一種新型驗電式絕緣操作桿

盧濟周 朱勛參 范志白 秦攀 鄧劍凌

摘要：常規(guī)絕緣操作桿與高壓驗電器都是專業(yè)用于電力系統(tǒng)內(nèi)的帶電作業(yè)，帶電檢修以及帶電維護作業(yè)的獨立器具。而新型驗電式絕緣操作桿則是將兩者相結(jié)合而形成的新型工具，是具驗電功能與絕緣操作功能為一體的新型工具，整合功能，減少種類，攜帶方便。

關(guān)鍵詞：驗電式絕緣操作桿；絕緣操作桿；高壓驗電器；玻璃鋼

引言：

目前，絕緣操作桿多采用的是環(huán)氧玻璃絲管，俗稱玻璃鋼管，其絕緣性能優(yōu)良，機械強度高，故應(yīng)用廣泛。同時其功能也比較單一，絕緣操作桿只能進行分合閘操作，不能檢測線路是否帶電，在故障情況下存在一定人身安全隱患。為了檢驗線路上是否帶電，通常采用高壓驗電器，通過檢測流過驗電器的對地雜散電容中的電流，檢驗設(shè)備、線路是否帶電。因其強度問題只能作為驗電器使用，不能充當絕緣操作桿使用。每次作業(yè)時都必須攜帶絕緣操作桿和高壓驗電器兩套設(shè)備，占用空間，且在使用中費時費力，同時也存在混用誤操作的風(fēng)險。本文介紹一種帶有驗電功能的新型絕緣操作桿，能有效提高工作效率、攜帶方便、更加安全可靠。

1、產(chǎn)品簡介：

絕緣操作桿，目前國內(nèi)外所采用的材料大多為環(huán)氧樹脂與玻璃纖維相結(jié)合的產(chǎn)物，俗稱“玻璃鋼”。按其成形工藝的不同有采用玻璃絲布管制成、玻璃纖維纏繞真空澆注和玻璃纖維拉制等多種成形方式。

高壓驗電器大多采用通過檢測流過驗電器的對地雜散電容中的電流，檢驗設(shè)備、線路是否帶電的原理。按其表現(xiàn)形式不同分為發(fā)光型高壓驗電器、聲光型高壓驗電器和數(shù)字顯示等幾種形式。但大都有一個共同點是高壓驗電器的外殼機械強度較差，不能負重。

雖然絕緣操作桿和高壓驗電器作為獨立的工具，技術(shù)比較成熟，但目前國內(nèi)外還沒有發(fā)現(xiàn)將二者相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，本項目產(chǎn)品問世將填補此項空白，市場應(yīng)用廣泛，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2、新型驗電式絕緣操作桿的結(jié)構(gòu)組成

新型驗電式絕緣操作桿主要由金屬操作工作頭、驗電器和絕緣桿三大部分組成，如圖所示。金屬操作工作頭通過螺紋與驗電器絕緣外殼上部相連，驗電器絕緣外殼下部螺紋通過金屬螺紋聯(lián)接套與絕緣操作桿上端相連接形成帶有“驗電”功能的新型絕緣操作桿。

其中驗電器帶有夜間操作照明燈、充電器插孔、夜間操作照明燈開關(guān)、蜂鳴器、驗電指示燈、試驗按鈕等幾部分。

2.1絕緣桿：

采用無堿無捻粗紗的玻璃纖維與雙酚A型環(huán)氧樹脂浸漬相結(jié)合的工藝，通過專用模具設(shè)備，采用抽拉的方式，制成絕緣桿。分節(jié)處采用螺旋接口，最長可做到10米，可分節(jié)裝袋攜帶方便。

采用伸縮式高壓絕緣桿3節(jié)伸縮設(shè)計，一般最長做到6米，重量輕，體積小，易攜帶，使用方便，可根據(jù)使用空間伸縮定位到任意長度，有效地克服了接口式絕緣桿因長度固定而使用不便的缺點。游刃式高壓絕緣桿接口出采用游刃設(shè)計，旋緊后不會倒轉(zhuǎn)。

2.2驗電器的絕緣殼：

采用無堿無捻粗紗的玻璃纖維與雙酚A型環(huán)氧樹脂浸漬相結(jié)合的纏繞工藝，固化成形后再進行車削加工，最終形成所需的絕緣殼，高壓驗電器電路外殼采用全封鎖結(jié)構(gòu)，要求具有足夠的機械強度，滿足開合閘要求。

2.3驗電器：

聲光報警高壓驗電器：聲光報警高壓驗電器工作電壓為 4-5V ，由電池供電，電路靜態(tài)電流一般為10μA ，驗電時驗電器外殼上的一只紅色發(fā)光二極管會按一定的頻率閃爍發(fā)光，外殼上的蜂鳴器也同時按一定的頻率發(fā)出報警聲，電路的工作電流為22mA 。

2.4驗電：

當已知物體帶電時，若要識別它所帶電荷的種類，只要先把這帶電體與金屬球接觸一下，使金箔張開。然后，再用已知的帶足夠多正電的物體接觸驗電器的金屬球，如果金屬箔張開的角度更大，則表示該帶電體的電荷為正的；反之，如果金屬箔張開的角度減小，或先閉合而后張開，則表示帶電體的電荷是負的。

3、驗電器及其特性：

驗電器是一種用來檢查電壓線路和電力設(shè)備是否帶電的工具，是電力系統(tǒng)及工礦企業(yè)用電作業(yè)必備的安全工具，常用于0.1kV-500kV線路或設(shè)備是否帶有運行工頻電壓，以確保在停電檢修的工作人員的人身安全。

3.1驗電器主要技術(shù)指標符合DL740-2000電力行業(yè)標準及國際IEC技術(shù)標準，產(chǎn)品可在全國推廣使用。

3.2驗電式絕緣操作桿驗電靈敏性能高，不受陽光、噪聲影響，白天黑夜戶內(nèi)戶外均可使用。

3.3抗干擾性強，內(nèi)設(shè)過壓保護，溫度自動補償，具備全電路自檢功能。內(nèi)置交流驗電器，由線路板，HEF4011BT芯片，LED照明燈，2000mAh充電鋰電池組成。

3.4內(nèi)設(shè)電子自動開關(guān)，電路采用集成電路屏蔽，保證在高電壓、強電場下集成電路安全可靠地工作。

3.5驗電器各部分的聯(lián)接牢固、可靠、指示器密封完好，指示器上的標志完整。

3.6絕緣操作桿采用環(huán)氧樹脂和無堿玻璃纖維材料組成，絕緣管直徑36MM，質(zhì)量輕、機械強度高、攜帶方便，表面清潔光滑、方便操作。

4、驗電器工作原理：

該高壓驗電器的報警電路采用HEF4011BT雙排直插14腳四2輸入與非門電路，金屬觸頭與三極管Q1組成感應(yīng)檢測源，當觸頭從遠處漸漸靠近高壓電源時，Q1導(dǎo)通使四2輸入與非門電路的8、9腳與非門輸入端變?yōu)榈碗娖剑?0腳輸出高電平。12、13腳與非門輸入端變?yōu)楦唠娖剑?1腳輸出低電平。電阻R6、R7、R8和電容C1與另外兩個與非門組成的可控振蕩器被觸發(fā)起振，在③腳輸出矩形波，控制Q2斷續(xù)導(dǎo)通。驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管LED斷續(xù)導(dǎo)通發(fā)聲、發(fā)光報警。

4.1使用前測試：

按下KEY鍵，HEF4011BT芯片第5、6腳輸入高電平，4腳輸出低平；1、2腳連著4腳輸入低平，3腳輸出高平；8腳連著3腳輸入高平，輸入9腳和輸出10腳經(jīng)過阻容連接，第8腳輸入高平時，10腳會輸出矩形波；12、13腳連著10腳震蕩輸出，11腳震蕩輸出。當11腳輸出高電平時蜂鳴器響，輸出低時LED亮。震蕩時間間隙跟9、10腳外接的阻容選取有關(guān)。

4.2驗電器測試:

高壓電極由金屬球體構(gòu)成，在1m的空間范圍內(nèi)不應(yīng)放置其他物體，將驗電器的接觸電極與一極接地的交流電壓的高壓電極相接觸，逐漸升高高壓電極的電壓，當驗電器發(fā)出"電壓存在"信號，如"聲光"指示時，記錄此時的起動電壓，如該電壓在(0.15~0.4)倍額定電壓之間，則認為通過。

5、結(jié)論

在電網(wǎng)作業(yè)過程中，設(shè)備驗電需要驗電器，設(shè)備操作需要絕緣操作桿，兩者配合才能完成設(shè)備的驗電和操作工作，而新型驗電式絕緣操作桿將傳統(tǒng)聲光驗電器和絕緣操作桿合二為一，將驗電和操作由兩步變?yōu)橥瑫r進行，縮短了設(shè)備驗電與操作之間的時間間隔，提高了工作效率，同時也降低了作業(yè)人員的現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險。

a).將傳統(tǒng)聲光驗電器和絕緣操作桿合二為一，可減少電網(wǎng)作業(yè)人員需帶到現(xiàn)場工器具的數(shù)量，減輕了作業(yè)人員的工作負擔；

b).有別于傳統(tǒng)驗電器。本文所研發(fā)的驗電器，通過集成電路設(shè)計，適用于35kV及以下電網(wǎng)使用,使用范圍更加廣泛；

c).將傳統(tǒng)聲光驗電器和絕緣操作桿合二為一，減少了電網(wǎng)作業(yè)人員現(xiàn)場作業(yè)次數(shù)，極大的縮短了設(shè)備驗電與設(shè)備操作之間的時間間隔，節(jié)約了工作時間，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益；

d).可有效降低現(xiàn)場作業(yè)頻率，操作步驟由兩步變?yōu)橥瑫r進行，在提高檢修效率的同時也提高了作業(yè)的安全性，大大降低了作業(yè)人員的現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險；

e).在操作桿頂部設(shè)置照明設(shè)備極大方便了作業(yè)人員在夜間尋找目標設(shè)備，不僅提高了工作效率，也提高了夜間作業(yè)人員的安全性；

f).安全工器具數(shù)量的減少可以降低企業(yè)采購成本；

g).由于安全工器具是絕緣工具需要在特定的條件下保存，且需要定期試驗，通過減少工器具使用數(shù)量，可以降低企業(yè)對安全工器具的維護成本和試驗成本。