一种新型10kV自升降可旋转绝缘工作斗及其应用探讨

一种新型10kV自升降可旋转绝缘工作斗及其应用探讨

罗振宇盛志波肖递诚栾杰

（1.国网江西省电力公司萍乡供电分公司江西萍乡337000；

2.江苏泰州国杰电力金具有限公司江苏泰州225300）

摘要：现有10kV杆上绝缘作业平台存在诸多问题和缺陷，为提高该类作业的安全性和效益，本文给出了一款新型杆上带电作业平台装置，可有效解决原平台的安全性能问题，且能提高该类作业的效率，为企业创造效益。

关键词：绝缘工作斗；自升降；可旋转；配电带电作业

1.引言

10kV配电线路带电作业广泛采用绝缘斗臂车作业法，该方法具有操作简易、节省人力、工作效率高等优点，其不足之处在于对工作地点的场地条件要求高，如场地应足够大、通车并能展放绝缘斗臂车，作业点上空应无树竹等影响绝缘臂伸展转动等。在场地狭小、障碍物较多的场合，配网带电作业班组多采用传统的绝缘平台类作业法或者绝缘操作杆作业法（此法因费时费力已经很少使用）。其中，传统的作业绝缘平台，其尺寸长不到1米，宽不足0.3米，给作业人员可移动的范围极其有限，为保证与线、杆足够的绝缘水平，作业时不得不对杆身、横担、瓷瓶、引线等进行层叠式绝缘防护，工作人员需要穿着全套绝缘防护服和防护靴，工作时必须时刻注意安全距离才能保证作业的安全性。该平台作业法缺点十分明显：其一，对作业人员的技能水平要求较高，作业人员还必须具备较高的心理素质以应对突发情况；其二，需要用到的绝缘防护工器具较多，如包裹杆身的绝缘毯等；其三，对作业班组的配合要求高，作业过程中，杆上带电作业人员、辅助杆上作业人员、地面配合人员需要密切频繁的配合传递工器具、防护用品等；其四，带电作业人员体力消耗巨大，不适合在高温条件下采用；其四，有随时掉落工器具、边角料的风险）[1]-[3]。

2.10kV轻便型自升降可旋绝缘工作斗

为解决现有平台工具存在的诸多问题，笔者通过分析和论证，设计了一款新型10kV轻便型自升降可旋绝缘工作斗装置。

2.1装置原理

该装置通过预先用分片式抱箍装置及紧线装置在杆身上逐节搭建绝缘梯和升降架，再将10kV绝缘工作斗用电动葫芦提升至杆身作业位置，作业人员采用绝缘手套法或绝缘操作杆法等方式进行作业。作业过程中，绝缘斗、绝缘梯等绝缘部件为作业人员提供了可靠的绝缘防护，使人员平台作业时不用再考虑对电杆的绝缘问题。此外，大容量的绝缘工作斗也为作业人员携带工器具提供了便利。

2.2装置结构

该装置包括组合式绝缘工作斗、绝缘梯、梯连组合金具、升降架、配套抱箍[4]、拉线带、紧线器、电动力装置，以及连接螺栓、卡销、轴承等等。其中，绝缘斗用复合环氧树脂材料通过开模一体塑形，绝缘梯采用3240环氧树脂管分节压制成型，抱箍装置和升降架金属部分均由Y12铝合金材料制成，各种卡销、螺栓均为符合国家标准的8.8级钢材打造。该装置主要特点为：1）可分解拆卸，组装和运输方便；2）电动升降，手动旋转，可有效节约杆上带电作业人员体力支出；3）绝缘斗和绝缘梯的绝缘强度高，可为作业人员提供有效的绝缘防护；4）绝缘斗载重达300kg，基本满足作业时携带工具、材料的载荷要求，且绝缘斗内空间较大，能归置较大型的作业器材。结构如下图所示：

图1新型10kV轻便型自升降可旋绝缘工作斗设计图

2.3作业过程中的技术风险分析

绝缘工作斗作为载重工具，在杆身上工作时，主要风险为倒杆风险。下图为杆上作业时杆身、绝缘梯、绝缘斗的受力分析图：

图中Mg为杆自身重力，m1g、m2g、N分别为绝缘斗加载重、绝缘梯重力、总压力，F为地面支撑力，f为作业时人为产生的横向力，A、B、Z、Q分别为绝缘梯支撑架支点、杆身倾倒支点、杆身重心、绝缘斗及载荷重心，H为重心Q高度，h为杆体地下埋深，L1为重心Q与支点A水平距离，L2为重心Z与支点A水平距离。

当杆身铅锤、人员不产生横向力时，以上各量满足如下关系：

①N=F=m1g+m2g；（整个绝缘斗装置视为刚体，全部重力由地面支撑）

②m1g×L1=Mg×L2；（以A点为支点的力矩系平衡，即绝缘斗及载重的倾倒矩被杆身反抗矩抵消）

③f×H=T×h；（人为产生的横向倾覆矩被土壤粘附矩抵消）

在埋深足够、夯实牢固、设计拉线稳固、杆身无异常等情况下，人为产生的横向倾覆力不足以造成倒杆事故；而绝缘斗和载重的倾覆作用又完全被杆身自重抵消，倾覆可能性无限接近于零。笔者充分考虑了装置使用的安全性，图中L2为L1的三分之一，只有当绝缘斗载重达到杆身自重的三倍以上时，杆身才可能有倾倒趋势。因此在作业前检查基础情况是控制倒杆风险的最重要环节。

2.4适用范围

10kV轻便型自升降自旋绝缘工作斗装置适用于10kV所有型号的拔稍砼杆。当然，该装置不适用于水泥杆基础埋深不够、根部基础和拉线不牢固、水泥杆有纵向或横向裂纹、水泥杆运行15年以上、现场查看有可能发生倒杆、断杆等情况（参考《国家电网公司电力安全工作规程（配电线路部分）》

3.10kV轻便型自升降可旋绝缘工作斗的应用

3.1应用成效

该装置通过长达半年的试用和检测，相比原平台类工具而言，具有明显效益优势，具体如下：

（1）利用绝缘斗装置后，10kV配网平台法带电作业的工作效率得到了显著的提高，平均减少工作时长达30%。

（2）拓展了平台类作业使用范围。装置投入使用后，10kV配网带电作业可进行的区域进一步拓展，绝缘斗臂车无法到达的区域也能实现带电作业，平台类作业法可作业范围拓展了200%，增加的带电作业次数可为公司减少供电损失和增加带电作业费用收入。

（3）装置具备便携性和可分拆性，方便运输、使用和保存，提高了平台工具的规范化水平。

（4）增强了10kV配网带电作业平台类方法的安全可靠性，有效防范了人身伤亡事故的发生。绝缘斗装置能够保证作业人员作业过程中与带电体之间的绝缘强度，减少了频繁起吊工器具坠落风险、人员触电风险和在平台上移动存在的失足坠落风险。

（5）新的绝缘斗平台可与操作杆作业法相结合，进一步拓宽平台作业的工作半径，增加可带电作业类型。

（6）该类平台作业对作业人员技能水平的要求降低了两个档次，原要求技师才能进行平台法作业，现中级工即可轻松进行作业，这为公司人才的充分使用，拓宽了道路。电力生产的现场管理旨在保证人身、电网和设备安全的前提下，为用电客户提供持续、稳定、优质的电能。人身、电网和设备的安全是供电企业安全生产最重要的前提，是企业效益的基本保证。

（7）减少停电次数，保证了供电可靠性。

（8）能及时完成客户带电委托，提高企业服务形象。

3.2应用前景

（1）适用对象

该装置主要面向有带电作业需求，但无法配备带电作业车的县级供电单位推广，有大量杆身平台作业业务的市供电单位也可使用。该绝缘斗工作平台不仅适合于工作现场使用，在带电作业培训基地和各地市公司实训场也可作业常备的训练器具应用。相比较直接用绝缘斗臂车进行训练，使用该绝缘工作斗平台不仅可以节约大量的燃油成本和绝缘斗臂车损耗成本，而且方便实训场一次组装、长期使用（不带电条件下，不用考虑绝缘材料寿命）。该平台可进行的训练项目有绝缘手套作业法和绝缘杆作业法带电作业，相比较用脚扣操作杆作业，明显该平台在安全性方面有极大地优势。

（2）适用政策

国家电网公司文件要求和鼓励各级供电单位广泛开展10kV绝缘操作杆法带电作业，结合本平台可以达到事半功倍的效果。

（3）使用成本

笔者为项目推广专门制作了教学视频，使用操作手册和施工方案等规范化文本，可指导使用单位正确使用该装置。由于所有资料均为笔者亲自制作，不存在外包费用，因此推广时所用成本可控制在200元每套范围内。因装置大量使用低重量、高绝缘性能复合型绝缘材料，估计量产后制造成本在10万元至12万元之间。设计使用寿命8年，年均使用成本1.5万元以内。

4.总结

10kV轻便型自升降自旋绝缘工作斗装置作为新的杆上平台类作业法工具，将绝缘斗臂车作业法的概念引入杆上作业平台，极大的拓宽了该类作业的工作半径，减轻了工作人员的劳动强度，提高了作业的安全可靠性，使得高温条件下的该类作业成为可能。

参考文献：

[1]张欣.绝缘杆和绝缘斗臂车带电作业的比较[J].农村电工，2012，10：26-27.

[2]罗洪舟.10kV配网带电作业方法的分析与研究[J].黑龙江科技信息，2014，26：155.

[3]俸兴旺.10kV配电线路带电作业方法及其特点[J].科技资讯，2008，32：102.

[4]王立坚，韩坚.新型防倒杆装置的研制和应用[J].电力安全技术，2015，10：34-35.