10kV高压配网横担绝缘子遮蔽罩设计

邵镇康 朱晓东 姚沛全 杜堉楷 江东游 何炳南

（广州南方电安科技有限公司）

0 引言

电力是关系国计民生的基础产业，电力供应和安全事关国家安全战略，事关经济社会发展全局。因此我国在2016年颁布了 《电力发展 “十三五”规划》，在该规划中指出要全面解决农村电网户均供电容量低、安全隐患多、“低电压”等问题，进一步提高供电可靠率［1］。要实现这一目标，除了加快电网配网线路的建设外，还需要提高高压配网线路带电维护维修作业的效率和安全性。其中遮蔽类作业工具是保证电力维护维修人员安全的必不可少的重要工具。因此遮蔽类作业工具的好坏，直接反映了电网维护维修技术的水平。

横担绝缘子遮蔽罩是安全防护用具中重要的一种，用来遮蔽瓷质横担绝缘子，防止作业人员因疏忽引起事故造成伤亡［2－5］。但我国目前对于横担绝缘子的遮蔽，主要还是采用通用型的绝缘毯来对横担绝缘子进行包裹，缺乏专用的遮蔽工具。这种遮蔽方式需要耗费一定的人工包裹时间，此外如果绝缘毯出现破损或包裹不严密时都会存在安全隐患。针对这一问题，本文以三元乙丙橡胶作为绝缘材料，采用一体化设计方式设计出一种能全方位包裹，且可快速安装和拆卸的横担绝缘子遮蔽罩，减少了作业人员触电风险，提高了带电作业的安全性。

1 三元乙丙橡胶基本性能

1.1 材料特性

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，因此具有质轻、绝缘性能好、耐热等特点，该材料的特性如表1所示。

表1 三元乙丙橡胶材料特性

由此可见，三元乙丙橡胶与现有电力绝缘遮蔽罩所采用的绝缘材料相比，如硅橡胶 （比重：0.86g／cm3，介电强度：＞10KV／mm）和新型轻制树脂绝缘材料 （比重：1.6g／cm3，介电强度：＞16KV／mm），在同等厚度下能承受更高的电压，在同等击穿电压下遮蔽罩的质量可以做得更轻。因此三元乙丙橡胶与传统遮蔽罩绝缘材料相比，具有更高的电绝缘性能。

1.2 材料力学性能

三元乙丙橡胶除了具有良好的电绝缘性能外，还具备良好的力学弹性如表2所示。

表2 三元乙丙橡胶力学性能检测表

由表2可知，三元乙丙橡胶材料具有良好的拉伸强度和断裂伸长率，可以保证绝缘罩在使用过程中的多次拉伸和恢复。

2 横担绝缘子遮蔽罩设计和使用

2.1 遮蔽罩设计

根据GB／T12168《带电作业用遮蔽罩》设计要求，遮蔽罩应能与多个遮蔽用具组合成绝缘遮蔽系统，相互连接的端部可通用，保护区不应出现间隙［6］。而传统绝缘毯在遮蔽过程可能出现包裹不严密的问题，从而存在一定的安全隐患。为了能全方位包裹的横担绝缘子，本文以三元乙丙橡胶材料作为绝缘材料，采用一体化设计方式设计出一种横担绝缘子遮蔽罩。

该遮蔽罩的外观如图1所示，主要由1.横担遮蔽槽2.线缆遮蔽槽3.波纹对接槽和4.封闭条组成。各模块的设计及作用如下：

图1 横担绝缘子遮蔽罩外观图

1.横担遮蔽槽采用圆柱形设计，内部尺寸大于现有的横担，其主要作用是将10kV线路上的横担绝缘子部分包裹起来；

2.线缆遮蔽槽为立方体和圆柱组合形状，能将固定在横担绝缘子上电缆遮蔽起来；

3.波纹对接槽位于线缆遮蔽槽的两侧，其外观形状为波浪样管件的侧面接上一个矩形状管件，主要作用是与线缆遮蔽工具 （绝缘套管）相互衔接结合一起，加强绝缘强度；

4.封闭条由一大一小的两个U型凹槽组成，通过将小的U型凹槽嵌入到大的U型槽中，由此形成封闭的遮蔽系统。

2.2 遮蔽罩使用方法

在使用遮蔽罩对横担进行绝缘屏蔽前，需要检测遮蔽罩结构是否完整，以及绝缘性能是否满足绝缘遮蔽要求。具体为先查看遮蔽罩结构是否完整，表面是否存在明显裂纹。然后通过电表检测遮蔽罩的表面电阻，在电表两个探针相距2cm时电阻应不低于700MΩ。如符合要求，即可安装在横担上，对横担进行屏蔽。具体的操作流程如下：

Step1：掰开遮蔽罩：带电作业人员穿戴绝缘披肩，佩戴绝缘手套后，移动绝缘斗至合适工位，将遮蔽罩置于绝缘子水平位置安全距离前，将密封条的两个U型槽掰开，将遮蔽罩打开合适宽度；

Step2：套入遮蔽罩：将遮蔽罩中横担遮蔽槽的中轴线对准需要遮蔽的横担绝缘子的中轴线，然后缓慢将遮蔽罩套入横担绝缘子，如图2所示；

图2 遮蔽罩套入示意图

Step3：闭合遮蔽罩：适当调整遮蔽罩的位置使其贴合到横担绝缘子上，压实U型凹槽封闭条，完成遮蔽工作；

Step4：配套工具安装：如需要与线缆遮蔽工具（绝缘套管）配套使用，使其端部套入波纹对接槽内，即绝缘遮蔽用具之间的接合处应重合10cm以上，并检查套接的牢固性，形成一个完整的遮蔽体系，如图3所示。

图3 配套工具使用示意图

3 遮蔽效果分析

为了验证本文所设计的横担绝缘子遮蔽罩的遮蔽效果，本人在广州南方电力电安科技有限公司的实验场中进行相关测试。

首先按照本文2.2节的步骤将横担绝缘子遮蔽罩安装在10kV带电试验场的横担绝缘子上，结果如图4所示。

图4 遮蔽罩遮蔽效果

从图中可见，本文设计的遮蔽罩基本不留死角地将横担绝缘子包裹起来。而且即使施工人员触碰到遮蔽罩也没有发生触电。因此本文设计的横担绝缘子遮蔽罩符合国家要求。

另外，本遮蔽罩的安装时间仅需要60s，与常用的绝缘毯安装所需时间180s相比快了120s。因此本文设计的横担绝缘子遮蔽罩同时具备使用快捷方便、绝缘遮蔽效果好的优点。

4 结束语

本文针对传统绝缘毯对横担绝缘子遮蔽时存在的遮蔽效果和严密性不全的缺陷，按GB／T12168标准中的相关规定设计出一种一体化横担绝缘子遮蔽罩，并从遮蔽罩的绝缘性能、力学性能及遮蔽效果进行分析，得出以下结论：

1.本遮蔽罩所采用的三元乙丙橡胶是具有优异的电绝缘性能、耐老化性和富弹性的轻质材料。

2.本遮蔽罩能与现有的线缆遮蔽工具配套使用，能在横担绝缘子附近形成完整的遮蔽体系，且安装快捷。

由此可知本文设计的横担绝缘子绝缘遮蔽罩，提高了工作效率同时保障施工人员的安全，具有较大的实际应用价值。