配电带电作业绝缘测试装置的改进研究

秦 宇

国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司（宁夏 吴忠 751100）

0 引言

20世纪50年代，随着电力企业的发展，大量配电现场作业理论和安全管理理念应运而生。与其他国家相比，我国带电作用在设备、作业方式、应用范围等方面都具有一定的优势。现场作业逐渐成为输配电设备检测、维修和改造的主要方式，对提高企业的整体经济效益、确保系统的整体安全发挥着重要作用[1]。为了保证配电带电作业的安全性，需要进一步研究绝缘测试装置，以有效提高产品质量和安全性。

1 国内外配电带电作业概况

据资料显示，目前国内配电带电作业方式有87种，主要分为常规项目和特殊项目。常规项目包括检查和更换配件、修理导线、更换绝缘体等；特殊项目主要包括压力管道的探伤、水冲洗和变电站的故障排除等。在当前的国际市场上，国内带电作业已经具有较高的技术水平，特别是在带电作业工具方面，既符合国内实际情况，又满足实际带电需求。然而，与发达工业国家相比，我国总体上还存在一定的差距，技术还需要做相应的改进。随着科技水平的不断提高，相关研究工作不应仅停留在手工设备方面，还应朝机械、电子、液压等方面整体发展[2]。

2 绝缘毡和绝缘服的技术要求及测试工作特性

由绝缘材料制成的绝缘毡和绝缘服可用于保护作业人员接触带电体时免受电击。绝缘材料的种类比较多，常用的有绝缘板、绝缘管、薄膜、绝缘绳等。

在实际生产生活中，绝缘毡主要由软绝缘材料无缝制成，因此可用于包裹各种带电或不带电导体部件。由于绝缘毡与空气接触的情况下会结合形成复合绝缘，因此在一定程度上会延长气体放电的路径，从而提高放电的电压值。需要注意的是，其与带电体接触的边缘区域可能发生边缘放电，在实际应用中仍然不允许有相关接触。

为了防止缝纫连接造成的局部绝缘性能下降，成品绝缘服通常会采用多种方式加强自身的电气性能，主要有两种：一是采用特殊的压接工艺；二是采用重叠法，即加强前胸、袖子等部位的绝缘，如前胸采用双层叠加法，袖口采用绝缘手套和绝缘服叠加的方法[3]。

绝缘毡和绝缘服的良好性能，对有效配电现场作业起着重要的作用。按电气性能可将绝缘毡分为0、1、2、3四级，其中2级绝缘毡适用于10 kV系统标称电压，3级绝缘毡满足20 kV系统标称电压耐压需求。其形状可以是平展式或开槽式，也可以专门设计，以满足特殊需求。绝缘服外表层应具有良好的憎水性，且应具备防潮性能好、沿边闪络电压高、泄漏电流小的特点，还应具有一定的机械强度，耐磨和耐撕裂。内衬材料应具有高绝缘强度，能起到主绝缘作用[4-5]。

绝缘服在配电线路带电作业中的应用主要有两种形式：一是利用绝缘工具直接接触带电体，以绝缘工具为主，绝缘穿戴工具仅是辅助绝缘的间接操作方法；另一种是以高空作业车的绝缘设备为主，辅以绝缘工具，通过绝缘手套直接接触带电体。10 kV输电线路电压低，传输线之间的距离小，电气辅助元件分布近，操作人员活动范围小。无论采用哪种操作方法，人体误触不同电位带电体的可能性都很大，存在很大的安全隐患。因此，在配电网中工作时必须穿绝缘服装。穿戴全套绝缘服，一方面可以保护操作人员误触带电体而导致意外脱落时的人身安全；另一方面，当绝缘罩意外损坏时，可以作为屏障保护人体，保证人身安全。绝缘服作为带电作业的防护设备，其绝缘性能直接决定带电作业人员的人身安全。一般而言，绝缘服装的面层不仅要有较高的闪络电压和较小的表面漏电流，还要有很强的疏水性、良好的防潮性和柔软性。同时，还应具有一定的机械强度、良好的耐磨性和抗撕裂性。绝缘服装的衬里材料应具有较高的绝缘强度、柔软和良好的耐磨性。总之，绝缘服装不仅要具有较高的层击穿电压、表面闪络电压等电气性能，还要具有良好的柔软性、较高的机械强度等耐磨性能，使操作者在穿上绝缘服装后能够轻松作业。

当前，许多电力企业会选择从国外进口此类设备，虽然进口设备性能较好，但是其并不能很好地适应国内作业需求，且价格昂贵。因此，需要研制适合国内配电现场作业的绝缘毡和绝缘服[6]。

3 绝缘试验电极板的开发

3.1 设计要点

预操作试验存在的技术难题是绝缘电阻表的探头端为针尖式，在绝缘毡和绝缘服上滑动时容易刺穿绝缘材料。单手操作时，不能准确控制两个探针之间的距离，存在与弹簧电极类似的弊端——单探测范围小、全面检测时间长、死角容易漏检等。

要安全、可靠和高效率地开展分段式绝缘检测，就要研制一种组合式绝缘检测电极板，代替表笔电极和弹簧电极，与绝缘电阻表配合使用。绝缘试验电极板设计的关键是达到“电极宽2 cm，极间宽2 cm”的要求，这样不会划伤绝缘材料，且检测范围大、操作方便。

3.2 设计理念

设计思路是将多条2 cm宽的条状电极固定在绝缘板上，形成电极组。电极组包括可与绝缘电阻表输出端连接的两个电极，两个相邻电极的距离等于绝缘测试距离（2 cm）。每组电极用柔性导线串联，电极设置越多，检测面积越大，效率越高。绝缘板与电极组通过螺栓连接，绝缘板上设有固定把手，通过绝缘保护板将其与接触电压螺栓隔开，确保人身安全。

3.3 具体的生产过程

用不锈钢方管制成8个15 cm长的电极，将切口打磨光滑，在绝缘板和电极上按2 cm间距的要求钻孔。8个电极平行排列并固定在绝缘板下，注意相邻电极两端的距离应保持在2 cm。将8个电极编织成2组电线，相邻电极不属于同一组，同一组电极通过柔性导线可靠连接，由一侧螺栓端子接出。将绝缘材料手柄用强力胶稳稳固定在一个合适的位置，在绝缘板中间位置开一个矩形开口，露出绝缘把手。绝缘板的4个角要对应穿孔，并用螺栓固定。

3.4 带电工作模式

带电工作是指对高压电气设备进行无电源故障的维护和测试，该运行方式避免了电源故障，能使供电更加顺畅。其主要工作内容是现场测试、检查和维护。

（1）人与被控主体的位置划分。一是间接操作，即操作人员不需要直接接触带电体，并能保持相对安全的距离使用绝缘工具操作高压带电部件，如热水清洗和电吹清洗绝缘子；二是直接操作，即操作人员与带电设备处于同一电势，操作人员需要佩戴全套保护工具，使用绝缘工具工作。在配电线路上，有必要穿戴全套绝缘设备开展工作。由于本体与带电体由绝缘设备隔开，因此要求防护设备具有较高的绝缘性能。

（2）经营者自身潜能。一是地面电位操作。在这种操作方式下，操作者与土方或塔方处于同一位置，并使用绝缘工具工作；二是中间电位运行。

（3）绝缘工具。绝缘杆操作方法是操作人员按有关操作规程规定，与带电体保持一定的安全距离，并使用绝缘工具在爬杆操作平台和斗车工作斗上操作。绝缘手套操作是指操作人员穿戴全套防护设备，利用绝缘斗车靠近带电体，通过绝缘手套操作。

4 测试方法和注意事项

4.1 测试方法

为了提高测试质量和效率，采用电子指针绝缘电阻表展开测试。具体操作如下：展开绝缘毡和绝缘服，铺在防潮布上；将绝缘测试电极板引出导线接至绝缘电子表端子处，压下绝缘电阻表测试按钮，并以顺时针方向旋转；手持绝缘测试电极板匀速擦拭绝缘毡和绝缘服，以便详细地观察和分析电子指针式绝缘电阻表的指针摆动情况。如果指针突然摆向某一侧，说明该侧的绝缘性能较差。这时，可反复在该侧刷动检查，直至发现绝缘不良位置。如果测试结果显示绝缘毡和绝缘服无击穿，无明显发热，说明通过测试，可以安全使用。测试结束后，需要逆时针旋转测试按钮，使其恢复到原来的位置，并去除相关连接线。

采用绝缘测试电极板后，可检测面积增大，因此可以较快地发现绝缘损坏或受潮位置，提高了检测效率。

4.2 注意事项

（1）仔细检查电极的边缘是否有毛刺等，防止其损坏绝缘材料。

（2）根据实际带电线路的工作规范和要求，保持现场清洁、干燥。在测试过程中，应确保相关设备没有沾染任何土壤或碎片。

（3）测试人员在测试的过程中需要戴上绝缘手套，规范操作，确保安全。人体与终端、电极始终保持一定的安全距离。

（4）保证绝缘毡和绝缘服的折叠部分有效地与电极板接触。如有必要，应将绝缘毡和绝缘服的折叠部分压平，多次进行测试，以确保测试的准确性，且有利于保护绝缘服。

（5）在测试过程中，必须保持一定的电阻值，否则无法进行有效的测试。

总而言之，绝缘试验电极板新工具的开发需要制定合理的安全措施，并通过国家相关部门的认证，才能保证其在配电线路中的应用可靠安全。

5 结束语

目前，带电运行维护的重要作用是保证电力系统的稳定。随着社会的不断发展，为了进一步满足大容量、长距离输电的需要，特高压直流和交流输电工程迅速发展。随着人们对配电网供电可靠性要求的提高，配电网带电作业得到了广泛的应用和推广。