GBT10387-2000带电作业工具基本技术要求与设计导则.pdf 28页

'免费标准网(www.freebz.net)标准最全面中华人民共和国电力行业标准带电作业工具基本技术GB/T18037—2000要求与设计导则Technicalrequirementsanddesignguideforliveworkingtools1范围本标准规定了交、直流10kV～500kV带电作业工具应具备的基本技术要求，提出了工具的设计、验算、保管、检验等方面的技术规范与指导原则。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB311.1—1997高压输变电设备的绝缘配合（neqIEC71-1:1993）GB/T14286—1993带电作业术语（neqIEC743:1983）DL409—1991电业安全工作规程3定义本标准除符合GB/T14286规定外，还采用了下列定义。3.1工具名称3.1.1硬质绝缘工具insulatingrigidtool以硬质绝缘板、管、棒及各种异型材为主构件制成的工具，包括通用操作杆、承力杆、硬梯、托瓶架、作业平台、滑车、斗臂车、抱杆等。3.1.2软质绝缘工具insulatingflexibletool以柔性绝缘材料为主构件制成的工具，包括各种绳索及其制成品和各种软管、软板、软棒的制成品等。3.1.3防护用具protectingtool带电作业人员使用的安全防护用具的总称，包括绝缘遮蔽用具、绝缘防护用具和电场屏蔽用具。3.1.4绝缘防护用具insulatingprotectingtool用绝缘材料制成的供带电作业人员专用的安全隔离用品，包括绝缘手套、绝缘袖套、绝缘鞋、绝缘毯等。3.1.5电场屏蔽用具electricfieldshieldingtool用导电材料制成的屏蔽强电场的用品，包括屏蔽服、防静电服、导电鞋、导电手套等。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面3.1.6绝缘遮蔽用具insulatingcover阻拦操作者接近、接触带电体，满足一定绝缘水平的防护用具，包括各种软、硬质的隔离罩、挡板、覆盖物等。3.1.7绝缘杆insulatingpole杆状结构的绝缘件，分为承力杆及操作杆两类。承力杆是承受轴向导、地线水平张力或垂直荷重的工具，例如紧线拉杆、吊线杆等。3.1.8载人器具worker-bearingtool承受作业人员体重及随身携带工具重量的承载器具，例如软梯、硬梯、吊篮、斗臂车等。3.1.9牵引机具towingtool手动或机动产生机械牵力、起吊力的施力机具，例如紧线丝杠、液压收紧器、卷扬机等。3.1.10固定器具（卡具）holdingtool在承力系统中起锚固作用的非运动器具，例如翼型卡、夹线器、角钢固定器等。3.1.11载流器具current-passingtool导通交、直流电流的接触线夹及导线的组合体，例如接引线夹、直联线等。3.1.12消弧工具arcsupressiontool具有一定载流量和灭弧能力的携带型开合器具，例如消弧绳、气吹消弧棒等。3.1.13雨天作业工具rainingworkingtool能在一定淋雨条件下带电作业的专用工具，例如雨天操作杆、防雨吊线杆、水冲洗杆等。3.2各类系数3.2.1安全系数（n）safetycoefficient材料的极限应力与许用应力之比，即为安全系数。3.2.2分配系数（Kf）distributioncoefficient两个或两个以上并列受力部件，理论上分配总荷载的系数。3.2.3不均衡系数（Kb）unbalancecoefficient修正均匀分配荷载中可能出现不均衡受力的系数。3.2.4冲击系数（Ke）shockcoefficient在静荷载基础上考虑因运动、操作而产生横向或纵向冲击作用力叠加效果的系数。4带电作业工具选材原则4.1绝缘材料电气性能指标要求本导则推荐环氧树脂玻璃纤维增强型复合材料和蚕丝绳、锦纶（尼龙）绳等作为制作带电作业工具的主绝缘材料；推荐橡胶、硅橡胶、塑料及其制成品等作为带电作业工具的辅助绝缘材料。列出了部分绝缘材料的主要电气性能指标，作为选用材料的依据。4.1.1绝缘板材13表面电阻系数（Ω）常态≥1.0×1011浸水≥1.0×1013体积电阻系数（Ω·cm）常态≥1.0×1011浸水≥1.0×1010平行层向绝缘电阻（Ω）常态≥1.0×108浸水≥1.0×10免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面50Hz介质损失角正切＜0.01垂直层向击穿强度（kV/mm）厚度（mm）0.5～1≥22（置于90℃±2℃的变压器油中）1.1～2≥202.1～3≥183以上≥17平行层击穿强度（kV）≥30（置于90℃±2℃的变压器油中）4.1.2绝缘管材12体积电阻系数（Ω·cm）常态≥1.0×1010浸水≥1.0×1010平行层向绝缘电阻（Ω）常态≥1.0×107浸水≥1.0×1050Hz介质损失角正切＜0.01垂直层向5min耐受电压（kV）（置于90℃±2℃的变压器油中）壁厚（mm）内径6mm～25mm内径26mm及以上1.5＞7＞122.0＞10＞142.5＞13＞163.0＞15＞18平行层向5min耐受电压（kV）≥30（置于90℃±2℃的变压器油中）4.1.3泡沫填充绝缘管干燥状态泄漏电流（μA）＜10（100kV，管径32mm，管长300mm）168h受潮后泄漏电流（μA）＜21（100kV，管径32mm，管长300mm）1h淋雨试验无滑闪、击穿、烧伤及明显湿升（100kV，管长1m，雨量1mm/min～1.5mm/min）4.1.4绝缘棒材10平行层向绝缘电阻（Ω）常态≥1.0×107浸水≥1.0×10平行层向击穿强度（kV）＞15（置于90℃±5℃的变压器油中）4.1.5绝缘绳索高湿度下泄漏电流（μA）＜300（100kV，相对湿度90%，温度20℃，受潮24h，试品长度0.5m）工频干闪电压（kV）＞170（试品长度0.5m）4.1.6绝缘橡胶厚度（mm）交流耐受电压（kV）1.4±0.3＞102.2±0.3＞202.8±0.3＞30免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面直流耐受电压（kV）1.4±0.3＞402.2±0.3＞402.8±0.3＞704.1.7热塑性塑料12表面电阻系数（Ω）≥1.0×1011体积电阻系数（Ω·cm）≥1.0×1050Hz介质损失角正切＜0.05击穿强度（kV/mm）＞154.1.8高分子聚合物塑料薄膜15体积电阻系数（Ω·cm）≥1.0×1050Hz介质损失角正切＜0.014.1.9绝缘漆12表面电阻系数（Ω）≥1.0×1014体积电阻系数（Ω·cm）常态≥1.0×1013浸水≥1.0×104.2绝缘材料理化指标要求34.2.1密度（g/cm）带电作业常用的环氧树脂玻璃纤维增强复合型绝缘材料的密度，是间接反映同类型材料机电性能的综合性指标。制作带电作业工具的这类材料的密度，一般不得低于下列要求：承力、载人器具的主绝缘部件板材≥1.8管材≥1.6棒材≥1.74.2.2吸水性绝缘板、棒材≤0.1%绝缘管材≤0.2%雨天作业工具的外表材料≤0.02%4.2.3马丁耐热性（℃）承力、载人器具的绝缘材料≥200非承力工具的主绝缘材料≥1004.2.4绝缘绳索的初始延伸率软梯、滑车组、保护绳用桑蚕丝绳≤20%～44%软梯、滑车组、保护绳用锦纶丝绳≤30%～50%软梯、滑车组、保护绳用锦纶复丝绳≤40%～58%满足上述初始延伸率的绳索，应施加2.5倍以上使用荷载拉出初伸长，卸载后的残留延伸率不得超过下列数值：软梯、滑车组≤10%保护绳、传递绳≤15%拉、吊绳≤20%4.3绝缘材料机械性能指标要求4.3.1制作承力及载人工具的绝缘板材2抗张强度（N/cm）纵向≥35000横向≥25002抗弯强度（N/cm）纵向≥40000横向≥3000免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面2抗冲击强度（N·cm/cm）纵向≥1500横向≥10004.3.2制作承力及载人工具的绝缘管材2抗张强度（N/cm）≥180002抗剪强度（N/cm）≥15002抗压强度（N/cm）≥70004.3.3制作承力及载人工具的绝缘棒材2抗张强度（N/cm）≥200002抗弯强度（N/cm）≥350004.3.4绝缘绳索的抗张强度2桑蚕丝绳（N/cm）≥90002锦纶丝绳（N/cm）≥110004.4选材原则4.4.1承力工具（1）用于承力工具的层压绝缘材料，其纵向和横向都应具有较高的抗张强度，但横向强度可略低于纵向，两者之比可控制在1.5∶1以内。（2）用于承力工具的绝缘材料，应具有较好的纵向机械加工和接续性能，在连接方式确定后，材料应具有相应的抗剪、抗挤压及抗冲击强度。（3）绝缘承力部件只能选用纵向有纤维骨架（玻璃纤维或其他高强度不导电纤维）的层压及模压、卷制及引拔工艺生产的环氧树脂复合材料。严禁使用无纤维骨架的纯合成树脂材料（例如塑料硬板）制作承力部件。（4）用于承力工具的金属材料，除高强度铝合金外，不允许使用其他脆性金属材料（例如一般铸铁）。4.4.2载人器具（1）承受垂直荷重的部件（例如挂梯、软梯、蜈蚣梯）应选用有较高抗张强度（抗压强度）的绝缘材料制作，承受水平荷重的横置梁型部件（例如水平硬梯、转臂梯）则应选用具有较高抗弯强度的绝缘材料制作。（2）硬质载人工具，推荐采用环氧树脂玻璃布层压板、矩形管及其他模压异形材制作，严禁使用无纤维骨架的绝缘材料制作载人工具。（3）软质载人工具及其配套索具，推荐采用具有一定阻燃性、防水性的桑蚕绳索、锦纶绳索及锦纶帆布制作。（4）载人工具的承力金属部件也应按4.4.1（4）的要求选材。（5）斗臂车的动力底盘应有良好的稳定性、越野性，在1000m以上地区使用的斗臂车还应具备在高原行驶和作业中不会熄火的性能。（6）斗臂车的绝缘臂应选择绝缘性能优良、吸水性低的整体玻璃钢管（圆型或矩型）制作；在高原地区使用的斗臂车，海拔每增加1000m，整体绝缘水平应相应增加10％。（7）斗臂车的液压动力装置应具备回转、伸缩、变幅等两种以上同时工作的操作性能，各种操作具有良好的微调性和稳定性。4.4.3托瓶工具制作托瓶工具材料的选用原则，可参照4.4.2（1）的有关要求。4.4.4牵引机具（1）金属机具的承力部件（例如丝杠的螺旋体和螺线；液压工具的活塞杆）应选用抗张强度高，有一定冲击韧性及耐磨性的优质结构钢制作，其他非承力部件（例如外壳、手免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面柄），可选用较轻便的铝合金制作。（2）绝缘机具应按其发力方式（例如杠杆装置、扁带收紧装置、滑车组），选用有相应机械强度的绝缘材料制作主要发力部件（例如滑车的承力板及带环板应用3240绝缘板制作）。4.4.5固定器具（卡具）（1）凡具有双翼力臂的卡具，除个别荷载较小的允许使用绝缘材料制作外，一般都应选用高强度铝合金或结构钢制作。（2）由塔上电工和等电位电工安装使用的卡具，应优先选用轻合金材料（例如高强铝合金）制作。（3）无强力臂作用或塔下电工安装使用的各类固定器，可选用一般金属材料制作，但不允许使用铸铁等脆性材料（可锻铸铁除外）。4.4.6绝缘操作杆（含绝缘夹钳）（1）较长的操作杆可选用不等径塔型连接方式的环氧树脂玻璃布空心管及泡沫填充管制作，短的操作杆则可用等径圆管制作。（2）绝缘操作杆的接头及堵头应尽可能使用绝缘材料（例如环氧树脂玻璃布棒）制作。一般也允许使用金属制作活动接头，其选材料应注重耐磨性及防锈蚀性。（3）10kV及以下的手持操作杆应考虑全部使用绝缘材料制作（销钉等较小部件除外）。4.4.7通用小工具一般小工具应根据工具的功能选用金属或绝缘材料制作。有冲击性操作的小工具（例如开口销拔出器）应选用优质结构钢制作。10kV及以下通用小工具应尽可能使用绝缘材料制作，或者采用金属骨架外包绝缘护套的复合材料制作。4.4.8载流工具（1）接触线夹应按其接触导线的材质分别选用铸造铝合金或铸造铜基合金制作，接触线夹的螺栓部件可选用防蚀性较好的结构钢制作。（2）载流导体通常选用编织型软铜线或多股挠性裸铜线制作。10kV及以下载流引线应使用有绝缘外皮的多股软铜线制作。4.4.9消弧工具（1）消弧绳一般选用具有阻燃性、防潮性的桑蚕或绵纶绳索制作，其引流段应选用编织软铜线制作，导电滑车应全部选用导电性能良好的金属材料制作。（2）自产气消弧棒的产气管体一般选用有机玻璃管或其他产气管（例如刚纸管）制作。依靠外施压缩空气消弧者，应采用耐内压强度高的绝缘管材制作绝缘储气缸。4.4.10索具作主绝缘的索具应选用桑蚕或锦纶复丝绳索制作，专用绝缘滑车套推荐选用编织定型圆绳制作。地面使用的围栏绳可采用塑料绳或其他绳索。4.4.11水冲洗工具及雨天作业工具一般选用憎水性好的工程塑料（例如聚碳酸酯塑料）制作工具主体，也可使用玻璃纤维引拔棒—硅橡胶复合型绝缘管制作工具主体，主体工具上的防雨罩可选用聚乙烯或硅橡胶等材料制作。4.4.12绝缘遮蔽用具（1）硬质绝缘隔板推荐采用环氧树脂玻璃布层压板及玻璃纤维模压定型板制作。（2）软质绝缘隔板、罩及覆盖物，推荐采用绝缘性能良好、非脆性、耐老化的工程塑料模压件或硅橡胶制作。低压（220V及以下）隔离套可用一般绝缘橡胶制作。包裹导电体的不规则覆盖物，可采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料软板或薄膜制作。4.4.13电场屏蔽用具（1）屏蔽服及防静电服应选用不锈钢纤维（或其他导电纤维、导电细金属丝）与阻燃免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面性良好的天然纤维或合成纤维的衣料制作。（2）屏蔽服的上衣、裤子、帽子、手套、袜子及导电鞋垫，均应选用屏蔽效率高、电阻小、有足够载流量的屏蔽衣料制作。导电鞋的鞋底应采用导电橡胶制作。（3）屏蔽服各部的导电连接线应采用有足够机械强度、足够载流量及防锈蚀性好的多股软铜线制作。5机械设计原则及要求5.1带电作业气象条件组合组合气象条件是带电作业工具机械设计的主要依据，合理选择气象条件组合，可提高工具的通用性，降低工具的重量。带电作业工具一般按下列三类组合气象区进行机械设计。特殊地区可按具体情况另行组合。全国通用的带电作业工具，则应按三个气象区中最苛刻的气象条件作设计。气象区域最低气温（℃）最大风速（m/s）Ⅰ—2510Ⅱ—1510Ⅲ—510使用在覆冰地区的带电作用工具，机械设计中还应适当考虑一定厚度的覆冰后的综合风压。5.2工具额定设计荷重工具的机械强度按额定设计荷重设计、验算。额定荷重按工具预期适用范围确定，并尽可能形成系列。不能形成系列的额定设计荷重按5.2.1～5.2.4推荐的方法确定。5.2.1紧线工具的额定设计荷重（Ps）本标准推荐按导线机械特性曲线确定常规紧线工具额定荷重的计算方法（一般情况下，可不再考核过牵引引起的附加荷重）。（1）代表档距（LD）按工具的预期通用范围（以导线总张力为基础）选择有代表性的典型线路或线段，根据其线路档距明细表选取满足95%通用范围（除个别孤立档外）并最接近临界档距的代表档距LD，作为确定带电作业中最大导线应力（σd）的依据。（2）导线应力及其修正若导线特性曲线中“安装条件”下的气象条件与带电作业合2气象条件相差无几时，可直接使用安装曲线按LD确定最大导线张力σd（N/mm）；若两种条件相差较大，则将两种气象条件的参数代入导线状态方程修正应力，公式如下：L2gL2gaDdD()s==s-t-td22d24bs24bsbd式中：σd、gd、td和σ、g、t分别为“带电作业”和“安装条件”两种组合气象条件下的应力、导线比载、气温，α和β为导线温度线膨胀系数和弹性伸长系数。（3）悬挂点应力修正导线驰度点的应力一般较导线悬挂点低6%～8%，σd可乘以1.1系数予以修正。（4）工具额定设计荷重Ps按下列公式计算并取为整数：Ps=1.1nSσd（N）式中：S——一条导线的全截面积（钢芯铝绞线则为铝部与钢芯两部分截面之和，即综合截面积）；n——作用于工具上的导线根数。（5）孤立档或大跨越档紧线工具特殊荷重的确定原则：一般孤立档的张力不会超过紧免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面线工具的额定设计荷重（但应经过验算），该工具可在孤立档上通用。特殊大跨越耐张段的工具，应根据大跨越段的实际张力确定设计荷重，设计专用的紧线工具。5.2.2吊线工具的额定设计荷重（Qs）本导则推荐按线路最大垂直档距中的垂直及水平荷重确定吊线工具额定设计荷重的方法（即水平荷重不按水平档距确定）。（1）垂直档距（Lc）按吊线工具预期通用范围选择典型线路或线段（大跨越除外）的最大垂直档距Lc，作为确定导线最大垂直荷重及水平荷重的依据。（2）垂直荷重按导线自重比载g1（或覆冰时的综合比载g1+g2）依下列公式计算G＝g1Lc或G＝（g1+g2）Lc（N）（3）风压荷重按10m/s风速计算导线的风压比载g3：（含覆冰层增加的风压比载）依下列公式计算：T＝g3Lc（N）（4）工具额定设计荷重按下列公式计算取整数：22Qs=G+T（N）（5）大跨越档内使用的吊线工具，按实际荷重参照以上步骤确定额定设计荷重，设计专用吊线工具。5.2.3载人工具的额定设计荷重（Qrs）（1）人体重量按每人G1＝700N标准体重计算；（2）携带工具用品的重量按每人G2＝150N计算；（3）载人工具的冲击系数Kc一般取下列数值：垂直攀登1.6～2.0水平迁移1.5骑飞车1.8机动提升2.5（4）载人工具的荷重按Qr＝（70十15）n＝85n计算。其中，n为工具允许载人的个数；（5）载人工具的额定设计荷重按下列公式计算取整数：Qrs＝KcQj（N）（6）斗臂车的额定设计荷重在考虑以上人体和随身携带工具的荷重外，还应考虑作业斗的自重。斗臂车若兼作起重吊车（包括允许带电起吊导线工作），应按照额定起吊重量和冲击系数的乘积作为额定设计荷重。5.2.4托瓶架的额定设计荷重（Qts）（1）绝缘子串自重按预期通用范围内的最高吨位绝缘子的自重Gj及最大串长片数n，按下列公式计算取整数。（2）冲击系数Kc取下列数值：在托瓶架上单个更换绝缘子1.1在托瓶架上整串拖动绝缘子（滚动）1.2在托瓶架上整串拖动绝缘子（滑动）1.6随托瓶架整体起落绝缘子1.8～2.0（3）托瓶架的额定设计荷重按下列公式计算取整数：Qts＝KcnGj（N）5.2.5其他工具的额定设计荷重（1）与承力工具配套的牵引机具，按5.2.1及5.2.2确定的额定设计荷重加大1.2倍确定额定设计荷重，其他牵引机具可向有关工具的系列额定荷重标准靠拢确定。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面（2）与承力工具配套的卡具、夹具，按5.2.1及5.2.2确定的额定设计荷重确定，其他卡具、夹具向有关工具的系列额定荷重标准靠拢确定。（3）手持操作工具的额定冲击荷重根据经验取下列数值：拔开口销1000N·cm敲击性工作500N·cm（4）手持操作工具额定扭转荷重根据经验取下列数值：拆装螺母1000N·cm拧绑线结300N·cm取弹簧销（旋转型）300N·cm扳动紧线丝杠2500N·cm（5）手持操作工具（夹钳）的额定握力1000N5.3各种材料的许用应力5.3.1塑性材料与脆性材料按材料延伸率δ的数值划分，δ≤5％的为脆性材料，δ＞5％的为塑性材料。带电作业经常使用的玻璃纤维-环氧树脂复合材料一般作为脆性材料对待，绝缘绳索和塑料薄膜为塑性材料，LC4Cs铝合金的δ＝5％，视为脆性材料。5.3.2各种安全系数n取值（1）塑性材料取屈服极限σs（或条件屈服极限σ0.2）为极限应力计算许用应力，即[σ]＝σs/ns（ns为塑性材料安全系数），ns取值如下：轧、锻件1.5～2.2铸钢件1.8～2.5当构件承受动荷重或冲击荷重时，ns取值还应再增加1.15～1.5倍。（2）脆性材料取拉伸破坏强度σb为极限应力计算许用应力，即[σ]＝σb/nc，nc为脆性材料安全系数，一般取nc＝2.0～3.5。当构件承受动荷重或冲击荷重时，nc取值还应再增大1.5～2.0倍。（3）绝缘绳索因延伸率较大，一般安全系数取n＝4～5，取绳索的额定拉断应力为极限应力计算许用应力。5.3.3分配系数取值在n个并列件均匀分配总荷重时的取值为Kf＝1/n；2个并列件不均匀分配总荷重时，Kf按并列件的计算力臂比取值。5.3.4不均衡系数取值n一般取Kb＝1.1，受力部件按总荷重作n次分配时，取Kb＝1.1。5.3.5冲击效应一般可在确定材料安全系数时考虑（详见5.3.2）。个别情况下也可在确定构件荷重时考虑。冲击受力特别严重的部件必要时可作双重考虑。冲击系数一般取值为Kc＝1.2～1.8。5.3.6金属材料的剪切、挤压、弯曲、扭转等许用应力一般应按照生产厂家或有关技术手册提供的具体数据计算确定。特殊情况可按拉伸许用应力与这些应力间的近似关系参照采用：材料性质弯曲[σw]剪切[τq]挤压[τjy]扭转[τ1]塑料材料1.0～1.2[σ]0.6～0.8[σ]1.5～2.5[σ]0.5～0.6[σ]脆性材料1.0[σ]0.6～0.8[σ]0.9～1.5[σ]0.8～1.0[σ]5.3.7绝缘层压板、卷制管、引拔棒及其他异型材，如果制造厂已给出拉伸、挤压、弯曲、剪切强度指标，其相应的许用应力可按极限应力值除以安全系数的方法推算；制造厂没有给出这些指标时，不可草率参照5.3.6的有关近似关系推算，必须按绝缘材料的实际受力情免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面况作强度试验，按试验数据确定这些材料的许用应力。5.4机械强度验算标准的附录A提供了部分带电作业常用工具构件的机械强度验算项目及公式（详见附录A）。特殊构件的机械强度验算项目（例如斗臂车的稳定性计算）可参照有关机械设计手册进行。6电气设计原则及要求6.1电气强度设计中的有关参数6.1.1气象参数（1）标准气象条件带电作业绝缘工具的绝缘强度及有关作业距离的电气试验，均在标准气象条件下进行。标准气象条件如下：气温20℃气压0.1013MPa3湿度11g/m在非标准条件下使用的带电作业绝缘工具的绝缘强度，应按GB311.1修正试验数据。（2）雨天带电作业工具电气试验的淋雨条件雨水电阻率20℃时，100Ω·m±15Ω·m淋雨强度垂直与水平分量平均值各为1.0mm/min～2.0mm/min淋雨角度淋雨方向与水平面近似成45°角6.1.2人体感知电流水平稳态交流电1mA稳态直流电5mA6.1.3人体感知工频电场水平2.4kV/cm6.2带电作业工具的电气强度设计依据6.2.1设计中起控制作用的内部过电压水平电压等级（kV）内部过电压水平10及以下44kV35～63（非直接接地系统）4Uxg(Uxg为系统最高运行相电压)110～154（非直接接地系统）3.5Uxg110～220（直接接地系统）3Uxg3302.38Uxg5002.18Uxg500（DC）1.7Ug(Ug为最高极电压)6.2.2空气间隙的安全值（1）单间隙电压等级（kV）相对地安全距离（cm）相间安全距离（cm）6～10406035608063（66）7090110100140220180250330260350500360500500（DC）380免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面（2）组合间隙电压等级（kV）相对地组合安全距离（cm）110120220210330310500400（3）电位转移间隙电压等级（kV）人体裸露部分对带电体最小距离（cm）35～63（66）20110～22030330～50040（4）保护间隙整定值电压等级（kV）间隙尺寸（cm）22070～80330100～110500200～250（5）自恢复绝缘（空气间隙）放电危险率（R）的安全指标-5带电作业工具若涉及空气间隙的安全考核，一般以R=10为判据。间隙在过电压下经-5过海拔修正后的放电危险率R≤10时被认为是安全的。6.2.3有效绝缘长度（1）绝缘工具电压等级（kV）操作杆（cm）支、拉、吊、紧线杆及绳索（cm）10704035906063（66）10070110130100220210180330310280500400370（2）良好绝缘子最少片数电压等级（kV）绝缘子型号良好个数要求（片）35XP-70263（66）XP-703110XP-705220XP-709330XP-100、XP-16016500XP-160、XP-210236.3绝缘工具的电气强度设计计算6.3.1绝缘工具的操作冲击耐受水平（1）330kV及以上交流系统绝缘工具的操作冲击耐压强度，按耐受15次操作冲击电压设计（220kV及以下绝缘工具不考核操作冲击强度）。操作冲击的峰值电压，按下列公式计算，计算结果向标准系列电压值靠拢取整。2（kV，幅值）U=UKK式中：U——系统额定电压cz；H13H3K2免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面K1——过电压倍数，按6.2.1节规定取值；K2——海拔修正系数，例如1000m时取K2=0.91；K3——安全裕度系数，一般取K3=1.1。6.3.2绝缘工具的工频耐受水平（1）220kV及以下绝缘工具的工频耐压强度按1min工频耐受电压设计。1min工频耐受电压为250kV/m平均电位梯度和有效绝缘长度的乘积。（2）330kV及以上绝缘工具的工频耐压强度按5min工频耐受电压设计。5min工频耐受电压按下列公式计算，向系列电压值靠拢取整。U（kV，有效值）HU=KKK式中：KG——工频动态过电压GP倍数3K，均取3KGG＝X1.5；2KX——型式试验系数，取KX＝1.1。6.3.3绝缘工具长度的设计绝缘工具的总长度按下列公式设计：Lz＝L1+L2+L3+ΔL式中：L1——有效绝缘长度，按6.2.3规定取值；L2——握手长度，操作杆的握手长度一般取60cm为基本长度，随电压等级上升按绝缘工具的总长度适当加长（参照附录B）。绝缘紧线杆、绝缘吊线杆等承力工具，不考虑握手长度；L3——金属接头长度（包括端部金具长度）。纯绝缘接头不计接头长度，可作为有效绝缘对待；ΔL——调整长度，在杆塔净空距离较大的地方，为方便工具安装、操作而增加的工具长度。虽然这部分长度并不作为有效绝缘长度，但仍需使用绝缘材料制作。6.3.4绝缘工具表面泄漏距离的设计一般按6.3.3设计的绝缘工具，其表面泄漏距离都能满足正常气候条件（无雨、雾）的安全要求（泄漏电流远远小于1mA）。为了提高绝缘工具作业中遇到意外降雨时的湿闪电压，通常采用绝缘工具加装防雨罩，来增大绝缘杆泄漏距离，提高绝缘工具的湿闪电压。（1）防雨绝缘承力工具及操作杆可在一般绝缘杆件（管或板）外表包裹硅橡胶外套并加装硅橡胶防雨罩，按1.6cm/kV泄漏比距设计防雨罩个数。（2）塑料绝缘件加装防雨罩（一般在“短水枪”水冲洗工具中采用），即在用聚碳酸酯工程塑料制作的水枪上加装若干个聚乙烯防雨罩，可降低水冲洗组合绝缘的泄漏电流。（3）在环氧树脂玻璃布管外直接加装防雨罩，可在10kV～110kV电压等级中采用。一般在绝缘管表面用聚铵酯粘合剂加装若干个聚乙烯防雨罩。6.3.5载流工具的设计（1）以载流工具预期适用的最大截面导线的允许工作电流（工作温升不超过85℃）为载流工具的额定流量，按额定载流量选择过引线截面积。（2）接触线夹按被接最大导线的外径设计活动接触面，该接触面的宽度应大于该导线直径的1.5倍。线夹与过引线的固定接触面按照载流工具采用的导线截面设计，一般采用1～3枚螺栓（视导线载流量大小而定）压紧。（3）载流工具的规格应形成系列，按适用导线截面积分段确定型号，前一规格与后一规格的适应范围应适当重叠。6.3.6绝缘遮蔽用具的绝缘设计（1）以绝缘板、管作为主绝缘的绝缘遮蔽用具，其直接接触带电体的绝缘部件的层间绝缘水平应满足6.2.1的要求。橡胶、塑料等材料的击穿强度随其厚度的增加而提高，但应注意击穿强度的提高小于材料厚度的变化比例。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面（2）绝缘遮蔽用具的外表面，应标明允许作业人员接触的区域，该区域至带电体的沿面闪络电压也应满足6.2.1的要求。（3）与带电体保持一定距离的绝缘隔离用具，该距离（空气间隙）的绝缘与绝缘板、管的层间绝缘组成了组合绝缘，其绝缘强度应满足6.2.1要求。（4）使用塑料薄膜叠层作绝缘覆盖物，应尽量采用同一种材料制作，需要使用不同材质叠层（即串联组合）时，应注意这些材料的介电常数不要相差太大。6.3.7保护间隙的绝缘设计（1）固定型保护间隙的对地绝缘水平应满足6.2.1要求，其保护间隙的尺寸可按6.2.2（4）整定试验。（2）携带型保护间隙投入前后，操作人员握手点至保护间隙与带电体接触点间的绝缘水平，应满足6.2.1的要求。（3）根据保护间隙放电试验数据，计算带电作业加装保护间隙前、后的危险率（R0与R1），R1满足带电作业的安全水平要求（参照6.2.2（5）的要求）；保护间隙本身的放电危险率R2的数值也不可太低，即不要过分增加电力系统的跳闸率。（4）在逐步积累经验的基础上，完善保护间隙动热稳定设计及指标。6.3.8绝缘梯的绝缘设计绝缘梯的绝缘水平除满足一般绝缘工具的要求外，还应考虑作业人员在等电位过程中，人体短接并不断移动的尺寸和电位转移时的火花放电距离，即绝缘梯的最小长度Lmin应满足下式的要求：Lmin＞L1+Lr+Sf式中：L1——有效绝缘长度，参照6.2.3（1）的数值；Lr——人体在绝缘体短接的尺寸，在水平梯上Lr＝60cm；在软梯等垂直状态绝缘梯上Lr＝180cm；Sf——电位转移距离，参照6.2.2（3）的数值。6.3.9绝缘工具接头的电性能设计（1）绝缘接头在电气上不直接降低绝缘工具的绝缘水平。空心绝缘管的绝缘接头应尽量采用封闭式接头，封闭式接头应能防止潮气及灰尘侵入；如采用开敝式接头，其接头结构应方便于管内的定期清扫及管内壁的干燥工作，必要时应设计配套的专用检测装置。（2）金属接头的纵向尺寸应尽可能地短，接头的结构应尽可能防止发生尖端放电和电晕；接头的体积也应尽可能地小，减轻杂散电容造成的分布电压不均匀程度。（3）绝缘板的螺栓式接头上的金属螺栓，其两端的棱角应尽可能光滑，螺栓在绝缘板两侧不要过于突出，处于带电体一端的螺栓部件，必要时可加装屏蔽环，防止绝缘端部电场过于强烈而出现局部放电。6.3.10屏蔽工具的设计（1）屏蔽服的屏蔽效率一律按40dB设计制作。（2）屏蔽服的载流量按I型（5A）和Ⅱ型（30A）两种型号设计制作。（3）屏蔽服加筋线在满足载流量要求的基础上，还应考虑足够的机械强度。7工艺结构设计要求7.1器具的工艺设计要求7.1.1搬运长度根据作业人员携带工具在高杆农作物田地、树林等地区行走方便的需要，对工具正常分解后的纵向长度作如下要求：免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面单人携带（包括乘公用交通车辆）≤1.8m两人搬运（普通货车运输）≤2.5m7.1.2单元工具重量为了减轻作业人员负重行走、登坡和高空作业的体能消耗，工具正常分解后的单元工具重量作如下要求：单人使用及安装≤100N两人使用及安装≤150N高空等电位人员使用及安装≤50N7.1.3高空作业状态下单人使用、组装的工具，其部件的连接结构应设计成易于装拆并在连接过程中不出现分离件（例如螺栓、螺母、开口销等），地面使用或两人以上共同安装使用的工具可不受此限。7.1.4铝合金工具的结构尺寸变化宜圆弧过渡，避免尺寸直角过渡造成应力集中。7.1.5设计、使用绝缘子卡具应避免采用瓷件直接受压、受挤的工况。绝缘子钢帽受集中压力的区域，应验算钢帽的挤压应力，防止因钢帽局部变形损伤了内部瓷件或浇铸物。7.1.6以导线或绝缘子连接金具的销杆为支持点的卡具，必须验算卡具工作中给该销杆增加剪切荷重是否超载（与销杆承受的起始荷重叠加后判断）。7.1.7直接卡在导线上的握着型夹具，必须验算夹具产生的挤压力是否会导致导线线股的永久变形，同时判断夹具是否会发生沿面滑动而刮伤导线。7.1.8各种杆塔上使用的工具，设计中应有意识地预留供传递绳索捆绑的孔或钩。7.1.9设计高强度铝合金Ω型翼形卡具，应提出锻造工件毛坯的技术要求，保证金属纤维不会因机械切割而发生断裂，其他铝合金翼形卡具，应根据卡具造型确定是否需要锻造毛坯。7.2通用性与轻便原则通用性体现“一具多用、一具广用”的原则，轻便化体现“单元工具或组合工具重量轻、安装使用方便”的原则，工具的通用性与轻便化应按以上原则综合考虑。7.2.1功能相近的工具（例如紧线拉杆与吊线杆；同一吨位的瓷质绝缘子卡具与玻璃绝缘子卡具；双串直线绝缘子的前、后卡具与耐张二联串绝缘子的前、后卡具等），应尽量设计成通用型工具。7.2.2功能相同，纵向尺寸不同的工具（例如不同长度绝缘子串上使用的紧线拉杆），应尽量设计成积木式组合工具，用调整组合件数的方法做到一具广用。7.2.3纵向尺寸长、横向尺寸宽的工具，应尽量采用折叠式结构，在不增加装拆工作量前提下方便工具组装、运输和保管。7.2.4绝缘结构件以减轻重量为目的的“漏空”设计应慎重采用。只有在不降低受力件截面机械强度，不过多增加受力件横切割面的条件下才能考虑使用这种减轻办法。7.2.5带电作业工具的金属部件，在满足机械强度的前提下，应尽量采用轻合金材料（例如超硬铝合金）制作。7.2.6各种通用工具的接口（例如操作杆前端工具座和接头），应尽量采用耐磨性好、结合缝隙小、接拆快捷、互换性强的标准接口件（例如锁销型、花键型接头）。7.2.7在机械强度允许的情况下，应尽量采用适用范围广、便于携带的绳索—滑车组作业牵引装置。7.3工具的表面处理7.3.1黑色金属部件的表面处理按不同部位可采用以下处理工艺：公差配合精的部件（例如丝杆有丝母）发蓝或发黑经常触摸的部件（例如操作把、柄）镀铬抛光免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面卡具及绝缘构件的配件等镀锌经常接触地面的部件（例如地锚杆）热挂锌7.3.2铝合金工具的表面处理，接不同部位可采用以下处理工艺：耐磨工作面硬质阳极化一般卡具、器具彩色阳极化腐蚀环境用的器具涂防腐漆7.3.3绝缘工具的表面处理（1）绝缘板经机械切割的断面，应涂刷、浸渍1～2次绝缘漆，绝缘材料未受破损的原有光滑表面，不作浸漆处理。（2）绝缘管、棒的车削加工面，不论内壁、外壁需作1～2次浸漆处理（视原表面状况而定）。（3）玻璃纤维引拔棒的表面一般应采用硅橡胶密封处理，也可采用浸渍绝缘漆处理工艺。（4）工程塑料模压件的表面去除毛刺后，不需再作表面处理。（5）操作杆上的安全警戒标志线，应采用电性能好的红色绝缘漆喷刷（在绝缘杆表面处理后喷刷）。7.4工具系列化要求7.4.1型号的标志法定型工具的型号用三位以下汉语拼音字母和二位以下数字表达工具名称和规范，组成型号的首部；在“—”号后由不超过三位的数字和字母表达工具的特征，组成型号的尾部，其结构如下：□□□○○—○○□名称规范特征名称举例：操作杆—CZG；测试杆—CSG；绝缘滑车—JH；绝缘子自封门卡具—JZK；三角紧线器—SJQ。型号举例：“CSG22—3.4Z”表示220kV测试杆，长度3.4m，锥型管；“JH5—1B”表示5t绝缘滑车，单滑轮，闭合金属钩；22“SJQ5—70”表示三角紧线器，适用于25mm～70mm导线。7.4.2通用性强的绝缘操作杆，测试杆、按电压等级、标称长度、管型形成系列（详见附录B）。7.4.3通用性强的绝缘滑车，按额定荷重、滑轮个数、挂钩型式形成系列（详见附录B）。7.4.4通用性强的绝缘子卡具，按额定荷重、封门方式形成系列；用于首、末端绝缘子的配套卡具，按额定荷重、适用金具型号、封门方式归入绝缘子卡具系列内（详见附录B）。7.4.5通用性强的三角紧线器，按适用导线截面区域形成系列（详见附录B）。7.4.6其他通用型工具可参照7.5.1～7.5.5原则形成系列。类别繁多、通用性差的工具暂不形成系列。8包装设计要求绝缘工具、轻合金工具及具有活动部件的机具，在设计工具时应同时设计其包装物。8.1防潮包装8.1.1绝缘工具、铝合金工具及具有活动部件的机具在出厂时应用聚乙烯或其他吹塑薄膜免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面的热合封口包装。8.1.2每件绝缘工具均应设计与工具外形相适应的、便于装取的帆布工具袋。工具袋应备有封口盖及供使用者背、扛、担、拿的背带或提梁。8.1.3两件及以上部件组成的细长工具，在7.1.2重量范围内按整套组合工具设计工具袋，每件工具间应设隔离垫，最好工具袋展开后能兼作现场铺地的苫布使用。8.1.4绝缘绳索应具有背包型软包装袋，其容积应按7.1.2的重量要求设计。8.1.5绝缘绳索还应配备供现场使用的防潮、防污塑料硬桶，作业人员可将地面上多余的绳索盛入桶内。塑料桶应设提梁，用完后能叠套在一起运输、保管。8.2运输包装8.2.1绝缘工具长途运输（包括汽车、火车托运）应使用专用的木箱包装，按长度及有关运输规章所限定的重量设计木箱的容量。每件工具在箱内应加以固定，包装箱上应有明显的“防潮”、“轻放”标志。出厂运输的包装箱上还应标明工具名称、、规范、数量、出厂日期、重量等。8.2.2铝合金工具、表面硬度较低的卡具、夹县及不宜磕碰的金属机具（例如丝杠），运输时应有专用的木质或皮革工具箱，每箱容量以一套工具数量为限，零散部件在箱内应予固定。8.2.3一般金属器具，可使用草绳作运输包装，有条件时也可设计通用的木质包装箱。8.2.4通用小工具的包装物应设计成便于操作者在杆塔上使用的背带包，包内能定位摆放整套的小工具。工具袋使用后可兼作运输包装物。9工具库房的设计设计成套带电作业工具时要配套设计工具库房。9.1库房面积应满足以下要求，工具存放空间与闲置空间之比，应控制在2∶1左右。2电压等级（kV）库房面积（m）10～6620～3066～22030～40220～50040～609.2通风设施2带电作业工具库房应使用排风扇保持库房空气流通，一般每10m库房装一台排风量不3少于10m/h排风机；库房内应备有温度表、湿度表，库房最高气温不超过40℃。9.3干燥、除湿设施9.3.1一般沿绝缘工具垂直摆放面从上至下设计两排水平排列的可调整上下位置的红外烘烤装置（或其他烘烤装置），烘烤装置与绝缘工具表面保持20cm～25cm距离。9.3.2库房内的相对湿度不大于60%，超过时应设置除湿机降低湿度。9.3.3北方地区的绝缘工具库房内不允许安装暖气设备，防止冬季绝缘工具由室外入库时结露受潮。9.3.4处于一楼的库房，地面应做好防水处理。9.4存放设施9.4.1绝缘杆件的存放设施应设计成垂直吊放的排列架，每个杆件相距10cm～15cm，每排相距50cm，安装烘烤设施的排距可适当放宽。9.4.2绝缘硬梯、托瓶架的存放设施应设计成能水平摆放的多层式构架，每层间隔25cm～30cm。最低层离开地面不小于50cm。9.4.3绝缘绳索及其滑车组的存放设施应设计成垂直吊挂的构架，每个挂钩放一组绳索或免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面一组滑车组，挂钩间距20cm～25cm，绳索盘绕的长度不超过100cm，绳索下端距地面不小于50cm。9.5库房的门窗应封闭良好，天棚、地面、墙面应用不起尘、阻燃材料制作。库房内应配备专用开关柜和足够的消防器材，消防器材应分散地安置在绝缘工具存放区附近。10工具试验10.1带电作业工具产品试验分为型式试验、出厂试验及抽查试验：10.1.1有下列情况之一的工具应进行型式试验。（1）新产品定型；（2）定型产品转厂生产；（3）结构设计有重大变动的产品。10.1.2出厂试验应逐件进行，试验合格后出具产品合格证书。10.1.3用户购买产品发现有质量问题，有权要求生产厂家进行抽查试验，在用户的参与下由有关技术监督部门仲裁结论。10.2带电作业工具试验项目及方法按有关试验标准进行，试验结果应符合工具设计要求。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面附录A（标准的附录）机械验算本标准仅提供常用工具构件机械验算项目及公式，其他项目的验算可参照有关机械设计手册进行。A1螺栓联接承拉板材件的强度验算a）单孔联接项目危险断面积S强度条件示意图拉伸SL=（b—d）aps/SL≤[σ]挤压Sr=adps/Sr≤[σjr]剪切Sq=2atps/Sq≤[τq]b）单排双孔及多孔联接（孔数=n）项目危险断面积S强度条件示意图拉伸S11=（b—d）aσ11=Ps/S11≤[σ]r-1挤压Sr=nadKfPs[]≤sjrSrn-1KPfs剪切Sq=2nat≤f[]tqSq注：单排多孔联接只能加大挤压和剪切面积，降低材料挤压、剪切应力。不能改善承拉板的拉伸强度。由于金属螺栓增加会降低电性能故应慎用。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面c）双排四孔联接项目危险断面积S强度条件示意图Pss=S11=（b—d）a11S≤[σ]11拉伸3Pss=DS22=（b—2d）a224S≤[σ]223KPfs挤压Sr=4ac≤[σ]Sr3KPfs[]剪切Sq=14at≤£tqSq注：双排四孔联接对降低材料的剪切应力效果明显，但会降低电性能，故应慎用。A2螺栓联接承拉管材的强度验算a）圆管双孔联接项目危险断面积S强度条件示意图P≤ps=s£[]s拉伸SL=(D2-d2)-d1()D-d11S4LKP≤fs[]挤压Sr=（D—d）d1£sjrSqKPfs[]剪切Sq=4（D—d）t≤£sqSqb）扁管双孔联接项目危险断面积S强度条件示意图p22SL=()D-dP4s[]拉伸≤£sS()()Lb-bD-d1KPfs[]挤压Sr=（D—d）d1≤£sjrSqKPfs[]剪切Sq=4（D—d）t≤£sqSq免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面A3螺扣联接承拉棒材强度验算项目危险断面积S强度条件示意图p2Ps拉伸SL=d≤£[]s4SL牙部pH22PS=(d-d)s≤£[sjr]r21挤压4tSr牙部Ps[q]Sq=πd1H≤£t剪切SqHn=t2—螺纹圈数W=npd1hPs(d2-d1)[]牙部≤£sw64W弯曲h—螺扣牙根宽（d≤d1）注：螺扣联接承拉圆管件的强度验算，可参照本节及A2a）有关项目进行。A4楔形联接承拉引拔棒的强度验算项目危险断面积S强度条件示意图≤Pp2s£[]s拉伸SL=d4SL≤pHPS=()D+ds挤压r£[sjr]2cosaSr-1æD-döPsd=tgç÷剪切Sq=πdH£[tq]è2HøSq免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面A5弯曲杆件的强度验算a）弯曲梁集中受力该方法适用于两端有支持物的水平梯及水平轨道等工具的验算。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面b）简支梁均匀受力项目公式强度条件示意图qLq2M=x-xx22Mmax[]弯矩2£≤swqLWM=max8qLQ=2Q≤£[]tq截面积及F参照A5a）截面系数45qL挠度fmax=fmax≤[f]384EJz注：该方法适用于桥式托瓶架等工具。c）悬臂梁集中受力项目公式强度条件示意图Mx=—QsX弯矩Mmax£[]sMmax=—QsLWwQs£[]tsF截面积及参照A5a）截面系数3QLs挠度fmax=fmax≤[f]3EJz注：该方法适用于无吊绳转臂水平梯等工具。d）悬臂梁均匀受力项目公式强度条件示意图2qL弯矩Mmax=-Mmax[]2£swW-qL£[]tqF截面积及参照A5a）截面系数4qL挠度fmax=fmax≤[f]8EJz注：该方法适用于单吊点的托瓶架等工具。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面A6兼受两种负荷杆件的强度验算a）拉伸—弯曲组合受力项目公式强度条件示意图2qL力矩Mmax=-MP8maxs+≤£[]sWFqL£≤[]tq截面积及F参照A5a）截面系数挠度参照A5b）fmax≤[f]注：该方法适用于紧线拉杆兼托瓶架形式的工具。b）拉伸—扭转组合受力注：该方法适用于丝杠及丝杠联接无防扭措施的紧线杆、吊线杆等工具。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面A7双翼卡具强度验算a）绝缘子前（后）卡具（以前卡为例）项目公式强度条件示意图PLsM=mM/W<[s]4mmw弯曲M=Ps()L-DMn/Wn<[]swn4pdhS=牙根部j1KPs[]1