成配电作业装备和作业方式都主要依靠机械化和进口产品，以至于带电作业主要在城区开展，机械装备到达不了的地区就要进行停电作业。

随着我国经济建设的不断发展，提高供电可靠性已成为供电部门的一项重要任务，这就要求必须大力开展带电作业、提升带电作业技术以提高供电可靠性。

1.2 国内类似技术研究情况

经调研，国内在绝缘斗臂车不能到达的特殊地区开展带电作业，主要是利用绝缘平台、绝缘脚扣、绝缘脚手架、绝缘竖梯的方法开展带电作业；暂无利用绝缘平台通过绝缘操作工具安装穿刺接地挂环进行带电搭火方面的研究。

国内曾进行过带电作业专用线夹类似的研究，但未解决在绝缘导线使用的技术，未实现规模的推广应用。国内其他地区曾进行过类似带电作业研究，但分为绝缘平台类、操作杆类的独立研究，未将其结合实际需要组合成一套完整的带电作业方法和装置，其成果不稳定，未实现规模的实际应用。

2 绝缘平台原理及特点

绝缘平台按结构功能可分为固定式、旋转式、旋转带升降式三种，目前旋转带升降式绝缘平台（见图1）较实用。绝缘平台作业法是一种中间电位作业法原理，是在地电位法和等电位法不便采用的情况下，介于两者之间的一种作业方法。此时人体的电位是介于地电位和带电体电位之间的某一悬浮电位，它要求作业人员既要保持对带电体有一定的距离，又要保持对地有一定的距离。这时，人体与带电体的关系是：大地 （杆塔）→绝缘体→人体→绝缘工具→带电体。

旋转带升降式绝缘平台作为架空配电线路带电作业时承载作业人员并提供绝缘保护的工作平台，与绝缘斗臂车相比，具有重量轻、体积小、安装灵活和运输方便等特点，适用于山地、田野、窄巷等绝缘斗臂车不易到达的区域。其带有360°旋转和1 m升降功能，作业人员可以根据需要左右旋转和上下升降调整平台位置，进入合适的位置完成作业。

3 穿刺接地挂环的改良

3.1 常见穿刺接地挂环及其原理

目前常用的绝缘穿刺接地挂环以安装方便，安装完毕后依然保持线路良好的绝缘状态等优点得到广泛应用。

导线从几何结构来看可分为轴向和径向（见图2），传统穿刺线夹的齿片与绝缘导线的芯线的接触方式为径向（见图3），利用径向齿片刺穿导线绝缘层后与芯线接触实现导线的互连，而径向齿片的齿尖构成的内圆弧是一个定值（见图4），当绝缘导线芯线的外圆弧与齿尖构成的内圆弧相等时，在力的作用下齿片与导线芯线能够等距离等强度接触，这种接触状态当然是理想情况，这种接触状态只会在齿片与导线一一对应的情况下才可能出现。

实际使用中某一规格的齿片往往需要对应许多不同规格型号的导线，当导线芯线的外圆弧发生变化，就会出现接触不紧密的情况。如果导线芯线的外圆弧小于齿尖构成的内圆弧，则只有齿片中间的齿尖与芯线接触良好而两边的齿尖不会与芯线接触良好；同理，如果导线芯线的外圆弧大于齿尖构成的内圆弧，在力的作用下，只有齿片两边的齿尖能与芯线接触良好，中间的齿尖不会与芯线接触良好。因此，由于传统穿刺线夹结构设计的原因，穿刺线夹在接续不同规格型号导线时，径向齿片不可能等距离等强度与芯线接触，这就导致传统穿刺线夹的可靠性大为减低，如图5所示。

3.2 穿刺接地挂环齿片改良

在穿刺线夹设计中增加一组轴向齿片，从结构设计方面解决了接触不紧密的问题，如图6所示。

其原理是在设计径向齿片时，按某一规格穿刺线夹所对应导线线径范围的最大值确定齿片齿尖构成的内圆弧，例如：某一规格穿刺线夹主线适应范围为95～150，则按截面为150的芯线的外圆弧设计对应齿片的内圆弧，这样就不会出现芯线外圆弧大于齿片内圆弧的情况，只可能出现芯线外圆弧等于或小于齿片内圆弧的情况。由图5可知，无论被接续导线线径如何变化，只要其外圆弧不大于齿片内圆弧，轴向齿片在力的作用下都将等距离等强度的与芯线接触，并且轴向齿的排列数亦可以大于径向齿的排列数。显而易见，基于以上原理，轴向穿刺线夹的可靠性远远高于径向穿刺线夹。

4 穿刺接地挂环带电作业专用安装工具

4.1 原理构造

穿刺线夹带电作业专用安装工具是通过绝缘操作杆进行改装的专用于安装穿刺接地挂环的工具，如图7所示。它由接地挂环固定装置、绝缘杆和旋拧杆所构成。绝缘杆顶部设置了固定托架，可以固定穿刺线夹，旋拧杆端部设置有棘轮套筒旋拧结构，绝缘杆和旋拧杆均由绝缘材料制作，其长度满足绝缘距离要求。

4.2 穿刺接地持环的安装和使用方法

安装时将穿刺接地挂环置于固定装置内，把套筒随弹簧下压使接地挂环的螺杆六角螺母放入套筒内，旋紧锁紧螺母使接地线夹和套筒稳固，举起绝缘杆将穿刺接地挂环与绝缘导线接触挂好，使绝缘导线进入穿刺线夹线槽内，再将棘轮扳手套筒套住旋拧杆，利用固定装置与旋拧杆的力臂原理即可方便拧紧穿刺线夹力矩螺母，达到带电接续的目的。

5 研究价值及应用前景

城市建设发展快速，各种用电业扩报装增多且无规律，使得配电线路停电越来越多，导致配电网络供电可靠性下降，不仅造成供电部门电量损失，更影响其他用户的正常用电。特别是新增用户搭火停电时间难以掌控，市内重要用电单位或重大活动等均要求很高的供电可靠性；目前在配网上广泛利用绝缘斗臂车采用绝缘手套法开展带电作业进行新增搭火及消缺工作，但在田野山区或小巷等绝缘斗臂车不能到位开展带电作业的区域，需要有一套安全、可靠、灵活的方法来大幅减少停电时间和频次。

本文研究改良的轴向穿刺接地挂环和专用安装工具已获得两项实用新型专利，其专利号分别为：ZL2015 2 0362009.7；ZL2015 2 0362008.2，并开始在绝缘斗臂车不能到位的区域开展带电搭火。其原理是利用绝缘平台将接地挂环安装在绝缘导线上，再利用带电装御线夹和普通绝缘操作杆便可完成带电搭火。绝缘平台综合带电作业技术，主要实现绝缘斗臂带电作业车无法到达的地方开展带电作业，特别是能够在架空绝缘线上采用平台式带电作业；即可以极大地减少停电操作任务和运行人员的操作量及操作风险，又可以极大地减少停电时间，提高电网稳定性和可靠性，具有良好的推广应用前景。

绝缘平台综合带电作业技术是一种简单灵活的综合带电作业方法，其特点有：

（1） 绝缘平台是一种可升降、旋转、分装的绝缘平台，结构简单、安全可靠，适应于野外、山区或狭小场所的带电作业，方便作业者带电检修操作；也可用于电气安装、维护等工作。

（2） 多功能绝缘操作工具，包括专用安装工具、绝缘操作杆、辅助操作杆（安装线夹配合使用）、多功能接头、多功能操作工具，主要利用绝缘操作工具进行间接带电作业，具有结构简单、实用性强、使用方便等优点。

（3） 穿刺接地挂环作为搭火连接设备，是一种能在架空绝缘导线上进行带电安装，把搭火线通过带电装御线夹与导线连接在一起的装置，通过绝缘操作工具配合进行架空绝缘线带电作业，并有效降低了单纯利用绝缘平台体直接接触带电线路带来的安全风险。

6 结 语

通过在旋转升降式绝缘平台上使用轴向穿刺线夹及专用安装工具的带电作业技术，一方面实现了在无条件借助绝缘斗臂车进行带电作业的情况下，使得绝缘线路的带电搭火作业得以实施，从而扩大了带电作业范围；另一方面轴向穿刺线夹的应用，改善了穿刺线夹与导线的接续安全性，提高了供电可靠性，改善了供电质量，给企业带来了可观的经济效益。

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