陳子輝 仇智誠(chéng) 林偉雄 馮國(guó)驥 李顯榮

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)供電局，廣東江門(mén)529000）

0 引言

電力生產(chǎn)過(guò)程中，為保證安全，工作人員在進(jìn)行操作、試驗(yàn)等工作時(shí)，需要使用絕緣膠墊。作為保障人身安全的電力生產(chǎn)安全工器具，絕緣膠墊的絕緣性能是否合格就顯得十分重要，因此其絕緣性能試驗(yàn)是電力生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工作。

根據(jù)DL/T 1476—2015《電力安全工器具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，每年需要對(duì)輔助型絕緣膠墊進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)。其中，低壓絕緣膠墊耐壓試驗(yàn)電壓為3.5 kV、高壓絕緣膠墊耐壓試驗(yàn)電壓為15 kV，持續(xù)時(shí)間均為1 min，要求試驗(yàn)過(guò)程中和試驗(yàn)結(jié)束后均無(wú)放電痕跡[1]。通常，試驗(yàn)時(shí)要求在絕緣膠墊上下鋪設(shè)濕布、金屬箔或其他材料，并應(yīng)比被測(cè)絕緣膠墊四周小200 mm。

1 絕緣膠墊工頻耐壓試驗(yàn)存在的問(wèn)題

在絕緣膠墊工頻耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，以下問(wèn)題一直困擾著試驗(yàn)工作人員：由于絕緣膠墊在電力生產(chǎn)中具體用途不同，對(duì)絕緣墊的形狀大小、耐壓值等都有不同的要求。在進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)不同形狀的絕緣墊上下鋪設(shè)“較被測(cè)絕緣膠墊四周不大于200 mm”的極板較為困難，會(huì)耗費(fèi)員工大量的時(shí)間，嚴(yán)重影響試驗(yàn)效率；市面上采購(gòu)的試驗(yàn)臺(tái)絕大多數(shù)是按照低壓試驗(yàn)臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)的，本體絕緣強(qiáng)度不夠，無(wú)法進(jìn)行高壓絕緣膠墊工頻耐壓試驗(yàn)（15 kV）。在電極鋪設(shè)完成后，要在上下極板接線以便加壓和接地，由于極板上沒(méi)有固定的接線點(diǎn)，員工需要另外接取試驗(yàn)電壓，影響安全和效率。

針對(duì)以上問(wèn)題，應(yīng)設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單易用的輔助型絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)來(lái)代替原來(lái)的鋪設(shè)方式，在保證絕緣強(qiáng)度足夠的同時(shí)滿足不同絕緣膠墊的尺寸需求，且方便員工接線，使試驗(yàn)效率大大提高[2]。

2 絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路

（1）由于鋪設(shè)電極必須適用于不同大小、形狀的絕緣墊，假如對(duì)應(yīng)每種規(guī)格的絕緣墊均準(zhǔn)備相應(yīng)的極板，那將增加極板數(shù)量，降低工作效率，且花費(fèi)巨大。因此，可用“化整為零”的思路，采用“積木式”極板設(shè)計(jì)方式，將極板分割成幾種不同大小的“積木極板”，利用不同大小的“積木極板”進(jìn)行多種拼接，迅速完成對(duì)不同絕緣膠墊的極板鋪設(shè)工作，減少工作時(shí)間。

（2）采用高絕緣材料制作絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)，可以從以下方面考慮：絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)要能夠應(yīng)對(duì)不同尺寸的絕緣膠墊，即對(duì)于最大尺寸的膠墊仍可正常試驗(yàn)；絕緣平臺(tái)要有足夠的絕緣強(qiáng)度，可以進(jìn)行高壓絕緣膠墊工頻耐壓試驗(yàn)（15 kV）；操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)要符合人機(jī)工效要求，便于人員放置試驗(yàn)材料和移動(dòng)。

（3）在極板上安裝固定接線點(diǎn)。上極板因?yàn)檫B接試驗(yàn)變壓器，需要足夠的安全距離，實(shí)際操作中較難實(shí)現(xiàn)，所以決定在下極板安裝接線點(diǎn)。接線點(diǎn)的材質(zhì)采用紫銅，設(shè)計(jì)上比操作平臺(tái)平面稍稍凸起一點(diǎn)，同時(shí)接線點(diǎn)與操作平臺(tái)要有足夠的絕緣，確保試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生放電影響試驗(yàn)結(jié)果，并確保接線點(diǎn)與下極板接觸良好且接線方便[3]。

3 絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案

3.1 “積木式”極板

“積木式”極板的材質(zhì)采用接觸電阻較小的紫銅，同時(shí)考慮到極板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及使用過(guò)程中的變形等問(wèn)題，決定使用1.5 mm厚的紫銅箔。在進(jìn)行多次討論、模擬分割驗(yàn)證之后，針對(duì)現(xiàn)有各種不同尺寸的絕緣膠墊及未來(lái)可能會(huì)碰到的其他尺寸的絕緣膠墊，最終決定制作50個(gè)20 cm×20 cm正方形紫銅箔和200個(gè)10 cm×10 cm正方形紫銅箔，以滿足各種不同尺寸的試驗(yàn)需求[4]。

3.2 絕緣試驗(yàn)平臺(tái)

整個(gè)絕緣試驗(yàn)平臺(tái)由兩個(gè)環(huán)氧板材質(zhì)組合而成，單張臺(tái)面設(shè)計(jì)尺寸長(zhǎng)×寬×高為1 500 mm×800 mm×770 mm，對(duì)于小尺寸的輔助型絕緣膠墊可只用一張臺(tái)面單獨(dú)完成試驗(yàn)；而對(duì)于尺寸較大的輔助型絕緣膠墊，可以用兩張臺(tái)面合在一起來(lái)完成試驗(yàn)。絕緣試驗(yàn)平臺(tái)如圖1所示。

圖1 絕緣試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)圖

為了滿足絕緣要求，整個(gè)裝置的材料如下：平臺(tái)的四角固定螺母采用M20圓頭螺母，材料為普通鋼材；為降低接觸電阻，端子及電極材料采用紫銅；試驗(yàn)臺(tái)上臺(tái)面和下臺(tái)面為20 mm厚電木板；為提高試驗(yàn)平臺(tái)和大地之間的絕緣強(qiáng)度，試驗(yàn)臺(tái)支撐腳采用電工絕緣桿；下臺(tái)板支承環(huán)采用材料為45#鋼。

3.3 絕緣試驗(yàn)平臺(tái)試驗(yàn)接線電極設(shè)計(jì)

絕緣墊試驗(yàn)平臺(tái)的正確接線是絕緣試驗(yàn)的基礎(chǔ)，合理的接線電極的設(shè)計(jì)可以有效縮短接線時(shí)間，提高試驗(yàn)效率[5]。為了便于輔助型絕緣墊的試驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中可以將試驗(yàn)電極的一極直接設(shè)計(jì)在絕緣試驗(yàn)平臺(tái)上，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 絕緣試驗(yàn)平臺(tái)接線端子設(shè)計(jì)圖

從圖2可以看出，本設(shè)計(jì)將電極直接嵌入試驗(yàn)平臺(tái)表面，同時(shí)通過(guò)接線柱，將電極的一端引入到極板的下側(cè)，便于直接和試驗(yàn)儀表的一極接在一起。整個(gè)電極嵌在電木板中，有效提高了整個(gè)設(shè)備的絕緣等級(jí)。

4 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)對(duì)絕緣墊試驗(yàn)過(guò)程中存在的難題進(jìn)行研究，成功研制出一種采用“積木式”極板自由拼接的輔助型絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)，有效解決了實(shí)際工作中的問(wèn)題，填補(bǔ)了本單位絕緣膠墊試驗(yàn)工作的空白。同時(shí)，經(jīng)過(guò)研究分析得出以下結(jié)論：

（1）該絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)經(jīng)過(guò)多次實(shí)際使用，均可順利完成工作，將絕緣墊試驗(yàn)時(shí)間縮短50%以上，減輕了員工工作負(fù)擔(dān)，提高了效率，這充分說(shuō)明該平臺(tái)的設(shè)計(jì)對(duì)于輔助型絕緣墊的耐壓試驗(yàn)有重要意義。

（2）該絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)由于電極可以自由拼接，因此理論上適用于任何形狀、尺寸的絕緣膠墊，可以適配各供電局不同廠家的絕緣墊，而且紫銅片僅1.5 mm厚，容易拼接，操作難度低。

（3）該絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)整體對(duì)地絕緣強(qiáng)度高，并通過(guò)耐壓試驗(yàn)，可以安全進(jìn)行高壓絕緣膠墊耐壓試驗(yàn)，充分保證試驗(yàn)過(guò)程中的人身安全。

（4）該絕緣膠墊試驗(yàn)平臺(tái)高度、質(zhì)量適中，方便操作和移動(dòng)，有效減少了人員在搬運(yùn)較重絕緣墊和試驗(yàn)材料時(shí)的受傷風(fēng)險(xiǎn)；該裝置設(shè)計(jì)成本相對(duì)較低，用材較為簡(jiǎn)單，有利于批量生產(chǎn)，便于未來(lái)在電力行業(yè)推廣。

[1]電力安全工器具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程：DL/T 1476—2015[S].

[2]蘇文.礦用高壓電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2014.

[3]劉文山.高壓電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2004.

[4]夏濤.煤礦高壓電纜在線絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].焦作：河南理工大學(xué)，2015.

[5]王忠興.高壓電纜接地電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2016.