一種低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿的研制

陳俊 陳健偉

摘要：低壓空氣開關(guān)具有一定的滅弧功能，在配電回路發(fā)生故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳閘，切斷故障電流，但檢修人員在現(xiàn)場搶修過程中對其試送電時(shí)，即便佩戴好絕緣手套，仍會(huì)對檢修人員的人身安全造成威脅。為此，研制了一種低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿，它可延長檢修人員與故障點(diǎn)之間的安全距離。檢修人員在操作低壓空氣開關(guān)時(shí)，配套使用絕緣手套與該絕緣操作桿，可起到雙重保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：絕緣手套;低壓空氣開關(guān);絕緣操作桿;安全距離

0 引言

低壓空氣開關(guān)是一種過載保護(hù)開關(guān)，由焦耳定律Q=I2Rt可知，電流越大，發(fā)熱量越大。當(dāng)線路過載時(shí)，若流經(jīng)線路中的電流超過低壓空氣開關(guān)的額定電流，則過高的電流使低壓空氣開關(guān)熱元件產(chǎn)生較高的熱量，使雙金屬片發(fā)熱變形讓脫扣器脫扣，低壓空氣開關(guān)跳閘[1]。低壓空氣開關(guān)普遍運(yùn)用于低壓配電網(wǎng)，具有控制和多種保護(hù)功能，可判斷當(dāng)前低壓配電回路中的電流是否超過額定電流，以及是否存在短路故障或失壓等現(xiàn)象，并在發(fā)生上述現(xiàn)象時(shí)及時(shí)切斷過電流回路，保護(hù)電氣設(shè)備[2]。同時(shí)，低壓配電回路在計(jì)劃檢修或出現(xiàn)故障需要搶修時(shí)，應(yīng)設(shè)置安全措施，將檢修回路隔離，斷開部分低壓空氣開關(guān)，保護(hù)檢修人員的人身安全。實(shí)際工作中，當(dāng)檢修作業(yè)完成后，檢修人員對低壓空氣開關(guān)試送電時(shí)，即便佩戴好絕緣手套，當(dāng)開關(guān)本體存在故障或故障點(diǎn)比較靠近人體時(shí)仍有可能產(chǎn)生電弧，甚至出現(xiàn)開關(guān)爆炸的情況，對檢修人員的人身安全造成威脅[3-5]。基于此，某公司結(jié)合所轄區(qū)域低壓配電網(wǎng)中低壓空氣開關(guān)的布置情況，根據(jù)低壓配電網(wǎng)檢修工作需要，研制出了一種通用型低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿，以免檢修人員在操作過程中被電弧灼傷或因開關(guān)爆炸受傷。

1 絕緣操作桿設(shè)計(jì)

該公司所轄區(qū)域的低壓配電網(wǎng)檢修時(shí)，在檢修作業(yè)結(jié)束，低壓空氣開關(guān)試送電檢查低壓配電回路時(shí)，曾發(fā)生過5起因低壓空氣開關(guān)出現(xiàn)故障產(chǎn)生電弧灼傷操作人員的事件，2起低壓空氣開關(guān)爆炸事件。為確保運(yùn)行操作人員的安全，該公司研制了一種低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿。

該低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿，可保證操作人員與低壓空氣開關(guān)有足夠安全的距離。操作人員雙手佩戴絕緣手套握住操作桿后端，用絕緣操作桿代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絕緣手套后直接操作低壓空氣開關(guān)，可大大降低操作人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和技術(shù)規(guī)范，設(shè)計(jì)人員明確了對絕緣操作桿的端頭（與低壓空氣開關(guān)直接接觸部分）設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)保證絕緣操作桿能夠在各種環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)低壓空氣開關(guān)合閘、斷開的動(dòng)作要求，并將操作桿的端部設(shè)計(jì)成一大一小，以實(shí)現(xiàn)一桿多用，同時(shí)，還應(yīng)增強(qiáng)整個(gè)絕緣操作桿端部的牢固性。針對絕緣操作桿的桿部設(shè)計(jì)，一方面需要選擇絕緣、抗壓、耐熱性能良好的材料，另一方面應(yīng)將絕緣操作桿桿部形狀設(shè)計(jì)為圓柱形狀。通常電力系統(tǒng)絕緣操作桿采用的連接方式是螺紋結(jié)構(gòu)連接，所以在低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿設(shè)計(jì)過程中，需要在絕緣操作桿底部以及兩端設(shè)計(jì)攻絲，并使用螺紋結(jié)構(gòu)將兩部分結(jié)合，以保證絕緣操作桿的穩(wěn)固性。根據(jù)低壓空氣開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)產(chǎn)生電弧的距離，絕緣操作桿長度應(yīng)設(shè)計(jì)為0.5 m以上。

2 絕緣操作桿組成及注意事項(xiàng)

2.1? ? 絕緣操作桿組成

該公司設(shè)計(jì)的低壓空氣開關(guān)絕緣桿由操作頭支架、大齒輪、小齒輪、連接套管、絕緣管、螺紋接頭、方孔插接頭、方形傳動(dòng)頭、芯軸絕緣管、曲柄等部件組成，設(shè)計(jì)為3節(jié)，如圖1所示。其材質(zhì)主要為鋁合金和環(huán)氧玻璃，各部件材質(zhì)及尺寸如表1所示。

2.2? ? 絕緣操作桿保管注意事項(xiàng)

（1）該低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿由3節(jié)組成，在保管存放時(shí)，需將小節(jié)分解，將表面帶有絲扣的一段裝入專用的袋子中，不可碰磨，防止桿體表面和絲扣擦傷。

（2）使用潔凈布定期對存放的絕緣操作桿進(jìn)行擦拭，存放在通風(fēng)干燥的區(qū)域或恒溫、除濕柜內(nèi)。

（3）每半年對絕緣操作桿進(jìn)行一次技術(shù)檢測，確保絕緣良好。

2.3? ? 絕緣操作桿操作注意事項(xiàng)

為了有效規(guī)避使用風(fēng)險(xiǎn)，操作人員在使用絕緣操作桿前，一定要仔細(xì)檢查絕緣桿表面，確認(rèn)是否有損傷或脫漆的情況，并用潔凈布對其表面進(jìn)行擦拭。同時(shí)，操作人員應(yīng)佩戴清潔干凈的手套輕輕地將絕緣操作桿抽出工具袋，然后以懸離地面的方式，將絕緣桿的不同小節(jié)用絲扣連接起來，不能將桿體直接放置在地面上，一旦雜物進(jìn)入絕緣桿絲扣，將大幅降低絕緣效果。在操作過程中，操作人員仍然需要佩戴絕緣手套，防止絕緣操作桿絕緣不良而發(fā)生觸電事故。操作結(jié)束后，如果絕緣桿表面有雜質(zhì)或污漬，操作人員應(yīng)對其進(jìn)行清潔，清潔后需按正確方式拆解，然后按照2.2的注意事項(xiàng)進(jìn)行保管。

3 絕緣操作桿實(shí)際應(yīng)用效果

經(jīng)過技術(shù)檢測表明，該公司研制的低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿的絕緣水平、抗壓性能、耐熱性能均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其容易實(shí)現(xiàn)合閘、斷開低壓空氣開關(guān)。在合閘低壓空氣開關(guān)時(shí)，人為制造開關(guān)故障，產(chǎn)生的電弧距離遠(yuǎn)低于操作人員與故障低壓空氣開關(guān)的距離，不會(huì)對操作人員的安全造成威脅。因此，該公司研制的低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿安全、可靠。因絕緣桿結(jié)構(gòu)較為特殊，操作人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行2.2所述的絕緣操作桿保管注意事項(xiàng)和2.3所述的絕緣操作桿操作注意事項(xiàng)。

4 結(jié)語

該公司研制的低壓空氣開關(guān)絕緣操作桿在合閘、斷開低壓空氣開關(guān)時(shí)，可避免操作人員因開關(guān)故障產(chǎn)生電弧或開關(guān)爆炸造成的傷害，希望能給同行業(yè)人員提供一定參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 謝錕，蘇玨，廖衛(wèi)平，等.一種帶故障定位功能的低壓空氣開關(guān)的設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)電信息，2019（33）：147.

[2] 賈罡，池銳敏，李超.低壓空氣開關(guān)專用防止誤操作鎖具在變電站現(xiàn)場的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2018（34）：171.

[3] 劉婉瑩，張國鋼.低壓空氣開關(guān)滅弧室不同電弧形態(tài)下的磁場研究[J].電器與能效管理技術(shù)，2015（8）：22-25.

[4] 劉東庭，魯林軍，劉聰漢，等.配電帶電作業(yè)絕緣遮蔽工具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].電網(wǎng)與清潔能源，2020，36（1）：36-40.

[5] 沈潔，趙智龍，錢敏，等.電廠接觸器與空氣開關(guān)健康度現(xiàn)場檢測技術(shù)研究[J].電力與能源，2020，41（2）：186-189.