1、1.1.国内外带电作业发展简介国内外带电作业发展简介1.1 国外带电作业发展概况1.2 国外带电作业特点1.3 我国带电作业发展概况1.4 带电作业学术组织机构1.1 1.1 国外带电作业发展概况国外带电作业发展概况带电作业始创于美国。1913年，成功研究了34kV带电作业工具；1948年，在霍佛达姆至洛杉机一条287kV 线路更换悬式绝缘子；1959年，质轻、绝缘性能好的玻璃纤维出 现，促进带电作业发展；1960末，开始等电位作业。 n加拿大1944年，引进美国专利后开始带电作业；60年代，成功地在220kV线路上进行了带电紧线、换线夹和高铁塔接腿的全线带电改造工作。n日本1953年，从美国
2、引进技术，开始带电作业；1962年，可在220kV线路进行带电作业；70年代初，掌握了500kV输电线路带电作业技术。1.2 1.2 国外带电作业特点国外带电作业特点n重视人员培训n工具标准化和生产专业化n设计部门与带电作业紧密配合n科研为带电作业服务n带电作业机械化程度高n安全水平高、事故少1.3 1.3 我国带电作业概况我国带电作业概况n1953年，辽宁省鞍山电业局根据生产需要研制带电清扫更换和装拆配电设备及引线的简单工具；n1954年，成功更换了10kV横担、木杆和绝缘子；n1956年，更换66kV木制直线杆和绝缘子；n1957年底，更换110220kV绝缘子；n1958年，国内第一次2
3、20kV等电位作业；1.3 1.3 我国带电作业概况我国带电作业概况n1966年、1973年，原水电部先后在鞍山和北京举行全国带电作业经验交流会。1.4 1.4 带电作业学术组织机构带电作业学术组织机构n国际带电作业技术交流会议 1977年成立，由美国和加拿大电气学会发起。1980年，我国应邀参加在芝加哥举行的第二届会议。主要工作：交流带电作业新技术、新工具、新方法，不但有现场表演，还有论文交流。n国际电工委员会IEC-TC-78 主要工作是制订带电作业用的工具和设备标准，下设8个工作组，每两年召开一次会议。1.4 1.4 带电作业学术组织机构带电作业学术组织机构n我国带电作业标准委员会 下设
4、在武汉高压研究院，主要工作：制订国家、行业标准，定期组织经验交流、标准宣贯等活动。目前公布实施的带电作业标准共计44个其中：国家标准18个 行业标准26个2.带电作业标准简介带电作业标准简介带电作业标准带电作业标准 基基础础性性标标 准准 基基本本材材料料类类标标 准准 防防护护用用具具类类标标 准准 装装置置设设备备类类标标 准准 其其它它标标 准准 工工具具类类标标 准准 基基础础性性标标准准国家标准国家标准5 5个，电力行业标准个，电力行业标准7 7个个1 1）GB/T 2900.55-2002 GB/T 2900.55-2002 电工术语电工术语 带电作业带电作业2 2）GB/T 14
5、286-2002 GB/T 14286-2002 带电作业工具设备术语带电作业工具设备术语3 3）GB/T 18037-2000 GB/T 18037-2000 带电作业工具基本技术要求与设计带电作业工具基本技术要求与设计导则导则4 4）GB/T 18857-2002 GB/T 18857-2002 配电线路带电作业技术导则配电线路带电作业技术导则5 5）GB/T 19185-2003 GB/T 19185-2003 交流线路带电作业安全距离计算方交流线路带电作业安全距离计算方法法6 6）DL/T 876-2004 DL/T 876-2004 带电作业绝缘配合导则带电作业绝缘配合导则7 7）D
6、L/T 877-2004 DL/T 877-2004 带电作业绝缘工具试验导则带电作业绝缘工具试验导则8 8）DL/T 878-2004 DL/T 878-2004 带电作业工具、装置和设备使用的一带电作业工具、装置和设备使用的一般要求般要求9 9）DL/T 881-2004 DL/T 881-2004 500kV 500kV 直流输电线路带电作业技术直流输电线路带电作业技术导则导则1010）DL/T 972-2005 DL/T 972-2005 带电作业工具、设备质量保证导则带电作业工具、设备质量保证导则 1111）DL/T 976-2005 DL/T 976-2005 带电作业工具、装置和
7、设备预防性试带电作业工具、装置和设备预防性试验规程验规程1212）DL/T 973-2005 DL/T 973-2005 送电线路带电作业技术导则送电线路带电作业技术导则基基本本材材料料类类标标准准国家标准国家标准2 2个个1 1）GB/T 13035-2003 GB/T 13035-2003 带电作业用绝缘绳索带电作业用绝缘绳索2 2）GB 13398-2002 GB 13398-2002 带电作业用空心绝缘管、带电作业用空心绝缘管、泡沫填泡沫填 充绝缘管及实心绝缘棒充绝缘管及实心绝缘棒 （原标准的（原标准的名称：带电作业用绝缘杆通用技术条件）名称：带电作业用绝缘杆通用技术条件）工工具具类类
8、标标准准国家标准国家标准5个，电力行业标准个，电力行业标准4个个1）GB 12167-2005 带电作业用铝合金紧线夹具带电作业用铝合金紧线夹具2）GB/T 13034-2003 带电作业用绝缘滑车带电作业用绝缘滑车3）GB/T 14545-2003 带电作业用小水量冲洗工具带电作业用小水量冲洗工具（长水柱短水枪型）（长水柱短水枪型）4）GB 15632-1995 带电作业用提线工具通用技术带电作业用提线工具通用技术条件条件5）GB 18286-2000 交流交流1kV、直流、直流1.5kV及以下及以下电压带电作业用手工工具电压带电作业用手工工具6）DL 488-1992 带电作业用盘型悬式绝
9、缘子卡具带电作业用盘型悬式绝缘子卡具 第第一部分一部分 20kN级卡具级卡具7）DL 463-1992 带电作业用盘型悬式绝缘子卡具带电作业用盘型悬式绝缘子卡具 第第二部分二部分 2845kN级卡具级卡具8）DL/T 699-1999 带电作业用绝缘托瓶架通用技术条带电作业用绝缘托瓶架通用技术条件件9）DL 779-2001 带电作业用绝缘绳索类工具带电作业用绝缘绳索类工具防防护护用用具具类类标标准准 国家标准国家标准5个，行业标准个，行业标准6个个1）GB 12168-2005 带电作业用硬质遮蔽罩带电作业用硬质遮蔽罩2）GB 17622-1998 带电作业用绝缘手套通用技术带电作业用绝缘手
10、套通用技术条件条件3）GB 18136-2000 高压静电防护服装及试验方法高压静电防护服装及试验方法4）GB 6568.1-2000 带电作业用屏蔽服装带电作业用屏蔽服装5）GB 6568.2-2000 带电作业用屏蔽服装试验方法带电作业用屏蔽服装试验方法6）DL 778-2001 带电作业用绝缘袖套带电作业用绝缘袖套7）DL/T 676-1999 带电作业用绝缘（靴）通用技术带电作业用绝缘（靴）通用技术条件条件8）DL/T 803-2002 带电作业用绝缘毯带电作业用绝缘毯 9）DL/T 853-2004 带电作业用绝缘垫带电作业用绝缘垫10）DL/T 880-2004 带电作业用导线软质
11、遮蔽罩带电作业用导线软质遮蔽罩11） DL/T 975-2005 带电作业用机械防护手套带电作业用机械防护手套装装置置设设备备类类标标准准国家标准国家标准1个，行业标准个，行业标准7个个1）GB17620-1998 带电作业用绝缘硬梯通用技术条件带电作业用绝缘硬梯通用技术条件2）DL 415-1991 带电作业用火花间隙检测装置带电作业用火花间隙检测装置3）DL/T 636-1997 带电作业用带电作业用500kV四分裂导线飞车四分裂导线飞车4）DL/T 740-2000 电容型验电器电容型验电器5）DL/T 854-2004 带电作业用绝缘斗臂车的维护保养及带电作业用绝缘斗臂车的维护保养及在
12、使用中的试验在使用中的试验6）DL/T 858 2004 架空配电线路带电安装及作业工具架空配电线路带电安装及作业工具设备设备7）DL/T 879-2004 带电作业用便携式接地和接地短路装带电作业用便携式接地和接地短路装置置8） DL/T 971-2005 带电作业用带电作业用1kV35kV便携式核相仪便携式核相仪其其他他类类别别标标准准1）DL 784-2001 带电更换带电更换330kV线路线路 耐张单片绝缘子技术规程耐张单片绝缘子技术规程2）DL/T 974-2005 带电作业工具库房带电作业工具库房3. 3. 带电作业安全防护带电作业安全防护3.1 电流对人体的影响3.2 电场对人体
13、的影响3.3 静电感应3.4 强电场的安全防护3.1 电流对人体的影响电流对人体的影响 如果人体被串接于闭合电路中，就会有电流通过，其大小按 I=U/Zt 计算。Zt为人体总阻抗，包括人体内阻抗和皮肤阻抗，通常人体内部阻抗看成是电阻性的，皮肤阻抗看作是一阻容网络，随电压、频率、电流持续时间、接触面积、接触压力、皮肤湿度和温度变化而变化。表3-1给出在干燥条件下，接触面积为50 100cm2，电流路径为手-手或手-脚的人体总阻抗值。 表表3-1 人体总阻抗值人体总阻抗值接触电压 (V)不超过下述百分数时的人体总阻抗值 ()人数的5人数的50人数的9525175032506100501450262
14、543757512502200350010012001875320012511251625287522010001350212570075011001550100070010501500 从表3-1看出，人体阻抗因人而异。一般来讲，人体阻抗按1000 计算。 电击对人体造成伤害主要是流经人体电流的大小，分为稳态电击和暂态电击。 人体对稳态电击的生理反应分为：感知、震惊、摆脱、呼吸痉挛和心室纤维性颤动。表3-2给出了相应的电流阈值。表表3-2 人体对稳态电击产生生理的反应的电流阈值人体对稳态电击产生生理的反应的电流阈值 (mA)生理反应感知震惊摆脱呼吸痉挛心室纤维性颤动男性1.13.216.02
15、3.0100女性0.82.210.515.0100表表3-3 IEC3-3 IEC对交流电流下人体生理效应的推荐意见对交流电流下人体生理效应的推荐意见人体生理效应（15100）Hz交流电流（mA） 感知电流阈值0.5摆脱电流阈值10心室纤颤电流阈值持续时间为3秒40持续时间为1秒50持续时间为0.1秒400500心室纤维性颤动被认为是引起死亡的主要原因。我国规定1mA为人体安全电流限值。 暂态电击是人接触电场中对地绝缘的导体的瞬间，积累在导体上的电荷以火花放电的形式通过人体对地突然放电。通过人体电流为一高频电流，通常以放电能量来衡量对人体产生危害程度，如表3-4所示。表表3-4 人体对暂态电击
16、产生生理反应的能量阈值人体对暂态电击产生生理反应的能量阈值生理效应感知烦恼损伤或死亡能量阀值(mJ)0.10.5 1.5250003.2 电场对人体的影响 在带电作业中，当外界电场达到一定强度，裸露的皮肤就有“微风吹拂”的感觉，此时测量到的体表场强为240kV/m。随着电场的加强，人的毛发颤动，甚至两耳有刺痛感。试验表明，人站在地面时头顶部的局部最高场强为周围场强的13.5倍。所以国际大电网会议认为高压输电线路下地面场强为10kV/m时是安全的。我国带电作业用屏蔽服装试验方法规定人体皮肤电场感知水平为240kV/m 。3.3 静电感应 带电作业人员在电场中工作时，因静电感应可能会受到电击，有两
17、种情况：(1)当人体对地绝缘时； 人体在强电场中可视为导体，因静电感应处于某一电位，如果触及接地体，人体上感应电荷能通过接触点对地放电时。如作业人员攀登杆塔时，由于离导线很近，人体感应电压较高，当手触及铁梁时，手上就有放电刺痛感。C 1C 0U接地体(2) 当人体处于地电位时 对地绝缘的金属导体在电场中因感应具有一定电位，处于地电位的人用手去触摸，同样会受电击。C 1C 0U对地绝缘导体3.4 强电场安全防护 带电作业人员在强电场中工作时，屏蔽服是最有效的安全防护工具。我国自1958年开始研制，目前采用不锈钢纤维和阻燃纤维混纺成布料，制成屏蔽服，同普通衣服一样柔软。屏蔽服有三大作用：(1)屏蔽
18、作用； 屏蔽服只是一金属网状结构，不可避免的有部分电场穿透屏蔽服，一般用屏蔽效率来表示电场减弱程度。屏蔽效率： S=20logE1/E2 dB式中：E1无屏蔽时的场强； E2屏蔽服内的场强。我国规定屏蔽服效率为40dB，相当于屏蔽效率99，穿透率仅为1。(2) 均压作用 作业人员在作业时，屏蔽服的衣、裤、帽、鞋必须可靠的连成一体，人体各个部位的电位相同，起均压作用。(3) 分流作用 一般人体电阻为1000，屏蔽服电阻按10计算，从电路并联来看，屏蔽服流过大部分电流。 我国将屏蔽服按使用条件分I、II两种型号。表表3-5 3-5 屏蔽服的各部分技术指标屏蔽服的各部分技术指标 类 别技术要求（按标
19、准中规定的方法试验） 屏蔽服型号 屏蔽效率不小于40dB 不小于40dB 熔断电流不小于5A 不小于30A 衣料电阻不大于800m 耐电火花炭化面积不大于300mm2 耐 燃炭长不大于300，烧坏面积不大于100cm2 透 气 性空气流量不小于35L/M2S 断裂强度经向不小于343N，纬向不小于294N 伸 长 度经、纬向不小于10% 类 别电 阻上衣15（最远端点之间） 裤子15（最远端点之间） 手套15短袜15鞋子500表表3-6 3-6 屏蔽服的各部分电阻值要求屏蔽服的各部分电阻值要求 屏蔽服试验包括屏蔽效率试验，衣服电阻试验，衣服熔断电流试验、耐燃试验、耐磨试验、耐洗涤试验，断裂强度
20、和断裂伸长试验，衣料厚度和单位面积重量试验,透气量试验等。 4.4.带电作业原理和基本方法带电作业原理和基本方法 带电作业是以严格的技术措施，确保人身和设备的安全，对带电设施进行测试、检修作业的一种方法。技术措施主要是指在带电作业中，流过人体的电流、人身所受的电场强度确保在安全限度以下，保证在带电设备可能产生的最高电压下，人身所处的位置有足够的安全距离，使作业人员不致受任何伤害的危险，并且在作业中没有不舒适的感觉。4.4.带电作业原理和基本方法带电作业原理和基本方法按照作业人员与带电体的位置分类：n间接作业n直接作业按照采用的绝缘工具分类：n绝缘杆作业n绝缘手套作业n绝缘斗臂车作业按照作业人员
21、所处电位分类：n地电位作业n中间电位作业n等电位作业人体绝缘体绝缘体人体人体绝缘体绝缘体地电位中间电位等电位4.1 4.1 地电位作业地电位作业 地电位作业是指作业人员处于地电位，使用绝缘工具间接接触带电设备的作业方法。其最大特点是：作业人员可在带电设备周围进行操作，不占据设备原有的空间尺寸，适合相间距离和对地距离较小35kV以下线路和设备。人体与接地体处于同一电位，所处位置电场强度不高，不需要采取电场保护措施。330kV及以上线路和设备由于静电感应严重，应采取电场保护措施。CRr(1)(2)RCRRr(3)绝绝IIIIUUIcIR图图4-1 地电位作业的位置示意图及等效电路地电位作业的位置示
22、意图及等效电路RmC1C2ICI1IR图中：Rm，绝缘工具绝缘电阻；C1，人体对带电体电容；C2，人体穿绝缘鞋时对地电容IR，绝缘工具泄漏电流；Ic，流过人体电容电流。例： 220kV带电作业，操作杆绝缘电阻91010，人体对带电体电容4.4pF，绝缘鞋电容350pF。在相电压下通过绝缘杆的泄露电流： IR=U/Rm=127/9 1010 =1.4A流过人体电容电流： Ic=UXc1=127 314 4.4pF=176 A 人体在220kV设备上进行地电位作业时，人体有相当的悬浮电位： Uc2=U Xc1/(Xc1+ Xc2)=176V要消除静电感应引起的电击，唯一方法是穿导电鞋，C2=0，使
23、人体与接地体保持相同的电位。4.2 4.2 中间电位作业中间电位作业 中间电位作业，人员所处电位高于地电位低于导线电位，用较短的绝缘工具接触带电体的一种作业方法。作业人员通过两部分绝缘体分别与接地体和带电体隔开，两部分绝缘体起着限制流经人体电流的作用。组合间隙是中间电位作业一大特征。中间电位作业流经人体的电流略大于地电位作业，但不会超过数百微安。主要取决于组合间隙的绝缘击穿强度。C1R1R2C2C22R2C11RU图图4-2 中间电位作业的位置示意图及等效电路中间电位作业的位置示意图及等效电路 在采用中间电位作业时，带电体对地电压由组合间隙承担，人体电位是一悬浮电位，与带电体和接地体有电位差，
24、在作业过程中应注意三个问题：（1）地面作业人员禁止直接用手向中间电位作业人员传递物品；（2）当电压较高时，中间作业人员应穿屏蔽服；（3）除绝缘工具保持良好的绝缘性能外，组合间隙应比同电压等级的单间隙大20%左右。4.3 4.3 等电位作业等电位作业 等电位作业是指人体与带电体处于同一电位进行作业，作业时往往要占据设备净空尺寸，使得带电部位变大，电场畸变，设备放电电压降低，35kV及以下线路和设备不宜采用等电位作业。等电位作业最大特点是：作业人员直接接触设备，极大地简化作业工具和操作程序，电压等级越高，效率越高。 由于带电体及周围空间电场强度十分强烈，所以等电位作业人员必须采用可靠的电场防护措施
25、，使表体场强不超过人的感知水平。由于等电位作业的绝缘工具比地电位作业绝缘工具长的多，因此流经绝缘工具的泄漏电流小于地电位作业时泄漏电流。等值电路图如下：RmCrICIrIRRrIpRp图中：Rr：人体电阻；Rp：屏蔽服电阻；Cr：人体对地电容；Rm：绝缘工具的绝 缘电阻。5.5.带电作业安全技术带电作业安全技术 电力设备运行中，除承受额定电压外，还得承受时常出现的操作过电压和雷电过电压。在电力设备设计制造和电力系统运行中，必须考虑这些过电压，合理的绝缘配合，才能保证电网安全运行。毫不例外，带电作业过程中，空气间隙和绝缘工具也要考虑绝缘配合，才能保证带电作业的安全。 5.1 5.1 电力系统过电
26、压电力系统过电压 5.1.1 正常运行的工频电压正常运行的工频电压 正常运行的电压，不是一个定值，在一定范围内变化。由于系统的容量和负荷不同，线路的首末端电压不一样，最高工作电压比额定电压高1015。计算试验电压时，按最高工作电压考虑。表5-1为各电压等级的最高电压值。额定电压kV103566110220330500最高电压kV1240.572.5126252363550表表5-15-15.1.2 5.1.2 工频过电压工频过电压 工频过电压一般由线路空载、不对称接地故障和甩负荷引起的，可采用并联电抗器的措施来限制工频过电压产生和幅值。我国规定工频过电压数值不能超过以下数值：n母线侧1.3Ux
27、g；n线路侧1.4Uxg。 Uxg为最高工作相电压。 5.1.3 5.1.3 操作过电压操作过电压 操作过电压是在系统操作或故障状态下发生，主要有以下几种情况：线路合闸合重合闸；切除空载变电压合并联电抗器；线路不对称故障分闸和振荡解列；空载线路分闸等。操作过电压的大小决定于电网结构、断路器、避雷器的性能、运行方式等因素，以最高工作相电压倍数来表示，操作过电压的波形以波头和波尾的时间长短来表示，对绝缘起作用的主要是波头。我国规定标准操作波是250/2500s。操作过电压有正负极性，一般正极性操作波。 图图5-15-1正极性操作冲击电压波形图正极性操作冲击电压波形图T20.50tU1.00.9Td
28、TcrsTTcr25002502 在我国GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合中，对各电压等级下的过电压倍数作出了规定，见表5-2。 表表5-2 5-2 各电压等级下操作过电压的倍数各电压等级下操作过电压的倍数 额定电压（kV）非直接接地系统 直接接地系统 直流1035110110220330550550(DC)操作过电压倍数4.04.03.53.03.0 2.752.01.85.1.4 5.1.4 雷电过电压雷电过电压 电力系统雷电过电压，是由于设备直接遭到雷击或它处雷击，在设备形成感应过电压。分为三种：直接雷过电压，感应雷过电压，远方传来的过电压。带电作业中主要考虑后一种。当线路
29、遭到直击雷或感应雷时，雷电波会向导线两侧传播，由于导线电阻、线间及对地电容、电晕影响，雷电波在传播过程中衰减，其衰减幅度可用经验公式计算： U=U0/(KXU0+1)式中：U：距雷击点X公里的雷电压；UO：起始雷电波幅值；X：雷电波传播距离；K：衰减系数0.161.210-35.1.4 5.1.4 雷电过电压雷电过电压 按上式计算，当雷电波行进到5公里左右时，波幅衰减50。因此带电作业，在所见范围发生雷电过电压，传播到作业地点，已无太大危险。我国规定标准雷电波波形1.2/50s，同操作波一样，设计与试验都以正极性为准。5.2 5.2 空气安全距离空气安全距离 带电作业时可能遇到最大过电压不发生
30、放电，并有足够的安全裕度的最小空气间隙，称为安全距离。安全距离是带电作业中一个重要尺度，设备的电压等级和过电压水平决定安全距离的大小。确定安全距离主要有两个方法：惯用法和统计法。我国10220kV主要采用惯用法，330kV及以上以统计法取得。 惯用法其基本出发点是使电器设备绝缘的最小击穿电压值高于系统可能出现的最大过电压值，并留有一定的安全裕度。在绝缘配合惯用法中，系统最大过电压、绝缘耐受电压与安全裕度三者之间的关系为：式中：A安全裕度 UW绝缘的耐受电压 U0max系统最大过电压 Un系统额定电压（有效值） Kr电压升高系数 K0系统过电压倍数0max032KKUUUUArnww 统计法是利
31、用在大量统计资料的基础上的过电压概率密度分布曲线，以及通过试验得到绝缘放电电压的概率密度分布曲线，用计算的方法求出由过电压引起绝缘损坏的故障概率。经过技术经济比较，正确地确定绝缘水平。 在实际工程中采用统计法进行绝缘配合是比较困难的，通常采用简化统计法。统计法只能用于自恢复绝缘。 在带电作业中，通常将绝缘损坏危险率称为危险率，由下式计算求得。000)()(21dUUPUpRd式中 p0(U)为操作过电压幅值的概率密度分布函数，即Pd(U)为空气间隙在幅值为U的操作过电压下的概率分布函数，即20)(210021)(avUUeUpUUUdddeUp0)(2125021)( 式中： Uav操作过电压
32、平均值 U50绝缘的50%放电电压 0操作过电压的标准偏差 d绝缘放电电压的标准偏差编制计算程序，求出相应的带电作业危险率。 目前公认的危险率水平为小于10-5，即带电作业间隙每遇到一次系统操作过电压，就有十万之一的放电可能性。举例说明110kV空气安全距离计算。n雷电过电压计算取起始雷电压650KV，传播距离按5公里计算，衰减系数按0.1610-3考虑，U=U0/(KXU0+1)=650/（0.1610-35650+1）=427kVn操作过电压计算过电压倍数K1为3，最大工作相电压73kVUgc=K1Uxg2=3731.414=310kVn按计算出来的操作过电压和雷电过电压，查找曲线，从19
33、84年电机工程手册操作波（500/5000s）正极性棒板间隙放电曲线查出其危险距离分别为67cm和70cm，说明起主要作用为操作过电压，取两者最大值为起控制作用的危险距离。n起控制作用的危险距离增加20安全裕度后为84cm，取整定为100cm。表表5-3绝缘配合用惯用法确定的安全距离绝缘配合用惯用法确定的安全距离电压等级大气过电压操作过电压起控制作用的危险距离加20裕度后的安全距离推荐安全距离安全裕度起始电压传输5km后的衰减值危险距离电压值危险距离1062121214.4403535027344131274452.86036.363420314482485050607040110650427
34、673107070841003022011205919962014014016818028.65.35.3绝缘工具有效绝缘长度绝缘工具有效绝缘长度 绝缘工具的电气强度，在绝缘材料确定后，由它的有效绝缘长度决定。绝缘长度的有效部分是在使用过程中遇到的各类最大过电压不发生闪络、击穿，并有足够安全裕度的绝缘尺寸，是带电作业工具设计和使用的一项重要技术指标。在计算工具有效绝缘长度是按工具使用中电场纵向计算，并扣除金属部件的长度。绝缘工具的有效绝缘长度取决于同电压等级的安全距离，两者不同的是前者是固体绝缘，后者是空气绝缘，一般来讲，空气绝缘大于固体绝缘，固体绝缘易受潮气、材料老化等因素影响，导致固体绝缘
35、降低，要维持同样的绝缘水平，则绝缘工具的有效绝缘长度大于安全距离。但是220kV及以下线路受绝缘子串长限制，绝缘工具的有效绝缘长度等同于安全距离。 表表5-4 355-4 35500kV500kV绝缘子串长绝缘子串长 米米电压等级kV直线串常用绝缘子串型号常用片数绝缘子串长绝缘承力工具有效长度35X4.531460.4380.666X4.540.5840.7110X4.571.0221.0220X4.5131.8981.8330XP10191552.9452.8500XP16第一代 284.343.7第二代 253.875 由于绝缘操作杆是手持工具，绝缘工具顶部在操作过程中往往会越过带电设备一
36、段距离而使这段距离失效，故规定各级电压等级的操作杆，均较绝缘承力工具增加0.3m,以弥补上述失效的绝缘段。表表5-5 5-5 绝缘工具最小有效绝缘长度绝缘工具最小有效绝缘长度 米米电压等级kV绝缘操作杆绝缘承力工具、绝缘绳索100.70.4350.90.6661.00.71101.31.02202.11.83303.12.85004.03.75.4 5.4 良好绝缘子片数良好绝缘子片数 不论哪种作业方式，带电体有可能通过空气间隙、绝缘工具和绝缘子串三个渠道放电，除要求空气间隙（或组合间隙）和绝缘工具的有效绝缘长度满足要求以外，绝缘子串的闪络电压亦必须满足系统最大操作过电压。因此，绝缘子串中必须
37、有足够的数量的良好绝缘子，其闪络电压大于最大操作过电压。 表表5-6 良好绝缘子片数确定依据良好绝缘子片数确定依据 电压等级 kV绝缘子型号良好绝缘子片数 NN片绝缘子闪络电压及耐受电压系统最大操作过电压(幅值)工频干闪电压(有效值/幅值)操作波干闪电压U50U耐35X-4.52150/21213163X-4.53220/311248110X-4.54275/388310220X-4.58450/639620330XP-10151030844815500XP-10221425116813115.5 5.5 等电位作业安全问题等电位作业安全问题5.5.1 对邻相最小安全距离 作业人员等电位后，除
38、对地保持相应的安全距离外，对邻相还应保持相应的最小安全距离，按照规程，相间过电压为相对地过电压的1.31.4倍左右，将表5-3的安全距离相应增大，得出表5-7。表表5-7 5-7 等电位作业人员对邻相导线的最小距离等电位作业人员对邻相导线的最小距离电压等级 kV103563110 220 330 500距离 m0.6 0.8 0.9 1.42.53.55.05.5.2 5.5.2 组合间隙的最小距离组合间隙的最小距离 等电位作业人员在绝缘梯上作业或沿绝缘梯进入强电场时，与接地体和带电体两部分间隙所组合的间隙不得不小于表5-8规定。表表5-8 5-8 组合间隙的最小距离组合间隙的最小距离 从我国
39、部分单位220kV组合间隙试验来看，相同长度和电极形式下，组合间隙的放电电压低于单间隙，降低最大幅度为21.2，所以从安全出发，330kV及以下组合间隙均增大20。500kV组合间隙数值来自试验数据。电压等级 kV 3563110220 330 500距离 m0.7 0.8 1.22.13.14.05.5.3 等电位作业人员沿绝缘子串进行强电场的作业，只能在220kV及以上电压等级的绝缘子串上进行。因为110kV及以下电压等级绝缘子串短，扣除人体短接长度和零值绝缘子片数，剩余距离不满足3倍操作过电压要求。另外，绝缘子串上进行沿绝缘子串上进行沿绝缘子串进行强电场的作业必须两个条件：n扣除人体短接
40、长度和零值绝缘子片数，良好绝缘子片数满足表5-6的规定；n组合间隙不得小于表5-8的规定。 总之，安全距离、有效绝缘工具长度、良好绝缘子片数和组合间隙都是带电作业中很重要的安全技术标准，必须严格遵守。 6.6.绝缘材料及带电作业工器具绝缘材料及带电作业工器具6.1 6.1 带电作业用绝缘材料带电作业用绝缘材料 我国目前带电作业使用的绝缘材料大致有下列几种： （1）绝缘板材。包括硬板和软板。 （2）绝缘管材。包括硬管和软管。 （3）薄膜。 （4）绝缘绳索。 （5）其他，绝缘油、绝缘漆、绝缘粘合剂等。 绝缘材料的电气性能指标主要是绝缘电阻、介质损耗和绝缘强度。表面电阻系数() 常态1.01013
41、浸水1.01011 体积电阻系数(cm) 常态1.01013浸水1.01011 平行层向绝缘电阻() 常态1.01013浸水1.01011 50Hz介质损失角正切 0.01垂直层向击穿强度(kV/mm) 厚度(mm) 要求 0.51 22 1.12 20 2.13 18 3以上 17平行层击穿强度(kV) 30 注：击穿时都置于902的变压器油中 绝缘板材电气性能指标绝缘板材电气性能指标 绝缘管材电气性能指标绝缘管材电气性能指标体积电阻系数(cm) 常态1.01012浸水1.01010 平行层向绝缘电阻() 常态1.01010浸水1.0107 50Hz介质损失角正切 0.01垂直层向5min耐
42、受电压(kV)（置于902的变压器油中） 厚度(mm) 内径625mm 内径26mm以上 0.51 7121.12 10142.13 13163以上 1518泡沫填充绝缘管电气性能指标泡沫填充绝缘管电气性能指标绝缘棒材电气性能指标绝缘棒材电气性能指标 干燥状态泄漏电流(A)（100kV，管径32mm，管长300mm） 10 168h受潮后泄漏电流(A)（100kV，管径32mm，管长300mm） 21 1h淋雨试验（100kV，管长1m，雨量11.5mm/min） 无滑闪、击穿、烧伤及明显温升 平行层向绝缘电阻() 常态1.01010 浸水1.0107 平行层向击穿强度（kV） 15 注：击穿
43、时置于902的变压器油中 绝缘绳索电气性能指标绝缘绳索电气性能指标 绝缘橡胶电气性能指标绝缘橡胶电气性能指标 高湿度下泄漏电流(A)（100kV，相对温度90%，温度20，受潮24h，试品长度0.5m） 300 工频干闪电压(kV) （试品长度长0.5m） 170 指 标厚度要求交流耐受电压（kV）1.40.3 10 2.20.3 20 2.80.3 30 直流耐受电压（kV）1.40.3 402.20.3 40 2.80.3 40 热塑性塑料电气性能指标热塑性塑料电气性能指标项 目指 标表面电阻系数() 1.01012体积电阻系数(cm)1.0101150Hz介质损失角正切0.05 击穿强度
44、（kV/mm）0.01高分子聚合物塑料薄膜电气性能指标高分子聚合物塑料薄膜电气性能指标项 目指 标体积电阻系数(cm)1.0101550Hz介质损失角正切0.01 绝缘漆电气性能指标绝缘漆电气性能指标项 目指 标表面电阻系数() 1.01012体积电阻系数(cm)常态 1.01014浸水 1.01013 绝缘材料的物理化学性能包括有：密度、吸水性、耐热性能、工艺性能等。 固体绝缘材料在承受机械负荷作用时，所表现出的抵抗能力，称之机械性能。表示绝缘材料机械强度的指标,主要有以下几种： （1）抗拉、抗压、抗弯强度； （2）抗切强度； （3）抗剪切强度； （4）抗扭强度； （5）抗冲击强度； （6）
45、硬度； （7）弹性和弹性模数；n制作承力及载人工器具的绝缘板材 抗张强度（N/cm2） 纵向35000 横向25000 抗弯强度（N/cm2） 纵向40000 横向30000 抗冲击强度（Ncm/cm2） 纵向1500 横向1000 n制作承力及载人工器具的绝缘管材抗张强度（N/cm2 ） 18000 抗剪强度（N/cm2） 1500抗压强度（N/cm2 ） 7000 n制作承力及载人工器具的绝缘棒材 抗张强度（N/cm2） 20000 抗弯强度（N/cm2） 35000n绝缘绳索的抗张强度 桑蚕丝绳（N/cm2） 9000 锦纶丝绳（N/cm2） 110006.2 6.2 带电作业工器具分类
46、带电作业工器具分类 分五大类：n绝缘工器具 软梯、平梯、绝缘杆、绝缘绳、绝缘遮蔽罩、绝缘横担、绝缘滑车组等。n金属工器具 卡具、紧线器、拔销器、取瓶器、金属滑车等。n设备与装置 消弧装置、起重装置、飞车、工程车、爆炸压接器材、通讯装置等。n测试仪表 摇表、拉力试验机、场强仪、红外测温仪等。n个人防护用具 屏蔽服、绝缘服、静电防护服、护目镜等。6.3 6.3 绝缘工器具绝缘工器具绝缘工器具分为两大类：n硬质绝缘工器具n软质绝缘工器具6.3.1硬质绝缘工器具 在硬质绝缘工具中，使用最广泛的是绝缘杆。绝缘杆按用途分三类：操作杆、支杆和拉(吊)杆。 目前，国内外普遍采用环氧玻璃钢制作绝缘杆。制造绝缘杆
47、的方法主要有湿卷法、干卷法、缠绕法、挤拉(引拔)法和真空浸胶法。6.3.1硬质绝缘工器具 环氧玻璃钢主要由三种成分：玻璃纤维、环氧树脂和偶联剂。 玻璃纤维是玻璃在熔融状态下，通过小孔高速拉制成的直径为数微米至数十微米的细丝。根据Griffith裂缝的理论，玻璃丝表面出现的微裂纹的几率大大减小，使得强度比块状玻璃提高约100倍。此外，由数百根甚至数千根单丝组成的玻璃纤维束，即使几根纤维出现微裂纹，不会扩散到其它纤维，影响机械性能。 带电作业用绝缘工具的玻璃纤维必须由无碱玻璃拉制而成，其含碱量低于1%，不易被潮气所侵蚀，具有稳定的电气性能和机械性能。 表表6-1 6-1 无碱玻璃纤维的基本性能无碱
48、玻璃纤维的基本性能 性能项目性能数值性能项目性能数值密度（g/cm） 2.55 介电常数 6.4 拉伸强度（kN/cm2） 160 介质损失角正切tg 0.0042 弹性模量（kN/cm2） 7.210 体积电阻系数v（） 11016 延伸率（%） 3介电强度E（kV/） 306.3.1硬质绝缘工器具 环氧树脂是指大分子主链中含有仲醇基和醚键，在分子两端具有反应性环氧基的线形聚合物，它对玻璃、金属及许多有机材料具有很强的粘接力。固化后的环氧树脂基本性能见下表。表表6-2 6-2 固化后的环氧树脂基本性能固化后的环氧树脂基本性能性能项目性能数值性能项目性能数值密度（g/cm） 1.25 马丁耐热
49、温度130拉伸强度（kN/cm2） 6 表面电阻率（） 11014 弹性模量（kN/cm2） 250 体积电阻率（） 11016 延伸率（%） 2介电常数 3.9 弯曲强度（kN/cm2） 11介质损失角正tg 0.008 压缩强度（kN/cm2） 17介电强度E（kV/） 25 在玻璃钢制造过程中，不可避免地混入极少量的杂质，它们滞留在玻璃纤维和环氧树脂之间的界面上，影响结合致密性，空气中的潮气很容易沿着这些弱点深入玻璃钢内部。玻璃钢吸水性约0.3%，远大于玻璃的0.01%。所以玻璃钢电气绝缘性能的优劣主要决定于对杂质含量的控制。玻璃钢中可能存在固化不完全、分层、表面纤维外露、表面龟裂、内壁
50、不净等缺陷。表表6-3 36406-3 3640管材性能管材性能名 称 技术要求 密度（不低于，g/cm3 ） 1.4 抗弯强度（不低于，Pa）18107抗压强度（不低于，Pa ）7107抗剪强度（不低于，Pa ）1.5107平行层向绝缘电阻 常态时 浸水后1101211010 体积电阻率（不低于） cm常态时 浸水后110101107 频率50Hz时介质损失角正切 （不高于） 0.03 表表6-4 38406-4 3840、37213721棒材性能棒材性能名 称 技术要求 38403721密度（不低于，g/cm3 ）1.752.0 1.25 吸水性(不高于，%)1.0抗弯强度（不低于，kN/
