帶電作業(yè)技術(shù)

1.國(guó)內(nèi)外帶電作業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)介1.1國(guó)外帶電作業(yè)發(fā)展概況1.2國(guó)外帶電作業(yè)特點(diǎn)1.3我國(guó)帶電作業(yè)發(fā)展概況1.4帶電作業(yè)學(xué)術(shù)組織機(jī)構(gòu)1.1國(guó)外帶電作業(yè)發(fā)展概況帶電作業(yè)始創(chuàng)于美國(guó)。1913年，成功研究了33kV帶電作業(yè)工具；1948年，在霍佛達(dá)姆至洛杉機(jī)一條287kV

線路更換懸式絕緣子；1959年，質(zhì)輕、絕緣性能好的玻璃纖維出現(xiàn)，促進(jìn)帶電作業(yè)發(fā)展；1960末，開(kāi)始等電位作業(yè)。

加拿大1944年，引進(jìn)美國(guó)專利后開(kāi)始帶電作業(yè)；60年代，成功地在220kV線路上進(jìn)行了帶電緊線、換線夾和鐵塔接腿的全線帶電改造工作。日本1953年，從美國(guó)引進(jìn)技術(shù)，開(kāi)始帶電作業(yè)；1962年，可在220kV線路進(jìn)行帶電作業(yè)；70年代初，掌握500kV輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)。1.3我國(guó)帶電作業(yè)概況1953年，遼寧省鞍山電業(yè)局根據(jù)生產(chǎn)需要研制帶電清掃更換和裝拆配電設(shè)備及引線的簡(jiǎn)單工具；1954年，成功更換了10kV橫擔(dān)、木桿和絕緣子；1956年，更換66kV木制直線桿和絕緣子；1957年底，更換110～220kV絕緣子；1958年，國(guó)內(nèi)第一次220kV等電位作業(yè)；1971年，國(guó)內(nèi)第一次500kV等電位作業(yè)；1.4帶電作業(yè)學(xué)術(shù)組織機(jī)構(gòu)國(guó)際帶電作業(yè)技術(shù)交流會(huì)議

1977年成立，由美國(guó)和加拿大電氣學(xué)會(huì)發(fā)起。1980年，我國(guó)應(yīng)邀參加在芝加哥舉行的第二屆會(huì)議。主要工作：交流帶電作業(yè)新技術(shù)、新工具、新方法，不但有現(xiàn)場(chǎng)表演，還有論文交流。國(guó)際電工委員會(huì)IEC-TC-78

主要工作是制訂帶電作業(yè)用的工具和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，下設(shè)8個(gè)工作組，每?jī)赡暾匍_(kāi)一次會(huì)議。1.4帶電作業(yè)學(xué)術(shù)組織機(jī)構(gòu)我國(guó)帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)下設(shè)在武漢高壓研究院，主要工作：制訂國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，定期組織經(jīng)驗(yàn)交流、標(biāo)準(zhǔn)宣貫等活動(dòng)。帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)

基本材料類標(biāo)準(zhǔn)

防護(hù)用具類標(biāo)準(zhǔn)

裝置設(shè)備類標(biāo)準(zhǔn)

其它標(biāo)準(zhǔn)

工具類標(biāo)準(zhǔn)

基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7個(gè)1）GB/T2900.55-2002電工術(shù)語(yǔ)帶電作業(yè)2）GB/T14286-2002帶電作業(yè)工具設(shè)備術(shù)語(yǔ)3）GB/T18037-2000帶電作業(yè)工具基本技術(shù)要求與設(shè)計(jì)導(dǎo)則4）GB/T18857-2002配電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則5）GB/T19185-2003交流線路帶電作業(yè)安全距離計(jì)算方法6）DL/T876-2004帶電作業(yè)絕緣配合導(dǎo)則7）DL/T877-2004帶電作業(yè)絕緣工具試驗(yàn)導(dǎo)則8）DL/T878-2004帶電作業(yè)工具、裝置和設(shè)備使用的一般要求9）DL/T881-2004±500kV直流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則10）DL/T972-2005帶電作業(yè)工具、設(shè)備質(zhì)量保證導(dǎo)則11）DL/T976-2005帶電作業(yè)工具、裝置和設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程12）DL/T973-2005送電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則基本材料類標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)1）GB/T13035-2003帶電作業(yè)用絕緣繩索2）GB13398-2002帶電作業(yè)用空心絕緣管、泡沫填充絕緣管及實(shí)心絕緣棒（原標(biāo)準(zhǔn)的名稱：帶電作業(yè)用絕緣桿通用技術(shù)條件）工具類標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)1）GB12167-2005帶電作業(yè)用鋁合金緊線夾具2）GB/T13034-2003帶電作業(yè)用絕緣滑車3）GB/T14545-2003帶電作業(yè)用小水量沖洗工具（長(zhǎng)水柱短水槍型）4）GB15632-1995帶電作業(yè)用提線工具通用技術(shù)條件5）GB18286-2000交流1kV、直流1.5kV及以下電壓帶電作業(yè)用手工工具6）DL488-1992帶電作業(yè)用盤型懸式絕緣子卡具第一部分20kN級(jí)卡具7）DL463-1992帶電作業(yè)用盤型懸式絕緣子卡具第二部分28~45kN級(jí)卡具8）DL/T699-1999帶電作業(yè)用絕緣托瓶架通用技術(shù)條件9）DL779-2001帶電作業(yè)用絕緣繩索類工具防護(hù)用具類標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6個(gè)1）GB12168-2005帶電作業(yè)用硬質(zhì)遮蔽罩2）GB17622-1998帶電作業(yè)用絕緣手套通用技術(shù)條件3）GB18136-2000高壓靜電防護(hù)服裝及試驗(yàn)方法4）GB6568.1-2000帶電作業(yè)用屏蔽服裝5）GB6568.2-2000帶電作業(yè)用屏蔽服裝試驗(yàn)方法6）DL778-2001帶電作業(yè)用絕緣袖套7）DL/T676-1999帶電作業(yè)用絕緣（靴）通用技術(shù)條件8）DL/T803-2002帶電作業(yè)用絕緣毯9）DL/T853-2004帶電作業(yè)用絕緣墊10）DL/T880-2004帶電作業(yè)用導(dǎo)線軟質(zhì)遮蔽罩11）DL/T975-2005帶電作業(yè)用機(jī)械防護(hù)手套裝置設(shè)備類標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7個(gè)1）GB17620-1998帶電作業(yè)用絕緣硬梯通用技術(shù)條件2）DL415-1991帶電作業(yè)用火花間隙檢測(cè)裝置

3）DL/T636-1997帶電作業(yè)用500kV四分裂導(dǎo)線飛車4）DL/T740-2000電容型驗(yàn)電器5）DL/T854-2004帶電作業(yè)用絕緣斗臂車的維護(hù)保養(yǎng)及在使用中的試驗(yàn)6）DL/T858–2004架空配電線路帶電安裝及作業(yè)工具設(shè)備7）DL/T879-2004帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置8）DL/T971-2005帶電作業(yè)用1kV~35kV便攜式核相儀其他類別標(biāo)準(zhǔn)1）DL784-2001帶電更換330kV線路耐張單片絕緣子技術(shù)規(guī)程2）DL/T974-2005帶電作業(yè)工具庫(kù)房3.帶電作業(yè)安全防護(hù)3.1電流對(duì)人體的影響3.2電場(chǎng)對(duì)人體的影響3.3靜電感應(yīng)3.4強(qiáng)電場(chǎng)的安全防護(hù)3.1電流對(duì)人體的影響

如果人體被串接于閉合電路中，就會(huì)有電流通過(guò)，其大小按I=U/Zt計(jì)算。Zt為人體總阻抗，包括人體內(nèi)阻抗和皮膚阻抗，通常人體內(nèi)部阻抗看成是電阻性的，皮膚阻抗看作是一阻容網(wǎng)絡(luò)，隨電壓、頻率、電流持續(xù)時(shí)間、接觸面積、接觸壓力、皮膚濕度和溫度變化而變化。表3-1給出在干燥條件下，接觸面積為50～100cm2，電流路徑為手-手或手-腳的人體總阻抗值。

表3-1人體總阻抗值

從表3-1看出，人體阻抗因人而異。一般來(lái)講，人體阻抗按1000計(jì)算。電擊對(duì)人體造成傷害主要是流經(jīng)人體電流的大小，分為穩(wěn)態(tài)電擊和暫態(tài)電擊。人體對(duì)穩(wěn)態(tài)電擊的生理反應(yīng)分為：感知、震驚、擺脫、呼吸痙攣和心室纖維性顫動(dòng)。表3-2給出了相應(yīng)的電流閾值。表3-2人體對(duì)穩(wěn)態(tài)電擊產(chǎn)生生理的反應(yīng)的電流閾值(mA)表3-3IEC對(duì)交流電流下人體生理效應(yīng)的推薦意見(jiàn)3.2電場(chǎng)對(duì)人體的影響

在帶電作業(yè)中，當(dāng)外界電場(chǎng)達(dá)到一定強(qiáng)度，裸露的皮膚就有“微風(fēng)吹拂”的感覺(jué)，此時(shí)測(cè)量到的體表場(chǎng)強(qiáng)為240kV/m。隨著電場(chǎng)的加強(qiáng)，人的毛發(fā)顫動(dòng)，甚至兩耳有刺痛感。試驗(yàn)表明，人站在地面時(shí)頭頂部的局部最高場(chǎng)強(qiáng)為周圍場(chǎng)強(qiáng)的13.5倍。所以國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議認(rèn)為高壓輸電線路下地面場(chǎng)強(qiáng)為10kV/m時(shí)是安全的。我國(guó)《帶電作業(yè)用屏蔽服裝試驗(yàn)方法》規(guī)定人體皮膚電場(chǎng)感知水平為240kV/m。3.3靜電感應(yīng)

帶電作業(yè)人員在電場(chǎng)中工作時(shí)，因靜電感應(yīng)可能會(huì)受到電擊，有兩種情況：(1)當(dāng)人體對(duì)地絕緣時(shí)；人體在強(qiáng)電場(chǎng)中可視為導(dǎo)體，因靜電感應(yīng)處于某一電位，如果觸及接地體，人體上感應(yīng)電荷能通過(guò)接觸點(diǎn)對(duì)地放電時(shí)。如作業(yè)人員攀登桿塔時(shí)，由于離導(dǎo)線很近，人體感應(yīng)電壓較高，當(dāng)手觸及鐵梁時(shí)，手上就有放電刺痛感。(2)當(dāng)人體處于地電位時(shí)對(duì)地絕緣的金屬導(dǎo)體在電場(chǎng)中因感應(yīng)具有一定電位，處于地電位的人用手去觸摸，同樣會(huì)受電擊。3.4強(qiáng)電場(chǎng)安全防護(hù)

帶電作業(yè)人員在強(qiáng)電場(chǎng)中工作時(shí)，屏蔽服是最有效的安全防護(hù)工具。我國(guó)自1958年開(kāi)始研制，目前采用不銹鋼纖維和阻燃纖維混紡成布料，制成屏蔽服，同普通衣服一樣柔軟。屏蔽服有三大作用：(1)屏蔽作用；屏蔽服只是一金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不可避免的有部分電場(chǎng)穿透屏蔽服，一般用屏蔽效率來(lái)表示電場(chǎng)減弱程度。屏蔽效率：S=20×logE1/E2dB式中：E1無(wú)屏蔽時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)；

E2屏蔽服內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)。我國(guó)規(guī)定屏蔽服效率為40dB，相當(dāng)于屏蔽效率99％，穿透率僅為1％。(2)均壓作用作業(yè)人員在作業(yè)時(shí)，屏蔽服的衣、褲、帽、鞋必須可靠的連成一體，人體各個(gè)部位的電位相同，起均壓作用。(3)分流作用一般人體電阻為1000，屏蔽服電阻按10計(jì)算，從電路并聯(lián)來(lái)看，屏蔽服流過(guò)大部分電流。我國(guó)將屏蔽服按使用條件分I、II兩種型號(hào)。表3-5屏蔽服的各部分技術(shù)指標(biāo)

屏蔽服試驗(yàn)包括屏蔽效率試驗(yàn)，衣服電阻試驗(yàn)，衣服熔斷電流試驗(yàn)、耐燃試驗(yàn)、耐磨試驗(yàn)、耐洗滌試驗(yàn)，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)試驗(yàn)，衣料厚度和單位面積重量試驗(yàn),透氣量試驗(yàn)等。

4.帶電作業(yè)原理和基本方法

帶電作業(yè)是以嚴(yán)格的技術(shù)措施，確保人身和設(shè)備的安全，對(duì)帶電設(shè)施進(jìn)行測(cè)試、檢修作業(yè)的一種方法。技術(shù)措施主要是指在帶電作業(yè)中，流過(guò)人體的電流、人身所受的電場(chǎng)強(qiáng)度確保在安全限度以下，保證在帶電設(shè)備可能產(chǎn)生的最高電壓下，人身所處的位置有足夠的安全距離，使作業(yè)人員不致受任何傷害的危險(xiǎn)，并且在作業(yè)中沒(méi)有不舒適的感覺(jué)。4.帶電作業(yè)原理和基本方法按照作業(yè)人員與帶電體的位置分類：間接作業(yè)直接作業(yè)按照采用的絕緣工具分類：絕緣桿作業(yè)絕緣手套作業(yè)絕緣斗臂車作業(yè)按照作業(yè)人員所處電位分類：地電位作業(yè)中間電位作業(yè)等電位作業(yè)4.1地電位作業(yè)

地電位作業(yè)是指作業(yè)人員處于地電位，使用絕緣工具間接接觸帶電設(shè)備的作業(yè)方法。其最大特點(diǎn)是：作業(yè)人員可在帶電設(shè)備周圍進(jìn)行操作，不占據(jù)設(shè)備原有的空間尺寸，適合相間距離和對(duì)地距離較小35kV以下線路和設(shè)備。人體與接地體處于同一電位，所處位置電場(chǎng)強(qiáng)度不高，不需要采取電場(chǎng)保護(hù)措施。330kV及以上線路和設(shè)備由于靜電感應(yīng)嚴(yán)重，應(yīng)采取電場(chǎng)保護(hù)措施。圖4-1地電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路圖中：Rm，絕緣工具絕緣電阻；C1，人體對(duì)帶電體電容；C2，人體穿絕緣鞋時(shí)對(duì)地電容IR，絕緣工具泄漏電流；Ic，流過(guò)人體電容電流。例：

220kV帶電作業(yè)，操作桿絕緣電阻91010，人體對(duì)帶電體電容4.4pF，絕緣鞋電容350pF。在相電壓下通過(guò)絕緣桿的泄露電流：

IR=U/Rm=127/91010=1.4A流過(guò)人體電容電流：

Ic=UXc1=1273144.4pF=176A

人體在220kV設(shè)備上進(jìn)行地電位作業(yè)時(shí)，人體有相當(dāng)?shù)膽腋‰娢唬?/p>

Uc2=UXc1/(Xc1+Xc2)=176V要消除靜電感應(yīng)引起的電擊，唯一方法是穿導(dǎo)電鞋，C2=0，使人體與接地體保持相同的電位。4.2中間電位作業(yè)

中間電位作業(yè)，人員所處電位高于地電位低于導(dǎo)線電位，用較短的絕緣工具接觸帶電體的一種作業(yè)方法。作業(yè)人員通過(guò)兩部分絕緣體分別與接地體和帶電體隔開(kāi)，兩部分絕緣體起著限制流經(jīng)人體電流的作用。組合間隙是中間電位作業(yè)一大特征。中間電位作業(yè)流經(jīng)人體的電流略大于地電位作業(yè)，但不會(huì)超過(guò)數(shù)百微安。主要取決于組合間隙的絕緣擊穿強(qiáng)度。圖4-2中間電位作業(yè)的位置示意圖及等效電路

在采用中間電位作業(yè)時(shí)，帶電體對(duì)地電壓由組合間隙承擔(dān)，人體電位是一懸浮電位，與帶電體和接地體有電位差，在作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意三個(gè)問(wèn)題：（1）地面作業(yè)人員禁止直接用手向中間電位作業(yè)人員傳遞物品；（2）當(dāng)電壓較高時(shí)，中間作業(yè)人員應(yīng)穿屏蔽服；（3）除絕緣工具保持良好的絕緣性能外，組合間隙應(yīng)比同電壓等級(jí)的單間隙大20%左右。4.3等電位作業(yè)

等電位作業(yè)是指人體與帶電體處于同一電位進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)時(shí)往往要占據(jù)設(shè)備凈空尺寸，使得帶電部位變大，電場(chǎng)畸變，設(shè)備放電電壓降低，35kV及以下線路和設(shè)備不宜采用等電位作業(yè)。等電位作業(yè)最大特點(diǎn)是：作業(yè)人員直接接觸設(shè)備，極大地簡(jiǎn)化作業(yè)工具和操作程序，電壓等級(jí)越高，效率越高。

由于帶電體及周圍空間電場(chǎng)強(qiáng)度十分強(qiáng)烈，所以等電位作業(yè)人員必須采用可靠的電場(chǎng)防護(hù)措施，使表體場(chǎng)強(qiáng)不超過(guò)人的感知水平。由于等電位作業(yè)的絕緣工具比地電位作業(yè)絕緣工具長(zhǎng)的多，因此流經(jīng)絕緣工具的泄漏電流小于地電位作業(yè)時(shí)泄漏電流。等值電路圖如下：圖中：Rr：人體電阻；Rp：屏蔽服電阻；Cr：人體對(duì)地電容；Rm：絕緣工具的絕緣電阻。5.帶電作業(yè)安全技術(shù)

電力設(shè)備運(yùn)行中，除承受額定電壓外，還得承受時(shí)常出現(xiàn)的操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓。在電力設(shè)備設(shè)計(jì)制造和電力系統(tǒng)運(yùn)行中，必須考慮這些過(guò)電壓，合理的絕緣配合，才能保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。毫不例外，帶電作業(yè)過(guò)程中，空氣間隙和絕緣工具也要考慮絕緣配合，才能保證帶電作業(yè)的安全。5.1電力系統(tǒng)過(guò)電壓

5.1.1正常運(yùn)行的工頻電壓正常運(yùn)行的電壓，不是一個(gè)定值，在一定范圍內(nèi)變化。由于系統(tǒng)的容量和負(fù)荷不同，線路的首末端電壓不一樣，最高工作電壓比額定電壓高10～15％。計(jì)算試驗(yàn)電壓時(shí)，按最高工作電壓考慮。表5-1為各電壓等級(jí)的最高電壓值。表5-15.1.2工頻過(guò)電壓

工頻過(guò)電壓一般由線路空載、不對(duì)稱接地故障和甩負(fù)荷引起的，可采用并聯(lián)電抗器的措施來(lái)限制工頻過(guò)電壓產(chǎn)生和幅值。我國(guó)規(guī)定工頻過(guò)電壓數(shù)值不能超過(guò)以下數(shù)值：母線側(cè)1.3Uxg；線路側(cè)1.4Uxg。

Uxg為最高工作相電壓。5.1.3操作過(guò)電壓

操作過(guò)電壓是在系統(tǒng)操作或故障狀態(tài)下發(fā)生，主要有以下幾種情況：線路合閘合重合閘；切除空載變電壓合并聯(lián)電抗器；線路不對(duì)稱故障分閘和振蕩解列；空載線路分閘等。操作過(guò)電壓的大小決定于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、斷路器、避雷器的性能、運(yùn)行方式等因素，以最高工作相電壓倍數(shù)來(lái)表示，操作過(guò)電壓的波形以波頭和波尾的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)表示，對(duì)絕緣起作用的主要是波頭。我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)操作波是250/2500μs。操作過(guò)電壓有正負(fù)極性，一般正極性操作波。圖5-1正極性操作沖擊電壓波形圖

在我國(guó)GB311.1-1997《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》中，對(duì)各電壓等級(jí)下的過(guò)電壓倍數(shù)作出了規(guī)定，見(jiàn)表5-2。

表5-2各電壓等級(jí)下操作過(guò)電壓的倍數(shù)

5.1.4雷電過(guò)電壓

電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓，是由于設(shè)備直接遭到雷擊或它處雷擊，在設(shè)備形成感應(yīng)過(guò)電壓。分為三種：直接雷過(guò)電壓，感應(yīng)雷過(guò)電壓，遠(yuǎn)方傳來(lái)的過(guò)電壓。帶電作業(yè)中主要考慮后一種。當(dāng)線路遭到直擊雷或感應(yīng)雷時(shí)，雷電波會(huì)向?qū)Ь€兩側(cè)傳播，由于導(dǎo)線電阻、線間及對(duì)地電容、電暈影響，雷電波在傳播過(guò)程中衰減，其衰減幅度可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

U=U0/(KXU0+1)式中：U：距雷擊點(diǎn)X公里的雷電壓；UO：起始雷電波幅值；X：雷電波傳播距離；K：衰減系數(shù)0.16～1.2×10-35.1.4雷電過(guò)電壓

按上式計(jì)算，當(dāng)雷電波行進(jìn)到5公里左右時(shí)，波幅衰減50％。因此帶電作業(yè)，在所見(jiàn)范圍發(fā)生雷電過(guò)電壓，傳播到作業(yè)地點(diǎn)，已無(wú)太大危險(xiǎn)。我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)雷電波波形1.2/50μs，同操作波一樣，設(shè)計(jì)與試驗(yàn)都以正極性為準(zhǔn)。5.2空氣安全距離

帶電作業(yè)時(shí)可能遇到最大過(guò)電壓不發(fā)生放電，并有足夠的安全裕度的最小空氣間隙，稱為安全距離。安全距離是帶電作業(yè)中一個(gè)重要尺度，設(shè)備的電壓等級(jí)和過(guò)電壓水平?jīng)Q定安全距離的大小。確定安全距離主要有兩個(gè)方法：慣用法和統(tǒng)計(jì)法。我國(guó)10～220kV主要采用慣用法，330kV及以上以統(tǒng)計(jì)法取得。慣用法其基本出發(fā)點(diǎn)是使電器設(shè)備絕緣的最小擊穿電壓值高于系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大過(guò)電壓值，并留有一定的安全裕度。在絕緣配合慣用法中，系統(tǒng)最大過(guò)電壓、絕緣耐受電壓與安全裕度三者之間的關(guān)系為：式中：A—安全裕度

UW—絕緣的耐受電壓

U0max—系統(tǒng)最大過(guò)電壓

Un—系統(tǒng)額定電壓（有效值）

Kr—電壓升高系數(shù)

K0—系統(tǒng)過(guò)電壓倍數(shù)

統(tǒng)計(jì)法是利用在大量統(tǒng)計(jì)資料的基礎(chǔ)上的過(guò)電壓概率密度分布曲線，以及通過(guò)試驗(yàn)得到絕緣放電電壓的概率密度分布曲線，用計(jì)算的方法求出由過(guò)電壓引起絕緣損壞的故障概率。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，正確地確定絕緣水平。在實(shí)際工程中采用統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行絕緣配合是比較困難的，通常采用簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法。統(tǒng)計(jì)法只能用于自恢復(fù)絕緣。在帶電作業(yè)中，通常將絕緣損壞危險(xiǎn)率稱為危險(xiǎn)率，由下式計(jì)算求得。式中p0(U)為操作過(guò)電壓幅值的概率密度分布函數(shù)，即Pd(U)為空氣間隙在幅值為U的操作過(guò)電壓下的概率分布函數(shù)，即

式中：

Uav—操作過(guò)電壓平均值

U50—絕緣的50%放電電壓0—操作過(guò)電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差d—絕緣放電電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差編制計(jì)算程序，求出相應(yīng)的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率。目前公認(rèn)的危險(xiǎn)率水平為小于10-5，即帶電作業(yè)間隙每遇到一次系統(tǒng)操作過(guò)電壓，就有十萬(wàn)之一的放電可能性。舉例說(shuō)明110kV空氣安全距離計(jì)算。雷電過(guò)電壓計(jì)算取起始雷電壓650KV，傳播距離按5公里計(jì)算，衰減系數(shù)按0.16×10-3考慮，U=U0/(KXU0+1)=650/（0.16×10-3×5×650+1）=427kV操作過(guò)電壓計(jì)算過(guò)電壓倍數(shù)K1為3，最大工作相電壓73kVUgc=K1×Uxg×2=3×73×1.414=310kV按計(jì)算出來(lái)的操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓，查找曲線，從1984年《電機(jī)工程手冊(cè)》操作波（500/5000μs）正極性棒板間隙放電曲線查出其危險(xiǎn)距離分別為67cm和70cm，說(shuō)明起主要作用為操作過(guò)電壓，取兩者最大值為起控制作用的危險(xiǎn)距離。起控制作用的危險(xiǎn)距離增加20％安全裕度后為84cm，取整定為100cm。表5-3絕緣配合用慣用法確定的安全距離5.3絕緣工具有效絕緣長(zhǎng)度

絕緣工具的電氣強(qiáng)度，在絕緣材料確定后，由它的有效絕緣長(zhǎng)度決定。絕緣長(zhǎng)度的有效部分是在使用過(guò)程中遇到的各類最大過(guò)電壓不發(fā)生閃絡(luò)、擊穿，并有足夠安全裕度的絕緣尺寸，是帶電作業(yè)工具設(shè)計(jì)和使用的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。在計(jì)算工具有效絕緣長(zhǎng)度是按工具使用中電場(chǎng)縱向計(jì)算，并扣除金屬部件的長(zhǎng)度。絕緣工具的有效絕緣長(zhǎng)度取決于同電壓等級(jí)的安全距離，兩者不同的是前者是固體絕緣，后者是空氣絕緣，一般來(lái)講，空氣絕緣大于固體絕緣，固體絕緣易受潮氣、材料老化等因素影響，導(dǎo)致固體絕緣降低，要維持同樣的絕緣水平，則絕緣工具的有效絕緣長(zhǎng)度大于安全距離。但是220kV及以下線路受絕緣子串長(zhǎng)限制，絕緣工具的有效絕緣長(zhǎng)度等同于安全距離。

表5-435～500kV絕緣子

由于絕緣操作桿是手持工具，絕緣工具頂部在操作過(guò)程中往往會(huì)越過(guò)帶電設(shè)備一段距離而使這段距離失效，故規(guī)定各級(jí)電壓等級(jí)的操作桿，均較絕緣承力工具增加0.3m,以彌補(bǔ)上述失效的絕緣段。表5-5絕緣工具最小有效絕緣長(zhǎng)度米5.4良好絕緣子片數(shù)

不論哪種作業(yè)方式，帶電體有可能通過(guò)空氣間隙、絕緣工具和絕緣子串三個(gè)渠道放電，除要求空氣間隙（或組合間隙）和絕緣工具的有效絕緣長(zhǎng)度滿足要求以外，絕緣子串的閃絡(luò)電壓亦必須滿足系統(tǒng)最大操作過(guò)電壓。因此，絕緣子串中必須有足夠的數(shù)量的良好絕緣子，其閃絡(luò)電壓大于最大操作過(guò)電壓。表5-6良好絕緣子片數(shù)確定依據(jù)

5.5等電位作業(yè)安全問(wèn)題5.5.1對(duì)鄰相最小安全距離作業(yè)人員等電位后，除對(duì)地保持相應(yīng)的安全距離外，對(duì)鄰相還應(yīng)保持相應(yīng)的最小安全距離，按照規(guī)程，相間過(guò)電壓為相對(duì)地過(guò)電壓的1.3～1.4倍左右，將表5-3的安全距離相應(yīng)增大，得出表5-7。表5-7等電位作業(yè)人員對(duì)鄰相導(dǎo)線的最小距離5.5.2組合間隙的最小距離

等電位作業(yè)人員在絕緣梯上作業(yè)或沿絕緣梯進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，與接地體和帶電體兩部分間隙所組合的間隙不得不小于表5-8規(guī)定。表5-8組合間隙的最小距離從我國(guó)部分單位220kV組合間隙試驗(yàn)來(lái)看，相同長(zhǎng)度和電極形式下，組合間隙的放電電壓低于單間隙，降低最大幅度為21.2％，所以從安全出發(fā)，330kV及以下組合間隙均增大20％。500kV組合間隙數(shù)值來(lái)自試驗(yàn)數(shù)據(jù)。5.5.3等電位作業(yè)人員沿絕緣子串進(jìn)行強(qiáng)電場(chǎng)的作業(yè)，只能在220kV及以上電壓等級(jí)的絕緣子串上進(jìn)行。因?yàn)?10kV及以下電壓等級(jí)絕緣子串短，扣除人體短接長(zhǎng)度和零值絕緣子片數(shù)，剩余距離不滿足3倍操作過(guò)電壓要求。另外，絕緣子串上進(jìn)行沿絕緣子串上進(jìn)行沿絕緣子串進(jìn)行強(qiáng)電場(chǎng)的作業(yè)必須兩個(gè)條件：扣除人體短接長(zhǎng)度和零值絕緣子片數(shù)，良好絕緣子片數(shù)滿足表5-6的規(guī)定；組合間隙不得小于表5-8的規(guī)定。

總之，安全距離、有效絕緣工具長(zhǎng)度、良好絕緣子片數(shù)和組合間隙都是帶電作業(yè)中很重要的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格遵守。6.絕緣材料及帶電作業(yè)工器具6.1帶電作業(yè)用絕緣材料我國(guó)目前帶電作業(yè)使用的絕緣材料大致有下列幾種：（1）絕緣板材。包括硬板和軟板。（2）絕緣管材。包括硬管和軟管。（3）薄膜。（4）絕緣繩索。（5）其他，絕緣油、絕緣漆、絕緣粘合劑等。

絕緣材料的電氣性能指標(biāo)主要是絕緣電阻、介質(zhì)損耗和絕緣強(qiáng)度。

絕緣板材電氣性能指標(biāo)

絕緣管材電氣性能指標(biāo)泡沫填充絕緣管電氣性能指標(biāo)

絕緣棒材電氣性能指標(biāo)

絕緣繩索電氣性能指標(biāo)

絕緣橡膠電氣性能指標(biāo)

熱塑性塑料電氣性能指標(biāo)高分子聚合物塑料薄膜電氣性能指標(biāo)絕緣漆電氣性能指標(biāo)

絕緣材料的物理化學(xué)性能包括有：密度、吸水性、耐熱性能、工藝性能等。固體絕緣材料在承受機(jī)械負(fù)荷作用時(shí)，所表現(xiàn)出的抵抗能力，稱之機(jī)械性能。表示絕緣材料機(jī)械強(qiáng)度的指標(biāo),主要有以下幾種：（1）抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度；（2）抗切強(qiáng)度；（3）抗剪切強(qiáng)度；（4）抗扭強(qiáng)度；（5）抗沖擊強(qiáng)度；（6）硬度；（7）彈性和彈性模數(shù)；制作承力及載人工器具的絕緣板材抗張強(qiáng)度（N/cm2）縱向≥35000

橫向≥25000

抗彎強(qiáng)度（N/cm2）縱向≥40000

橫向≥30000

抗沖擊強(qiáng)度（N·cm/cm2）縱向≥1500

橫向≥1000制作承力及載人工器具的絕緣管材抗張強(qiáng)度（N/cm2）≥18000

抗剪強(qiáng)度（N/cm2）≥1500抗壓強(qiáng)度（N/cm2）≥7000制作承力及載人工器具的絕緣棒材抗張強(qiáng)度（N/cm2）≥20000

抗彎強(qiáng)度（N/cm2）≥35000絕緣繩索的抗張強(qiáng)度桑蠶絲繩（N/cm2）≥9000

錦綸絲繩（N/cm2）≥110006.2帶電作業(yè)工器具分類

分五大類：絕緣工器具軟梯、平梯、絕緣桿、絕緣繩、絕緣遮蔽罩、絕緣橫擔(dān)、絕緣滑車組等。金屬工器具卡具、緊線器、拔銷器、取瓶器、金屬滑車等。設(shè)備與裝置消弧裝置、起重裝置、飛車、工程車、爆炸壓接器材、通訊裝置等。測(cè)試儀表?yè)u表、拉力試驗(yàn)機(jī)、場(chǎng)強(qiáng)儀、紅外測(cè)溫儀等。個(gè)人防護(hù)用具屏蔽服、絕緣服、靜電防護(hù)服、護(hù)目鏡等。6.3絕緣工器具絕緣工器具分為兩大類：硬質(zhì)絕緣工器具軟質(zhì)絕緣工器具6.3.1硬質(zhì)絕緣工器具在硬質(zhì)絕緣工具中，使用最廣泛的是絕緣桿。絕緣桿按用途分三類：操作桿、支桿和拉(吊)桿。目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用環(huán)氧玻璃鋼制作絕緣桿。制造絕緣桿的方法主要有濕卷法、干卷法、纏繞法、擠拉(引拔)法和真空浸膠法。6.3.1硬質(zhì)絕緣工器具

環(huán)氧玻璃鋼主要由三種成分：玻璃纖維、環(huán)氧樹(shù)脂和偶聯(lián)劑。玻璃纖維是玻璃在熔融狀態(tài)下，通過(guò)小孔高速拉制成的直徑為數(shù)微米至數(shù)十微米的細(xì)絲。根據(jù)Griffith裂縫的理論，玻璃絲表面出現(xiàn)的微裂紋的幾率大大減小，使得強(qiáng)度比塊狀玻璃提高約100倍。此外，由數(shù)百根甚至數(shù)千根單絲組成的玻璃纖維束，即使幾根纖維出現(xiàn)微裂紋，不會(huì)擴(kuò)散到其它纖維，影響機(jī)械性能。帶電作業(yè)用絕緣工具的玻璃纖維必須由無(wú)堿玻璃拉制而成，其含堿量低于1%，不易被潮氣所侵蝕，具有穩(wěn)定的電氣性能和機(jī)械性能。

表6-1無(wú)堿玻璃纖維的基本性能

6.3.1硬質(zhì)絕緣工器具

環(huán)氧樹(shù)脂是指大分子主鏈中含有仲醇基和醚鍵，在分子兩端具有反應(yīng)性環(huán)氧基的線形聚合物，它對(duì)玻璃、金屬及許多有機(jī)材料具有很強(qiáng)的粘接力。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂基本性能見(jiàn)下表。表6-2固化后的環(huán)氧樹(shù)脂基本性能

在玻璃鋼制造過(guò)程中，不可避免地混入極少量的雜質(zhì)，它們滯留在玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂之間的界面上，影響結(jié)合致密性，空氣中的潮氣很容易沿著這些弱點(diǎn)深入玻璃鋼內(nèi)部。玻璃鋼吸水性約0.3%，遠(yuǎn)大于玻璃的0.01%。所以玻璃鋼電氣絕緣性能的優(yōu)劣主要決定于對(duì)雜質(zhì)含量的控制。玻璃鋼中可能存在固化不完全、分層、表面纖維外露、表面龜裂、內(nèi)壁不凈等缺陷。表6-33640管材性能表6-43840、3721棒材性能表6-5填充管性能(試品長(zhǎng)度為300mm，浸水24h，加壓5min)6.3.2軟質(zhì)絕緣工具

絕緣繩是廣泛應(yīng)用于帶電作業(yè)的一種軟質(zhì)絕緣工具，具有靈活、簡(jiǎn)便、易攜帶等特點(diǎn)。帶電作業(yè)工具繩索化是我國(guó)帶電作業(yè)一大特色。制造絕緣繩的原料有兩種：（1）蠶絲，具有良好的電氣絕緣性能、耐酸性能好、耐堿性能弱、有較大伸長(zhǎng)率、具有較強(qiáng)的親水性。（2）錦綸絲(尼龍)，耐堿、不發(fā)霉、不被蟲(chóng)蛀、染色性好、耐熱性低、吸濕性較大、不耐濃酸，其機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性是合成纖維中最高的。絕緣繩捻制方法按捻轉(zhuǎn)方向分為順(S)捻和反(Z)捻兩種。為了防止繩索松散，通常絕緣繩捻制按ZSZ6.3.2軟質(zhì)絕緣工具方式進(jìn)行。即纖維捻成單紗時(shí)，按Z方式；紗線捻成股線時(shí)，按S方式；股線捻成繩時(shí)，按Z方式。

GB13035-03《帶電作業(yè)絕緣繩索》對(duì)絕緣繩的電氣性能指標(biāo)的規(guī)定如下：

表6-6絕緣繩電氣性能指標(biāo)

對(duì)于干燥清潔狀態(tài)的絕緣繩，各種不同材質(zhì)的絕緣繩（蠶絲繩或錦綸繩等）的電氣性能基本相同。

表6-7干燥清潔狀態(tài)下絕緣繩的電氣性能實(shí)測(cè)結(jié)果

對(duì)于高濕度狀態(tài)下的絕緣繩，交流下的泄漏電流值隨著絕緣繩質(zhì)量的優(yōu)劣而有很大的不同。表6-8濕狀態(tài)下絕緣繩的電氣性能實(shí)測(cè)結(jié)果

《帶電作業(yè)用絕緣繩索》對(duì)絕緣繩的物理和機(jī)械性能作出了規(guī)定。表6-9和表6-10分別列出了蠶絲繩和錦綸繩的物理和機(jī)械性能。表6-9蠶絲絕緣繩索（ZSZ）物理和機(jī)械性能

表6-10錦綸長(zhǎng)絲絕緣繩索（ZSZ）物理和機(jī)械性能6.4帶電作業(yè)工具試驗(yàn)

帶電作業(yè)工具應(yīng)定期進(jìn)行電氣和機(jī)械試驗(yàn)，按照國(guó)家電網(wǎng)公司安規(guī)（線路部分）規(guī)定，試驗(yàn)周期為:電氣試驗(yàn)：預(yù)防性試驗(yàn)每年一次，檢查性試驗(yàn)每年一次，兩次試驗(yàn)間隔為半年。機(jī)械試驗(yàn)：絕緣工具每年一次，金屬工具兩年一次。電氣試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1）預(yù)防性試驗(yàn)：試驗(yàn)品應(yīng)整根試驗(yàn)，不得分段。

a)操作沖擊耐壓試驗(yàn)采用250/2500μs標(biāo)準(zhǔn)波，正極性15次，以無(wú)一次擊穿、閃絡(luò)為合格。

b)工頻耐壓試驗(yàn)以無(wú)擊穿、閃絡(luò)及過(guò)熱為合格。2）檢查性試驗(yàn)：將絕緣工具分成若干段進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，每300mm耐壓75kV，時(shí)間為1min，以無(wú)擊穿、閃絡(luò)及過(guò)熱為合格。機(jī)械試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1）靜荷重試驗(yàn)：2.5倍允許工作負(fù)荷下持續(xù)5min，工具無(wú)變形及損傷者為合格。2）動(dòng)荷重試驗(yàn)：1.5倍允許工作負(fù)荷下實(shí)際操作3次，工具靈活、輕便、無(wú)卡住現(xiàn)象為合格。表6-11絕緣工具電氣試驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)6.4.110～220kV試驗(yàn)電壓

型式及出廠試驗(yàn)電壓計(jì)算依據(jù)根據(jù)《電機(jī)工程手冊(cè)》，環(huán)氧玻璃布操作桿在3m以內(nèi)，其平均閃絡(luò)電壓幾乎與桿長(zhǎng)成正比，平均電位梯度為320kV/m，考慮到裕度，耐受電壓取0.8，為258kV/m，故取整為250kV/m。例如220kV絕緣承力工具有效絕緣長(zhǎng)度為1.8米，乘以250kV/m，得450kV。6.4.110～220kV試驗(yàn)電壓

預(yù)防性試驗(yàn)電壓按最大運(yùn)行相電壓乘過(guò)電壓倍數(shù)后，其尾數(shù)取5或0得到，計(jì)算公式為：

U=Uxg×K1式中：Uxg最大工作相電壓

K1過(guò)電壓倍數(shù)。以110kV為例計(jì)算：U=126/3×3=218.2kV,取220kV。6.4.2330～500kV試驗(yàn)電壓

操作過(guò)電壓計(jì)算依據(jù)U=Uxg×K1×K3×2/K2式中：Uxg為最大工作相電壓；

K1為過(guò)電壓倍數(shù)；

K2海拔修正系數(shù)，1000米以下，取0.91；

K3型式試驗(yàn)取1.1，預(yù)防性試驗(yàn)取1.0。以500kV型式試驗(yàn)為例，U=550/3×2.18×1.1×2/0.91=1183.4kV，取1175kV。6.4.2330～500kV試驗(yàn)電壓

5min工頻耐壓試驗(yàn)計(jì)算依據(jù)

U=Uxg×K1×K3×K4/K2式中：Uxg為最大工作相電壓；

K1為工頻過(guò)電壓倍數(shù)，1.5；

K2海拔修正系數(shù)，1000米以下，取0.91；

K3型式試驗(yàn)取1.1，預(yù)防性試驗(yàn)取1.0。

K4安全裕度系數(shù)1.1以500kV型式試驗(yàn)為例，U=550/3×1.5×1.1×1.1/0.91=633kV，取640kV。

K1的確定，電網(wǎng)的工頻過(guò)電壓水平一般不超過(guò)：母線側(cè)1.3U，線路側(cè)1.4Uxg，變壓器內(nèi)絕緣耐壓值為1.5倍Uxg，綜上所述，帶電作業(yè)絕緣工具的工頻過(guò)電壓取1.5Uxg。6.5帶電作業(yè)工具保管1）帶電作業(yè)工具應(yīng)存放于通風(fēng)良好，清潔干燥的專用工具房?jī)?nèi)。工具房門窗應(yīng)密閉嚴(yán)實(shí)，地面、墻面及頂面應(yīng)采用不起塵、阻燃材料制做。室內(nèi)的相對(duì)濕度應(yīng)保持在50%～70%。室內(nèi)溫度應(yīng)略高于室外，且不宜低于0℃。2