郭 傲 檀英輝 陳習(xí)文 任寶林 王相鋒 張 瀟

（國網(wǎng)冀北電力有限公司超高壓分公司）

0 引言

近年來，特高壓、柔性直流輸電系統(tǒng)發(fā)展迅速［1］，電壓等級、設(shè)備復(fù)雜程度越來越高，使得變電站內(nèi)環(huán)境復(fù)雜、運行方式多變，給現(xiàn)場施工作業(yè)帶來了更多挑戰(zhàn)，在電力吊裝作業(yè)中，因吊車與帶電設(shè)備安全距離不足等原因，特種作業(yè)車輛誤碰設(shè)備引起的觸電事故時有發(fā)生。另外，在實際生產(chǎn)工作中，未采取絕緣隔離的情況下因安全距離不足無法使用吊車時，常采用將臨近帶電部位轉(zhuǎn)檢修、轉(zhuǎn)備用的方式增大停電范圍，等效提高吊車的安全距離，從而造成電網(wǎng)經(jīng)濟損失。

目前國家電網(wǎng)各級生產(chǎn)單位對于吊車作業(yè)限高管控措施方面，多采用加裝限高繩方法管控吊車鉤頭在豎直方向的高度，當(dāng)限高繩尾端脫離地面時，表明吊車鉤頭已超出管控高度，現(xiàn)場指揮人員需立即制止吊車司機作業(yè)。此方法具有易操作、實施性強的特點，但同時存在一定的風(fēng)險性和不確定性，僅能管控吊車吊臂在垂直方向與帶電體的距離，無法管控空間水平方向與帶電體之間的距離，特別是當(dāng)操作、監(jiān)護人員出現(xiàn)麻痹大意、疏于管控時，極易發(fā)生人機觸電、線路跳閘等事故［2-3］。另外，隨機械智能化水平提高，工作現(xiàn)場開始逐步使用吊車作業(yè)綜合預(yù)警裝置，此裝置在吊臂垂直高度超過限定值，或與空間帶電體的距離達到閾值時，該裝置能以播放語音、燈光閃爍的形式及時提醒現(xiàn)場人員，但經(jīng)過測試此類裝置可靠性較低，時常出現(xiàn)報警延遲或誤報警情況，存在安全隱患［4-6］。現(xiàn)有方法僅在安全距離足夠的情況下有效，存在部分作業(yè)盲區(qū)，當(dāng)與帶電設(shè)備安全距離不滿足安規(guī)要求時無法使用，且僅具備告警提示功能，并不具備現(xiàn)場近電作業(yè)人身安全防護功能。

本文旨在解決上述困境，研制一種近電作業(yè)吊車絕緣防護裝置，該絕緣防護裝置通過將作業(yè)空間與帶電體有效隔離，即可近電開展吊裝作業(yè)，在確保人身與設(shè)備安全的同時，及時消除設(shè)備隱患，有效提高電網(wǎng)設(shè)備健康水平。

1 吊車絕緣防護裝置結(jié)構(gòu)

本裝置根據(jù)電場均壓、絕緣隔離原理，結(jié)合生產(chǎn)實際，探索該絕緣防護裝置在變電站內(nèi)應(yīng)用的可行性，本文研究的近電作業(yè)防護裝置，與常規(guī)的電子告警裝置不同，該裝置支撐架構(gòu)全部為絕緣材料，絕緣板通過絕緣支撐架構(gòu)固定，有效隔離作業(yè)區(qū)域與帶電體，吊裝作業(yè)時實現(xiàn)隔離高電壓作用，以確保人身安全。本裝置主要由全絕緣屏蔽罩、全絕緣可調(diào)支架、均壓環(huán)、滑軌、支撐板、金屬轉(zhuǎn)軸、蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)傳動齒輪、專用底座、電子檢測水平儀、配重、正反轉(zhuǎn)電機、緊固插件組成，裝置的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 絕緣防護裝置模型結(jié)構(gòu)

（1）全絕緣屏蔽罩：是整套裝置中抵近、接觸帶電體的部件，該屏蔽罩采用絕緣材質(zhì)一體澆筑打磨成型，整體輪廓為圓形，內(nèi)部采用創(chuàng)新的“迷宮型”回紋，可有效增加圓上任意兩對稱點的爬電距離，有效防止吊臂伸長或擺動過程中的相間放電。

（2）全絕緣可調(diào)支架：支架整體由絕緣材料加工制成，頂端與屏蔽罩固定，底部與支撐板滑軌連接，通過創(chuàng)新的“之字形”交叉連接有效增加屏蔽罩與裝置金屬部分的爬電距離，有效防止吊臂伸長或擺動過程中的對地放電，且通過底部滑輪位置變化可以改變支架起升高度，使裝置可以適用于各電壓等級。

（3）均壓環(huán)：安裝于專用底座頂部，是絕緣部分與金屬部分的分界點，隔離金屬與絕緣材質(zhì)，改善電場分布水平。

（4）滑軌：安裝于支撐板頂部具有改變絕緣支架高度的作用，滑軌帶有機械閉鎖裝置，絕緣支架高度調(diào)整完畢后可以防止滑輪滑動。

（5）緊固插件：焊接在專用底座上，用于連接緊固吊車吊臂頭部。如圖2所示。

圖2 緊固插件安裝位置

（6）支撐板：頂部安裝滑軌，底部與轉(zhuǎn)軸連接。支撐板是絕緣部件的直接承重單位，也是控制絕緣件左右擺動的實施者。

（7）金屬轉(zhuǎn)軸：為支撐板提供支撐，其軸承一半焊接在專用底座上，一半焊接在支撐板上，轉(zhuǎn)軸的動力來源于正反轉(zhuǎn)電機，轉(zhuǎn)軸與正反轉(zhuǎn)電機通過蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)傳動齒輪傳輸動力。如圖3所示。

圖3 金屬轉(zhuǎn)軸工作原理

（8）蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)傳動齒輪：裝置姿態(tài)保持的核心部件。蝸輪蝸桿齒輪固定于專用底座上用來傳遞兩交錯軸之間的運動和動力。此結(jié)構(gòu)具有自鎖性，可實現(xiàn)反向自鎖，即只能蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。通過自鎖特性確保正反轉(zhuǎn)電機可帶動金屬轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，控制支撐板的左右動作，進而控制絕緣罩和絕緣支架的位置，反之絕緣部分因慣性產(chǎn)生的傾斜力受蝸輪蝸桿的自鎖特性不能持續(xù)。

（9）電子水平檢測儀：為裝置核心部件，檢測絕緣部分傾斜角度，控制正反轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)動，固定于支撐板上測量傾斜角。如圖4所示。

圖4 電子水平檢測儀安裝位置示意圖

（10）正反轉(zhuǎn)電機：為裝置核心部件，為絕緣防護裝置姿態(tài)調(diào)整提供動力，受電子水平檢測儀控制輸出低速大扭矩?？刂齐娐啡鐖D5所示。

圖5 正反轉(zhuǎn)電機控制電路示意圖

（11）配重：放置于專用底座內(nèi)中下部，用于改善整體重心，與支撐板固定位為一體。

（12）安裝底座：正方體籠型金屬架，一側(cè)面有緊固插件可插接在吊車吊臂頭部用于固定整個裝置。為整個裝置提供支撐。

2 結(jié)束語

本文針對吊車作業(yè)時與帶電設(shè)備安全距離不足而引起的觸電事故，提出了一種近電作業(yè)吊車絕緣防護裝置，通過整合安全距離、絕緣屏蔽和起重作業(yè)三方面的實際需求，實現(xiàn)了姿態(tài)自動校正、安全距離靈活可調(diào)、爬電距離等效增大、裝置便攜易拆裝等功能，實用性和適用性較強。有效解決了起重作業(yè)中需擴大停電范圍、易發(fā)生短路放電的問題，提高電網(wǎng)靈活性，保證工作人員人身安全。