第二章-带电作业用绝缘工具演示幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 绝缘材料及带电作业工器具,第一节 带电作业用绝缘材料,一常用绝缘材料的分类,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。,1,二绝缘材料的电气性能指标,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。,以下是几种常用绝缘材料的电气性能指标要求：,（1）绝缘板材。其电气性能指标要求见表2-1。,（2）绝缘管材。其电气性能指标要求见,表2-2。,（3）泡沫填充绝缘管。其电气性能指标要求见,表2-3。,（4）绝缘棒材。其电气性能指标要求见表2-4。,（5）绝缘绳索。其电气性能指标见表2-5。,（6）绝缘橡胶。其电气性能指标见表2-6。,2,（7）热塑性塑料。其电气性能指标见表2-7。,（8）高分子聚合物塑料薄膜。其电气性能指,标要求见表2-8。,（9）绝缘漆。其电气性能指标要求见表2-9。,3,表2-1 绝缘板材电气性能指标,表面电阻系数(),常态1.010,13,浸水1.010,11,体积电阻系数(cm),常态1.010,13,浸水1.010,11,平行层向绝缘电阻(),常态1.010,13,浸水1.010,11,50Hz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,4,表2-2 绝缘管材电气性能指标,5,表2-3 泡沫填充绝缘管电气性能指标 表2-4 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1.010,10,浸水1.010,7,平行层向击穿强度（kV）,15,注：击穿时置于902的变压器油中,6,表2-5 绝缘绳索电气性能指标,表2-6 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）,1.40.3,40,2.20.3,40,2.80.3,40,7,表2-7 热塑性塑料电气性能指标表2-8 高分子聚合物塑料薄膜电气性能指标,8,表2-9 绝缘漆电气性能指标,9,三绝缘材料物理化学性能,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。,四绝缘材料的机械性能,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。,1.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；,10,（3）抗剪切强度；,（4）抗扭强度；,（5）抗冲击强度；,（6）硬度；,（7）弹性和弹性模数；,2.几种绝缘材料的机械性能指标要求,（1）制作承力及载人工器具的绝缘板材,抗张强度（N/cm,2,）纵向35000,横向25000,11,抗弯强度（N/cm,2,）纵向40000,横向30000,抗冲击强度（Ncm/cm,2,）纵向1500,横向1000,（2）制作承力及载人工器具的绝缘管材,抗张强度（N/cm,2,）18000,抗剪强度（N/cm,2,）1500,抗压强度（N/cm,2,）7000,（3）制作承力及载人工器具的绝缘棒材,12,抗张强度（N/cm,2,）20000,抗弯强度（N/cm,2,）35000,（4）绝缘绳索的抗张强度,桑蚕丝绳（N/cm,2,）9000,锦纶丝绳（N/cm,2,）11000,五作业工具的选材原则,作业工具的选材因为各种工具的不同作用，所以有着不同的选材原则。主要的工具种类有承力工具、载人器具、托瓶工具、牵引机具、固定器具（卡具）、绝缘操作杆（含绝缘夹钳）等。这些工具由于其在作业中所起的作用不同，所以选材的要求也不同。,13,第二节 带电作业用工器具,一硬质绝缘工具,在硬质绝缘工具中，使用最广泛的是绝缘杆。,1.环氧玻璃钢,（1）环氧玻璃钢的主要成分,环氧玻璃钢有三种主要成分组成：玻璃纤维、环氧树脂和偶联剂。,无碱玻璃纤维的基本性能，如表2-10所示。,固化后的环氧树脂，其基本性能典型值见表2-11。,玻璃、环氧树脂、玻璃钢吸水率参见表2-12。,14,表2-10 无碱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/cm,2,）,160,介质损失角正切tg,0.0042,弹性模量（kN/cm,2,）,7.210,体积电阻系数,v,（）,110,16,延伸率（%）,3,介电强度E（kV/）,30,15,表2-11 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,马丁耐热温度,130,拉伸强度（kN/cm,2,）,6,表面电阻率（）,110,14,弹性模量（kN/cm,2,）,250,体积电阻率（）,110,16,延伸率（%）,2,介电常数,3.9,弯曲强度（kN/cm,2,）,11,介质损失角正tg,0.008,压缩强度（kN/cm,2,）,17,介电强度E（kV/）,25,16,表2-12 玻璃、环氧树脂、玻璃钢吸水率,材 料,吸水率（%）,玻璃,0.01,环氧树脂,0.06,玻璃钢,0.3,17,（2）玻璃钢中可能存在的缺陷。这些缺陷主要有固化不完全、分层、表面纤维外露、表面龟裂、内壁不净。,（3）环氧玻璃钢的性能。制造绝缘杆用的环氧玻璃钢应具备如表2-13所示的物理、机械和介电性能。,18,表2-13 玻璃钢的物理、机械和介电性能,19,2带电作业用绝缘杆,（1）绝缘杆的分类,按照不同的用途，经常将绝缘杆分为操作杆、支杆和拉（吊）杆三类。,（2）绝缘杆的制造工艺,制造绝缘杆的主要方法有：湿卷法、干卷法、缠绕法、挤拉法（引拔法）和真空浸湿法。,（3）常用绝缘管（棒、板）的性能,3640型环氧酚醛玻璃布管、3840型环氧酚醛玻璃布棒和3240型环氧酚醛玻璃布板填充管的电气和机械性能见表2-14、2-15、2-16、2-17。填充管的电气和机械性能见表2-18。,20,表2-14 3640管材性能,21,表2-15 3840、3721棒材性能,22,名 称,单 位,实测数据,比重,g/cm,3,1.21.9,马丁氏耐热性,200,抗弯强度（不低于）纵向,横向,kN/cm,2,35,29,抗张强度（不低于）纵向,横向,kN/cm,2,30,22,粘合温度（不低于）,580,抗冲击温度（不低于）纵向,横向,0.098J/cm,2,150,100,表面电阻率（不低于）常态时,浸水后,110,13,110,11,平行层向绝缘电阻 常态时,浸水后,110,10,110,8,体积电阻率（不低于）常态时,浸水后,cm,110,13,110,11,频率50Hz时介质损失角正切（不高于）,/,0.05,表2-16 3240板材性能,23,名 称,单 位,实测数据,比重,g/cm,3,1.77,吸水率,%,0.201,抗弯强度,kN/cm,2,37,抗压强度,kN/cm,2,48,抗拉强度,kN/cm,2,32,体积电阻率 常态时,浸水后,(34)10,12,(0.22)10,12,表面电阻率 常态时,浸水后,(34)10,12,(0.22)10,12,介质损失角正切tg,/,0.007,垂直壁厚耐压,kV,18（壁厚2mm）,垂直壁厚击穿电压,kV,44（壁厚2mm）,表2-17 M2-2型绝缘管性能,24,名 称,单 位,实测数据,比重,g/cm,3,0.80.9,吸水率,%,0.780.89,抗压强度,kN/cm,2,2526,抗弯强度,kN/cm,2,2832,剥离强度,N/cm,2,58,抗拉强度,kN/cm,2,42,体积电阻 常态时,浸水后,1.210,13,3.410,11,表面电阻 常态时,浸水后,2.010,11,1.510,8,介质损失角正切tg,/,0.020.03,表2-18 填充管性能（试品长度为300mm，浸水24h，加压5min）,25,*直流500kV带电作业用的绝缘杆最短有效长度可参考 使用交流500kV的长度，但有较大的安全裕度。,表2-19 绝缘杆最短有效长度,26,二软质绝缘工具,1绝缘绳,国标GB1303591带电作业绝缘绳索对绝缘绳的电气性能指标的规定，见表2-20。,对于干燥清洁状态的绝缘绳，各种不同材质的绝缘绳（蚕丝绳或锦纶绳等）的电气性能基本相同，实测结果见表2-21。,对于高湿度状态下的绝缘绳，交流下的泄漏电流值随着绝缘绳质量的优劣而有很大的不同，实测结果见表2-22。,27,表2-20 绝缘绳电气性能指标,试验项目,标准,试品长度,布置方式,工频干闪电压,不小于170kV,0.5m,垂直布置,高温度下交流泄漏电流（相对湿度90%，温度20，24h）,100kV时不大于300A,0.5m,垂直布置,28,表2-21 干燥清洁状态下绝缘绳的电气性能实测结果,29,种类,试品,长度,交流泄漏电流,淋雨时工频,闪络电压,90%湿度，20，72h,90%湿度，20，72h,90%湿度，20，168h,浸水后,蚕丝,绝缘绳,0.5m,70120,A/100kV,11001300A/5kV,14001600A/15kV,2.2mA/3kV,351kV,锦纶,绝缘绳,0.5m,60140,A/100kV,9001200,A/5kV,12001500A/5kV,2.1mA/3kV,4055kV,表2-22 湿状态下绝缘绳的电器性能实测结果,30,国外带电作业用,绝缘绳,0.5m,512,A/100kV,515,A/100kV,716,A/100kV,70A/30kV,90100kV,防潮阻燃聚乙烯绝缘绳,0.5m,36,A/100kV,610,A/100kV,615,A/100kV,1800A/30kV,8595kV,续表2-22,31,说明,/,试品在90%湿度20的容器中置24h后立即试验,72h后试验,168h后试验,在9500 cm的水中浸泡15min后沥15min后立即施加电压,试品成,45布置，水阻9500cm，预淋5min后加压至闪络,续表2-22,32,图2-1 绝缘绳的工频干闪电压特性曲线,对于不同长度的绝缘绳，工频干闪放电电压与长度关系如图2-1所示。,33,（5）绝缘绳的物理和机械性能,国标GB1303591带电作业用绝缘绳索对绝 缘绳的物理和机械性能作出了规定。表2-23和表2-24分别列出了蚕丝绳和锦纶绳的物理和机械性能。,34,型号,直径（mm）,结构（股）,捻距,（mm）,线密度,（g/m）,伸长率（不大于（%）,断裂强度（不小于）（kN）,测量,张力,（N）,标称直径,允许偏差,SCjS-2,2,0.2,3,70.3,2.50.2,20,1.2,20,SCjS-4,4,0.2,3,130.3,120.2,20,2.6,40,SCjS-6,6,0.3,33,180.3,190.3,20,4.5,80,SCjS8,8,0.3,33,240.3,420.5,20,6.9,110,SCjS-10,10,0.3,44+1,320.3,611.0,35,9.2,140,SCjS-12,12,0.4,44+1,370.3,901.0,35,12.4,200,SCjS-14,14,0.4,44+1,420.3,1151.5,35,16.0,300,SCjS-16,16,0.4,44+1,480.3,1551.5,35,20.0,400,SCjS-18,18,0.5,44+1,560.3,1902.0,44,25.0,500,SCjS-20,20,0.5,44+1,620.3,2203.0,44,30.0,700,SCjS-22,22,0.5,44+1,660.3,2663.0,44,36.0,800,SCjS-24,24,0.5,44+1,720.3,3154.0,44,41.5,900,表2-23 蚕桑丝绝缘绳索（ZSZ）物理和机械性能,35,型号,直径（mm）,结构（股）,捻距,（mm）,线密度,（g/m）,伸长率（不大于（%）,断裂强度（不小于）（kN）,测量,张力,（N）,标称直径,允许偏差,JCjS-2,2,0.2,3,70.3,2.60.2,40,1.4,10,JCjS-4,4,0.2,3,130.3,130.2,40,3.1,20,JCjS-6,6,0.3,33,180.3,200.3,40,5.4,40,JCjS-8,8,0.3,33,240.3,440.5,40,8.0,80,JCjS-10,10,0.3,44+1,320.3,631.0,48,11.0,130,JCjS-12,12,0.4,44+1,370.3,931.0,48,15.0,180,JCjS-14,14,0.4,44+1,420.3,1171.5,48,20.0,250,JCjS-16,16,0.4,44+1,480.3,1571.5,48,26.0,300,JCjS-18,18,0.5,44+1,560.3,1932.0,58,32.0,400,JCjS-20,20,0.5,44+1,620.3,2283.0,58,38.0,500,JCjS-22,22,0.5,44+1,660.3,2683.0,58,44.0,600,JCjS-24,24,0.5,44+1,720.3,3184.0,58,50.0,700,表2-24 锦纶长丝绝缘绳索（ZSZ）物理和机械性能,36,第三节 带电作业工器具的试验,一绝缘杆试验,1绝缘杆的试验,绝缘杆的试验分为型式试验、出厂试验和预防性试验三个类型。其试验的项目分别见表2-25。,但其中的机械试验为抽样检验，按表2-28规定的载荷进行机械试验。,3外观及尺寸检查,37,试 验 项目,试 验 类 型,型式试验,出厂试验,预防性试验,绝缘材料试验,/,/,外观及尺寸检查,电气,检查,工频闪络击穿电压试验,/,/,工频耐压试验,操作冲击耐压试验,机械,试验,弯曲试验,抽检,/,扭曲试验,抽检,/,拉伸试验,抽检,/,压缩试验,抽检,/,表2-25 绝缘杆各类试验的试验项目,38,4电气试验方法。,包括有工频闪络（击穿）试验、工频闪络（击穿）试验、操作冲击耐压试验。操作冲击耐压试验时按表2-26对试品施加规定的进行操作。,5 机械试验方法。,根据作业时实际受力情况，操作杆需进行弯曲、扭曲和拉伸试验；支杆需进行压缩试验；拉（吊）杆需进行拉伸试验。,弯曲试验按图2-2布置,对试品进行试验。压缩试验时安图2-3布置。,39,管或棒直径（mm）,两支架间距离d（mm）,1016,500,32,1500,3951，5161，6177,2000,图2-2 弯曲试验布置图,40,图2-2 弯曲试验布置图（a）试验装配图；（b）支架详图,41,图2-3 支杆的压缩试验图 （a）立式压力机进行材料试验；（b）支杆组装成工况进行工具试验,42,6绝缘杆材质的电气试验方法,（1）干试验。按图2-4将试品接在电极上。试验电极放置在离地约1m高的绝缘支架上。试验电极的结构如图2-5所示。表2-27中有试品泄露电流I,1,的规定值。,（2）受潮后试验。按照干试验的方法测量试品的泄漏电流,，,表2-27中有的I,2,的规定值。,43,测量区应离开任何高压源至少2m,1-试品；2-屏蔽引线；3-电容（或电阻）分压器,图2-4 300mm长试品的电气试验图,44,（a）试验电极详图；（b）保护电极结构图（需要两个）,1-4香蕉插头插座；2-黄铜；3-保护电极；4、7-黄铜电极；5、9-电极支座；6-300mm长的试品；8-用导电粘胶带来保证接触；10-绝缘材料；11-12铜管焊至黄铜板上；12-1.5厚黄铜板,图2-5 试验电极结构,45,7绝缘杆的试验标准,（1）绝缘杆的耐压试验标准。部颁电业安全工作规程对绝缘杆耐压试验的规定，如表2-26所示。,（2）材质的泄漏电流标准。对于300mm长的材质试品，在100kV工频电压下，其泄漏电流值应符合GB1339892带电作业绝缘杆通用技术条件的规定，见表2-27。,8绝缘杆的机械试验标准,GB1339892对绝缘杆的机械试验规定，见表2-28。,46,电压等级U,n,（kV）,10,35,110,110,330,500,试验长度L（m）,0.4,0.6,1.0,1.8,2.8,3.7,1分钟工频耐压U,1,(kV),型式、出厂试验,100,150,250,450,/,/,预防性试验,45,95,220,440,/,/,电压等级U,n,（kV）,10,35,110,220,330,500,试验长度L（m）,0.4,0.6,1.0,1.8,2.8,3.7,5分钟工频耐压U,1,(kV),型式、出厂试验,/,/,/,/,420,640,预防性试验,/,/,/,/,380,580,15次操作冲击耐压U,15,（kV）,型式、出厂试验,/,/,/,/,900,1175,预防性试验,/,/,/,/,800,1050,检查性试验,每30Cm，工频耐压75kV，1min,表2-26 绝缘杆耐压试验标准,47,试 品 规 格,泄漏电流,干试验I,1,受潮后试验I,2,不大于（A）,空心管,标称外径（mm）,30及以下,10,30,大于30,15,35,填充管,2060,20,40,绝缘板,标称截面（mm,2,）,600及以下,20,40,表2-27 泄漏电流值的规定,48,试 品,拉伸试验荷载（kN）,压缩试验荷载(kN),弯曲试验荷载(Nm),扭曲试验荷载（Nm）,操作杆,标称外径,（mm）,28及以下,1.50,/,225,75,28以上,1.50,/,275,75,支,杆、,拉,吊,杆,1kN级,/,/,2.50,/,/,3kN级,/,/,7.50,/,/,5kN级,/,/,12.50,/,/,10kN级,/,/,25.0,/,/,30kN级,/,/,75.0,/,/,50kN级,/,/,125.0,/,/,表2-27 泄漏电流值的规定,49,二 绝缘绳试验,1绝缘绳的电气和机械试验,（1）工频闪络电压试验。试验布置如图2-6所示。绝缘绳的耐压试验标准与绝缘杆相同，可参见表2-26。,（2）湿状态下的泄漏电流试验。试验布置与图2-6工频干闪试验相同。,（3）浸水后泄漏电流的测量。,（4）拉断强度试验。各种不同直径的蚕丝绳的与锦纶绳的断裂强度参见表2-23和表2-24内的规定值。,（5）伸长率的测量。试品伸长率A计算公式如（2-1）所示。,A=100%（2-1）,50,图2-6 绝缘绳工频干闪试验布置图,51,