低压带电接火绝缘挡板的研制

1技术背景

配网低压运维带电接火作业是一项配网班组运维人员常态化开展的工作任务,因是带电作业,其安全防护要求也比较高,目前常用的防护方法有佩戴低压绝缘手套,使用绝缘包扎的工器具,使用绝缘帆布围护等。绝缘帆布围护在使用过程中只能悬挂在最上层低压导线处,其对中下层导线处的接火作业虽然能够起到较好的防护效果,但对最上层相导线接火作业的保护裕度不足,在接火过程中,带电部位、作业工器具或者绑扎扎线很容易因触碰邻近墙体等而发生接地情况,导致人身触电风险增大。

2低压带电接火绝缘挡板的设计

2.1提出方案并确定最佳方案

根据课题设定的目标,QC小组成员运用"世界咖啡会议模式",相互启发,深入思考,对如何实现"研制低压带电接火绝缘挡板"这个课题目标展开讨论,并提出了两个可行方案,即全绝缘挡板与绝缘挡板拼接绝缘帆布。

QC小组分别对两个方案进行了综合分析对比,结果如表1所示。

通过对比两种方案的有效性、安全性、可靠性、通用性和实用性可以发现,绝缘挡板拼接绝缘帆布优于全绝缘挡板。

2.2对确定方案进行分解

QC小组进一步对全绝缘挡板和绝缘帆布进行二级分解,二级分解图如图1所示。

(1)QC小组通过对固定型绝缘挡板和折叠型绝缘挡板进行考察对比分析,得出以下结论:

1)固定型绝缘挡板能使覆盖的区域与墙体实现绝缘隔离:在既定干扰环境下不会脱落,不会失去防护。但其重量较大,安装及运行过程中可能造成人身伤害,可能对低压线路造成一定拉扯:不适用于不同尺寸街码、靠近墙体的垂直分布或水平分布的三相四线和单相线路:存在单人难以操作,不便于携带和收纳的缺点。

2)折叠型绝缘挡板能使覆盖的区域与墙体实现绝缘隔离:在既定干扰环境下不会脱落,不会失去防护:适用于不同尺寸街码、靠近墙体的垂直分布或水平分布的三相四线和单相线路:同时可以单人操作,便于携带、收纳。但其重量较大,安装及运行过程中可能造成人身伤害,可能对低压线路造成一定拉扯。

(2)QC小组通过对固定型绝缘帆布和可拆卸绝缘帆布进行考察对比分析,得出以下结论:

1)固定型绝缘帆布能使覆盖的区域与墙体实现绝缘隔离:重量轻,安装及运行过程中不会对人身造成伤害,不会对低压线路造成太大拉扯:在既定干扰环境下不会脱落,不会失去防护。但其不适用于不同尺寸街码、靠近墙体的垂直分布或水平分布的三相四线和单相线路,不可根据实际情况来选用不同规格的绝缘帆布:且单人难以操作,不便于携带和收纳。

2)可拆卸绝缘帆布能使覆盖的区域与墙体实现绝缘隔离:重量轻,安装及运行过程中不会对人身造成伤害,不会对低压线路造成太大拉扯:在既定干扰环境下不会脱落,不会失去防护:适用于不同尺寸街码、靠近墙体的垂直分布或水平分布的三相四线和单相线路,可根据实际情况来选用不同规格的绝缘帆布:同时可以单人操作,方便拆卸、安装和更换,便于携带和收纳。

(3)经上述综合分析,QC小组最终确定了低压带电作业绝缘挡板的二级分解方案选择结果一折叠型绝缘挡板和可拆卸绝缘帆布。

2.3确定最终优化方案

结合以上几个方案,QC小组对折叠型绝缘挡板和可拆卸绝缘帆布进行了进一步优化,方案优化如图2所示。

在材料选择上,QC小组对有机玻璃与环氧树脂、合页与插销、夹子与魔术贴进行了两两对比调查分析,调查结果如下:

(1)折叠式绝缘挡板材料选择条件:各种环境下具有良好的绝缘性(绝缘电阻值≥40MΩ/1000V),当环境温度达到90℃时材料不会发生形变(热形变温度≥90℃)。

调查结果显示,有机玻璃的绝缘电阻值>1800MΩ/1000V,热形变温度<90℃,明显不符合选择要求:环氧树脂绝缘电阻值>1800MΩ/1000V,热形变温度≥150℃,符合选择要求。

(2)绝缘挡板连接金件选择条件:能够旋转,在受到剧烈晃动的情况下依然牢固。

调查结果显示,插销两连接片之间不能旋转,在受到剧烈晃动时插销容易松脱,不符合选择要求:合页两连接片之间能旋转达到90°,在受到剧烈晃动的情况下依然牢固,符合选择要求。

(3)绝缘帆布固定材料选择条件:具有良好的绝缘性能,不容易松脱。

调查结果显示,夹子在各种环境下均具有良好的绝缘性,但在受到剧烈晃动的情况下容易松脱,且夹子的弹簧容易老化,不符合选择要求:魔术贴在各种环境下均具有良好的绝缘性,在受到剧烈晃动的情况下依然粘贴牢固,不易老化,符合选择要求。

通过以上的调查分析和对比选择后,QC小组确定了新型带电接火作业安全防护工器具的最终方案,如图3所示。

2.4方案实施

针对上面所提出的方案,通过下述步骤进行实施。

2.4.1制备绝缘挡板部分

对绝缘挡板进行测量并裁切绝缘挡板,同时对环氧树脂板进行绝缘试验。

2.4.2制备合页部分

为选出经济实用的最佳合页,QC小组进行了5项合页试验:

试验1:胶合页的绝缘试验:

试验2:单个胶合页的受力测试:

试验3:喷涂绝缘漆的金属合页的绝缘试验:

试验4:单个喷涂绝缘漆的金属合页的受力测试:

试验5:多个(2~4个)金属合页受力测试。

综合试验效果、实用性及经济性,QC小组最终选择采用两个喷涂绝缘漆的金属合页连接,固定绝缘挡板。

2.4.3制备绝缘布部分

按设计要求将绝缘布裁剪成80cm×150cm大小,同时对绝缘布进行绝缘试验。

2.5组装并进行现场实地调试

组装成果及绝缘挡板绝缘性能现场测试如图4所示,在低压接户线处进行带电作业试验,结果显示,绝缘挡板的绝缘性能及有效屏蔽率高达100%。

(a)

(b)

(c)

(d)

图4组装成果及绝缘挡板绝缘性能现场测试

3效果与推广

效果一:降低了工作人员的触电风险,提高了作业安全性。

效果二:可自由拼接的绝缘帆布,提高了布置安全措施的工作效率。

QC小组在工作现场对研制的低压带电接火绝缘挡板进行了多次测试,并统计分析使用感受,发现使用低压带电接火绝缘挡板消除了操作人员在工作中对墙壁的接地风险,在布置安全措施上可以大大节约时间,提高工作效率。因此,在日常工作中可对研制的新型低压带电接火绝缘挡板进行推广运用。