應用于安裝10 kV跌落式熔斷器絕緣擋板的電動操作桿研制

楊真繆 戴申杰 徐琳 衛世澤 鞏持恒

摘 要：在10 kV柱上變壓器插拔式電纜消缺施工時，需對跌落式熔斷器上樁頭進行絕緣遮蔽，但是由于部分工作場景不適合絕緣斗臂車施工，登桿作業安全距離受限制，使得絕緣遮蔽的工作流程更加復雜，作業難度加大，從而耗費大量的工作時間?；谏鲜鰡栴}，研制出一種適用于安裝10 kV跌落式熔斷器絕緣擋板的電動操作桿。該電動操作桿由絕緣擋板、電動連接件及操作桿組成，經過設計、改造及加工，完成了樣品的制作；電氣試驗和機械試驗結果表明，該電動操作桿滿足帶電作業的要求。該電動操作桿在安裝絕緣擋板的實際工作中應用效果良好，具有很高的社會效益、經濟效益和安全效益。

關鍵詞：配電線路；帶電作業；跌落式熔斷器；絕緣擋板

中圖分類號：TM84? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2024）03-0046-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.03.012

0? ? 引言

在國家電網浦東供電公司10 kV架空線路上，同桿架設的柱上變壓器及跌落式熔斷器裝置有7 983套。目前，柱上變壓器與跌落式熔斷器連接插拔式電纜接頭位置容易進水，進而容易導致線路跳閘事件發生，因此大面積改造消缺任務有待完成。為保障10 kV架空線路不停電，針對該段插拔式電纜消缺計劃采用帶電作業方式施工，跌落式熔斷器斷口寬度約0.3 m，不滿足帶電作業0.4 m以上的安全施工距離要求[1]，因此需要對跌落式熔斷器上樁頭進行絕緣遮蔽，保障人員施工時的安全。

我國的帶電作業技術經過六十余年的發展，目前已經日臻完善，帶電作業技術已經成為保障電網安全、經濟、可靠運行和向用戶不間斷供電的一種行之有效的重要手段[2]。國內外對于帶電作業技術的關注重點集中在人員技能培養、作業方法、作業工器具的開發等方面[3]。目前，傳統帶電作業施工采用絕緣布對有電部位進行包裹[4]，但這種施工方式依賴于絕緣斗臂車，對于現場無法停放施工車輛的地方，往往無法開展帶電消缺工作，受現場環境制約的工程占比約1/3，數量約2 700套。為實現10 kV跌落式熔斷器下方插拔式電纜部位帶電消缺工作全覆蓋，克服現場環境制約帶電作業開展的問題，本文提出了應用于安裝10 kV跌落式熔斷器絕緣擋板的電動操作桿研制。帶電作業人員登桿施工時，能夠通過手持電動操作桿將絕緣擋板卡進熔絲具裙邊，一鍵自動安裝絕緣擋板，即使車輛無法到達現場也能帶電消缺插拔式電纜段。因此，該裝置的研制成功使得插拔式電纜帶電消缺施工在效率、覆蓋面、安全性等方面都有了非常大的提升，對浦東地區跌落式熔斷器下方的電纜段帶電消缺工作開展具有突破性意義。

1? ? 設計所需解決的問題

目前帶電消缺插拔式電纜，絕緣遮蔽跌落式熔斷器上樁頭主要有以下兩個問題：一是絕緣遮蔽的作業位置選取困難，即受環境制約絕緣斗臂車無法停放于現場，造成作業人員無法靠近跌落式熔斷器上樁頭從而進行絕緣遮蔽；二是絕緣遮蔽的作業時間長。對帶電作業中可能觸及的其他帶電體及無法滿足安全距離的接地體（導線支承件、金屬緊固件、橫擔、拉線等）應采取絕緣遮蔽措施[5]。在帶電作業過程中，作業人員對跌落式熔斷器上樁頭進行絕緣遮蔽時，存在安全距離不足的安全隱患[6]。為防止帶電體通過人體與橫擔、電桿等接地體形成通路，在對跌落式熔斷器進行絕緣遮蔽前，必須對可能觸及的帶電體和接地體進行重復絕緣遮蔽，拆除時也面臨同樣的問題，須耗費大量的作業時間[7]。針對跌落式熔斷器上樁頭的作業位置，本文提出了采用電動操作桿安裝絕緣擋板，能有效解決絕緣遮蔽位置選取困難及作業時間過長的問題。

2? ? 用于安裝絕緣擋板的電動操作桿設計

用于安裝絕緣擋板的電動操作桿結構如圖1所示，擋板采用分體式設計，擋板下方為連接與固定結構，擋板上方為旋轉結構。圖1中1為絕緣操作手柄，該操作手柄為全絕緣設計，采用10 kV絕緣操作手柄的通用規格，使用該操作手柄，作業人員可在保證自身作業安全，即滿足帶電作業安全距離的情況下，進行絕緣擋板的安裝。2為操作桿連接件，為電動機構，其按鈕連接于操作桿上，用于將絕緣擋板與電動操作桿連接。3為熔絲絕緣擋板，用于絕緣遮蔽跌落式熔斷器上樁頭熔絲具的裙邊。4為手柄加厚件，用另一絕緣操作桿旋轉該手柄即可轉動夾具上方，使得夾具夾緊裙邊。5為擋件夾板，用于固定絕緣擋板在跌落式熔斷器上樁頭處，防止其脫落。

操作步驟：操作桿連接件與絕緣擋板連接，將電動絕緣操作桿插入操作桿連接件，并按鍵啟動操作桿連接件旋鈕，將操作桿擋件夾板旋松，將夾板旋至最大開幅，卡至跌落式熔斷器的熔絲具裙邊，旋緊絕緣夾具，并用絕緣桿將絕緣擋板旋至熔絲擋板上，使熔絲擋板將跌落式熔斷器熔絲具的裙邊卡住。即旋轉絕緣擋板的U形槽，使其從俯視或仰視為圓孔，卡緊熔絲具的裙邊。取下該絕緣擋板的操作步驟與以上所示相反。

2.1? ? 絕緣操作桿的設計

絕緣操作桿采用通用的10 kV絕緣操作桿尺寸及材料，要求絕緣操作桿表面光滑，無氣泡、皺紋或開裂；空心管斷口處有堵頭，節桿之間連接牢固可靠。有效絕緣長度大于等于2 100 mm，保證作業人員可在滿足帶電作業安全距離的前提下安裝絕緣擋板。

2.2? ? 操作桿連接件的設計

操作桿連接件采用304不銹鋼，下方連接操作桿，上方連接絕緣擋板，下方為打孔設計，采用插銷形式連接絕緣操作桿。操作桿連接件下方的內徑為11.8 mm，外徑為24.8 mm，操作桿連接件上方的外徑為32 mm，厚度為3 mm，如圖1所示。

2.3? ? 熔絲絕緣擋板的設計

熔絲絕緣擋板采用分體式設計，即有上下兩層結構，下方為連接與固定結構，即連接并固定操作桿連接件，上方為旋轉結構，通過旋轉上方可使該熔絲絕緣擋板閉合或打開。熔絲絕緣擋板的母板應有良好的絕緣性能，其形狀應能完全隔離帶電部位，并且應具備易于加工制造、使用方便、機械性能良好的特點。

在熔絲絕緣擋板上層留出旋轉操作手柄，并在下層熔絲絕緣擋板中心打孔以便上下層熔絲擋板連接。熔絲絕緣擋板上下層的材料均選擇磨砂PC板，它具有良好的機械性能，厚度為4 mm，擋板外徑為400 mm，內徑為75 mm，在擋板中心向外留出寬為50 mm的矩形長條，如圖1所示。

2.4? ? 手柄加厚件的設計

熔絲絕緣擋板上層安裝一個外寬為80 mm、長度為204 mm的矩形手柄，并在距離手柄84 mm處設計一個長度為80 mm、寬度為30 mm的矩形孔，便于絕緣操作桿操作該手柄。在熔絲絕緣擋板下層設計一個內寬為40 mm、外寬為80 mm、長度為110 mm的凹槽，使得熔絲絕緣擋板可以嵌入操作桿連接件部位，從而與電動操作桿連接，如圖1所示。手柄加厚件的上下層表面平直、無毛刺，并采用磨砂處理。

2.5? ? 擋件夾板的設計

如圖1所示，在熔絲絕緣擋板上設計了擋件夾板（即圖1中5），在旋轉熔絲絕緣擋板的手柄后，可固定絕緣擋板在跌落式熔斷器上樁頭處，防止其脫落。

擋件夾板采用月牙形對稱設計，表面內徑為50 mm，外徑為74 mm，在夾板上打孔，穿入螺栓，以固定上下層擋件夾板。擋件夾板上下層表面平直、無毛刺，并采用磨砂處理。

3? ? 樣品的制作試驗及效果評價

3.1? ? 樣品的制作試驗

基于2.1～2.5節用于安裝絕緣擋板的電動操作桿圖紙的設計，利用三維制圖軟件AutoCAD設計出其樣品效果圖，如圖2所示。根據該樣品效果圖及元件材料，制作出安裝絕緣擋板的電動操作桿樣品，如圖3所示。

考慮到電力行業中帶電作業的危險性及人員作業的安全性，該設備必須通過機械強度和絕緣強度測試，故委托相關的電力工業電氣設備質量檢驗測試機構對本樣品進行電氣試驗和機械試驗[8]，并出具樣品檢測報告。試驗結果表明，該樣品滿足帶電作業要求，且總重量僅為1.8 kg，便于作業人員攜帶使用。

3.2? ? 效果評價

2022年3月至2023年6月，配網帶電作業班采用該絕緣操作桿安裝跌落式熔斷器的絕緣擋板共79次，絕緣遮蔽平均時間占作業總時間的10%，與采用原有絕緣遮蔽方式占作業總時間的35%相比，其速度提高了25個百分點，大大提高了帶電作業效率，縮短了帶電作業時間，效果突出。從實際的作業過程來看，該絕緣擋板使用方式簡單，絕緣遮蔽效率高，能夠保證作業人員的人身安全，減少作業時間，并不受作業場景的制約，非常具有推廣價值和意義。

4? ? 結論

1）本文提出的用于安裝絕緣擋板的電動操作桿，該款裝置設計在絕緣桿內嵌入電動式傳動裝置，實現一鍵自動安裝，方便快捷，提升了帶電作業施工效率。

2）帶電作業人員登桿施工時，能夠通過手持絕緣桿將絕緣擋板卡進熔絲具裙邊，一鍵自動安裝絕緣擋板，即使車輛無法到達現場也能帶電消缺插拔式電纜段。

3）對于絕緣斗臂車可以到達現場的工程，使用該電動操作桿安裝絕緣擋板的效率遠高于使用絕緣布進行包裹的施工效率，且避免了帶電作業人員直接用手接觸有電部位，提高了帶電作業人員施工的安全性。

[參考文獻]

[1] 史興華.配電線路帶電作業技術與管理[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2] 劉振亞.國家電網公司配電網工程典型設計（10 kV架空線路分冊）[M].北京：中國電力出版社，2013.

[3] 王輝，章學兵，孫軍，等.10 kV配電線路終端桿熔絲具上引線絕緣固定支架的研制[J].電力與能源，2016，37（4）：498-503.

[4] 李華鵬，楊忠，李興斗，等.基于絕緣平臺的綜合帶電作業新技術研究及應用[J].現代電子技術，2016，39（9）：153-155.

[5] 配電線路帶電作業技術導則：GB/T 18857—2002[S].

[6] 肖湘奇，鄒德華，曾祥君，等.輸電線路帶電作業絕緣電動牽引裝置的設計[J].電氣傳動，2016，46（2）：68-71.

[7] 胡毅.配電線路帶電作業技術[M].北京：中國電力出版社，2002.

[8] 10 kV架空配電線路帶電作業管理規范：Q/GDW 520—2010[S].

收稿日期：2023-10-23

作者簡介：楊真繆（1997—），男，上海人，碩士研究生，助理工程師，研究方向：配網線路作業。