帶電作業工具華北電網有限公司培訓中心1帶電作業工具華北電網有限公司培訓中心1模塊1帶電作業工具材料的選用本模塊介紹帶電作業工具材料的分類及選用。通過對絕緣材料的講解，熟悉各類常用絕緣材料、掌握帶電作業工具絕緣材料的選擇原則。以下內容還涉及了帶電作業工具金屬材料的選擇原則。2模塊1帶電作業工具材料的選用本模塊介紹帶電作業工具材料的一、常用絕緣材料的分類絕緣材料，又稱電介質。它與導電材料相反，在一定電壓作用下，只有極微的泄漏電流通過，可以認為是不導電的。帶電作業工具所用的絕緣材料必須是：絕緣電阻大，介質損耗小，絕緣強度高的材料。絕緣材料的好壞，直接關系到帶電作業的安全，因此制作帶電作業工具的絕緣材料必須是電氣性能優良、機械強度高、重量輕、吸水性低、耐老化、且易于加工。雨天作業工具還要求材料的憎水性好。3一、常用絕緣材料的分類絕緣材料，又稱電介質。它1.1、絕緣材料的分類絕緣材料在帶電作業中有著非常重要的地位，是確保作業人員人身安全和電氣設備安全的物質基礎。它不僅起著將高電位對地隔離的作用，也起著承擔一定機械力的作用。可以說，沒有優良的絕緣材料，就不能開展帶電作業。由于絕緣材料在不同溫度下的絕緣性能會有很大差異，所以國際電工委員會（簡稱IEC）按電氣設備正常運行所允許的最高工作溫度（即耐熱等級），把絕緣材料分為Y、A、E、B、F、H、C七個耐熱等級。其允許工作溫度分別為900C、1050C、1200C、1300C、1550C、1800C及1800C以上。以上絕緣材料等級符號中的Y、E、F和H還可以分別用DAB、BC和CB來表示。41.1、絕緣材料的分類絕緣材料在帶電作業中有著我國目前帶電作業使用的絕緣材料大致有下列幾種：（1）絕緣板材。包括硬板（環氧酚醛玻璃布類層壓板、硬質工程塑料板等）和軟板（軟質工程塑料板）。（2）絕緣管材。包括硬質管材（環氧酚醛玻璃布管、絲或紙質層壓管、橢圓管、矩形管、異型管、填充管和工程塑料管等）和軟質管材（主要是工程塑料軟管）。（3）塑料薄膜：包括聚氯乙烯、聚丙烯等薄膜和工程塑料膜等。（4）橡膠：天然橡膠、人造橡膠、硅橡膠等。（5）絕緣繩索。包括尼龍繩（棕絲絞制繩、復絲絞制繩、編織繩等）和蠶絲繩（家蠶絲絞制繩及其索具）。（6）絕緣黏合劑及涂料。包括環氧樹脂黏合劑、環氧樹脂漆等。5我國目前帶電作業使用的絕緣材料大致有下列幾種：5從絕緣材料的屬性上分，又分為絕緣層壓制品、新型絕緣材料、塑料、絕緣粘結劑和涂料、絕緣繩索等。1.1.1、層壓制品（絕緣管材、絕緣板材）其中層壓制品包括各種層壓板、管、棒及有關層壓件，由于這類材料具有良好的電氣絕緣性能、機械及理化性能，因而廣泛用于電機電器和帶電作業中，特別是3240型環氧酚醛玻璃布板、3640型環氧酚醛玻璃布管和3840型環氧酚醛玻璃布棒在帶電作業中應用最為廣泛。目前國內有哪些異型斷面的絕緣材料？說明他們的性能和用途？所謂異型斷面的絕緣型材，是指不包括利用纏繞工藝生產地常規圓管、橢圓管、錐形管的新型絕緣材料。目前，國內異型絕緣型材大多應用引拔工藝（拉擠工藝）生產，種類有“等邊角型材”、“異邊角型材”、“工字型材”、“方形實心棒”、“方形空心棒”、“槽型材”、“圓形實心棒”、“方型圓芯棒”、“矩形空心管”等。這類新型材料的縱向機械強度都比纏繞、層壓制品高許多。例如，抗張、抗彎強度（縱向）≥800Mpa，抗沖擊強度≥210kgf·cm/cm2。其中，“圓形實心棒”可以制作絕緣吊線桿或緊線拉桿，其它型材可以制作絕緣梯、托瓶架、絕緣升降臺、絕緣操作臺等造型復雜的絕緣工器具。6從絕緣材料的屬性上分，又分為絕緣層壓制品、新型絕緣材料、塑料1.1.2、塑料帶電作業中常用的塑料有聚氯乙烯，聚乙烯、聚丙烯、尼龍1010、聚碳酸醋、有機玻璃、聚四氟乙烯等。塑料的機電性能是否理想，它們適合制作什么樣的帶電作業器具？塑料的種類很多，大體上分為工程塑料、電工塑料兩類。電工塑料又分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類，它們的絕緣性能普遍較好。例如，表面電阻率和體積電阻率分別高達l012Ω和l015Ω·cm，擊穿強度也大于15kV/mm。塑料的機械強度普遍偏低，例如，熱固性塑料的抗彎強度只有50～150MPa，熱塑性塑料的抗張強度只有50～120MPa。有鑒于此，塑料不適合制作帶電作業承力工具（包括承載導線自重及張力，承載作業人員的工器具），只能制作類似滑輪（熱固性塑料）、絕緣隔離工具（隔離罩、隔離套、擋板等）。71.1.2、塑料71.1.3、橡膠帶電作業中常用的橡膠有：天然橡膠、人造橡膠、硅橡膠等。主要用于個人防護和隔離帶電體等。硅橡膠的機電性能是否理想？它們適合制作哪些帶電作業器具？硅橡膠是一種人工合成材料，它具有良好的電性能。例如，工頻擊穿電壓達到28kV/mm，介質損失角為0.018，體積電阻率達到1014Ω·cm，介電系數為4.35。它最大的特點是有非常突出的憎水性，如果將它覆蓋在其他絕緣材料的表面，它的污閃電壓可比瓷質絕緣提高1倍。硅橡膠的機械性能一般。例如，拉伸強度為37MPa，撕裂強度為l2kN／m。有鑒于此，硅橡膠通常只適合作為絕緣桿的表面覆蓋物，如制作“全天候”（含雨天）帶電作業工具。81.1.3、橡膠81.1.4、絕緣繩索

絕緣繩索在我國帶電作業中應用得十分廣泛（1960年出現在鞍山電業局）。帶電作業工具向繩索化方向發展可以說是中國帶電作業的一大特色。目前絕緣繩已被廣泛用于承擔機械荷重、運載工具、攀登工具、吊拉繩、連接套以及保安繩等。

當前，中國繩索化的主流工具包括絕緣軟梯、絕緣滑車組兩大類。前者獨具中國特色，早在國內各地域廣泛應用，還屢屢展現于國際帶電作業表演中；后者盡管國外也在使用，但國外使用的滑車是木質的，很少使用絕緣材料制作。所以，他們在應用范圍和技術性能兩方面都不可能與中國媲美。繩索工具不具固定外形，可使用簡單的帆布袋包裝攜帶，從而衍生出帶電作業“背包化”這一特有名稱。中國繩索化工具首先（1960年）出現在鞍山電業局，他們制作的第一套20cm絕緣軟梯總重量為23kg，當時一架15m絕緣硬梯重量約50kg，重量減輕一倍多；具有繩索化特色的“雙鉤吊支桿”總重量為16.3kg，比當時總重量40.3kg的“支拉桿”工具也減輕一倍多；利用“繩索緊線法”更換44kV耐張瓷瓶，工具的總重量也從48kg減輕到24.5kg。以上三件繩索化工具，很快在國內推廣普及。91.1.4、絕緣繩索9帶電作業常用的絕緣繩索有幾種？說明它們的用途和優缺點。從材質上分類，絕緣繩索有尼龍繩、蠶絲繩、塑料繩三類。從繩索結構分類，又分為絞制圓繩、編織圓繩、編織帶、環型套及搭扣帶等。這三類絕緣繩都具有較好的絕緣強度和機械強度（例如，尼龍繩和蠶絲繩的工頻干閃電壓都大于170kV／O.5m，熟蠶絲繩的抗張強度大于800MPa,尼龍繩的抗張強度大于11OOMPa)。絕緣繩在中國帶電作業中應用十分廣泛，“繩索化”是中國帶電作業工具的一大特色。絕緣繩已被制作成承重工具（如絕緣滑車組）、運載工具（如循環傳遞繩）、攀登工具（如絕緣軟梯）、接續器具（如編織繩套）、消弧器具（如消弧繩）等，還被廣泛用于確保人身和帶電設備安全的保護繩、控制繩、定位繩。10帶電作業常用的絕緣繩索有幾種？說明它們的用途和優缺點。10尼龍繩的造價較低，但伸縮量較大，受潮后接觸帶電體易發生融斷（眾所周知，受潮或臟污后顯著降低絕緣材料和工具的電氣絕緣性能。絕緣繩受潮后，不但閃絡電壓明顯降低，而且泄漏電流顯著增加，導致繩索發熱，甚至產生明火，尼龍繩在這種情況下常常熔斷而失效）；蠶絲繩造價較高（比尼龍繩高2～3倍），伸縮量較小，潮濕、污穢的蠶絲繩接觸帶電體不會發生融斷。據此，作為主絕緣使用的承重滑車組和涉及人身安全的索具都要求用蠶絲繩制作。1992年國內研發一種新型“阻燃絕緣繩”，以塑料繩經阻燃劑處理獲得了離火自熄性能，它在90%相對濕度下受潮168h后，交流1OOkV的泄漏電流不大于20μA。它在淋雨狀態下的閃絡電壓也比蠶絲繩提高了一倍多，浸水后的泄漏電流小于1mA/30kV。阻燃繩的抗拉強度高于蠶絲繩，伸長率與蠶絲繩相近，售價不到蠶絲繩的二分之一。近些年有個別單位使用“迪尼瑪”絲制成繩索及工具，其電氣性能達不到帶電作業要求，尤其是受潮后，其泄漏電流大大增長，甚至閃絡，嚴禁在帶電作業中使用。11尼龍繩的造價較低，但伸縮量較大，受潮后接觸帶電體易發生融斷（絕緣繩索的伸長率有多少？怎樣減少繩索在使用中的伸長量?絕緣繩索的伸縮性較大，并隨繩索直徑加大而增高（直徑大，股數多，絞制次數越多，伸縮性越大）。其中，尼龍繩比蠶絲繩的伸縮率更大。例如，直徑2～18mm的桑蠶繩的伸縮率為20%～44%；直徑2～18mm的尼龍繩的伸縮率為40%～58%。使用伸縮量過大的絕緣繩，往往會造成帶電體位置的失控，降低了帶電作業的安全可靠性。為了減少絕緣繩的伸縮量，應對新購置的絕緣繩索施加2.5倍使用荷重，預先拉展它的初伸長量，卸載后的繩索在額定使用荷重下使用，伸縮率可望降低到10%～20%。12絕緣繩索的伸長率有多少？怎樣減少繩索在使用中的伸長量?12何謂“捻向”和“捻距”？舉例說明蠶絲繩和尼龍繩的型號。絕緣繩索在絞制過程中的捻緊方向，稱為“捻向”，有“順捻”和“反捻”之分（見圖1-17）。從下往上看，自右向左捻緊的為“順捻”[以“S”表示，見圖1-17(b)]；反之為“反捻”[以“Z”表示，見圖1-17(a)]。為了防止繩索在使用中發生破股（或稱松股）現象，繩索的捻制層次應按照ZSZ方式進行，即纖維捻制單紗線時按Z向，紗線捻成股線時按S向，股線合成繩索時再按Z向。帶電作業使用的繩索不宜過松、過緊。絕緣繩索的型號是按照材質、絞制方式及繩索直徑制訂的。例如，型號為SCjS-14的繩索，表示它是直徑14mm的桑蠶絲(SC)絞制(j)絕緣繩(S)；型號為jCjS-20的繩索，表示它是直徑20mm的錦綸長絲（jC）絞制(j)絕緣繩(S)。13何謂“捻向”和“捻距”？舉例說明蠶絲繩和尼龍繩的型號。131.1.5、絕緣粘合劑及涂料在加工帶電作業工具時，往往由于結構上的要求，需要把若干部件粘在一起。絕緣材料的鋸口、做過打磨的絕緣管內、外壁都需要涂一層涂料來防潮。環氧樹脂加入硬化劑（又稱固化劑、熱化劑）后變成為熱固化樹脂，是一種不溶于水的產物，具有下述性能：（1）耐化學穩定性高，可以耐一般酸堿及有機溶劑的侵蝕，適于作各種設備的保護層涂料。（2）電氣絕緣性能較好，機械強度也較高。141.1.5、絕緣粘合劑及涂料141.1.6、新型絕緣材料新型絕緣材料、新工藝在帶電作業工作中的應用，對促進帶電作業工具的輕型化、防潮化和減輕作業人員的勞動強度具有重要意義。目前已有防潮絕緣桿、泡沫充填絕緣管（陜西秦川:其性能已達到IEC標準、國家標準要求，甚至超過美國強斯公司產品。）、防潮絕緣繩(浙江溫嶺:其性能已達到國家標準要求，超過國外公司產品。)、防潮防水絕緣毯（北京順達:其性能已達到IEC標準、國家標準要求，大大超過日本YS公司產品。）等材料。具體標準參見GB-13398、GB/T-13035和DL/T803。151.1.6、新型絕緣材料15二、常用金屬材料帶電作業工具中，凡絕緣材料不能勝任的機械部件，必須用金屬材料制作。帶電作業用金屬材料的好壞，直接關系到帶電作業的安全，因此制作帶電作業工具的金屬材料必須是機械強度高、重量輕優質材料。我國目前帶電作業使用的金屬材料大致有下列幾種：（1）鋁合金：航天使用的鋁合金材料，一般為板材。加工各種卡具等。（2）鈦合金：航天使用的鈦合金材料，強度比鋁合金更高、重量更輕。價格較高，適用于加工特高壓各種卡具。（3）高強合金鋼：高強度合金鋼，用于強度較高的工具部件。16二、常用金屬材料帶電作業工具中，凡絕緣材料不能金屬材料在帶電作業中的作用可概括為：（1）做絕緣部件的連接件，例如操作桿、吊線桿的接頭，共用工具座等；（2）承受較大機械荷重的承力部件或索引部件，例如緊線絲桿、液壓收緊器、卡具等；（3）作為導通電流的部件，例如接引線夾、分流線、消弧繩紡織帶，開關導電桿等。因此，我們對各種金屬材料的機械強度、韌性、硬度、比重以及導電性均應有足夠的了解。17金屬材料在帶電作業中的作用可概括為：172.1、金屬材料的性能

2.1.1、金屬的機械性能金屬材料受機械力作用，所表現出抵抗機械力破壞的能力，稱為機械性能。由于機械作用力的形式不同，一般主要表現用強度、硬度、塑性、韌性和抗疲勞性等指標分別表示。

（1）抗拉強度它是用材料在拉力試驗中所顯示的彈性變形和塑性變形的應力與應變指標來表示的。其中包括比例極限、彈性極限、屈服點、抗拉強度、斷裂強度、伸長率和斷面收縮率等指標。可在機械手冊中查閱。

（2）硬度它是指金屬表面不大的體積內抵抗變形或抵抗破裂的能力。常見硬度指標用布氏（HB）、洛氏（HR）等表示。

（3）沖擊強度它是表示材料在動彎曲負荷作用下折斷時的性能指標，出是表示金屬材料韌性好壞的指標。

（4）疲勞強度它表示在對稱彎曲應力作用下，經受一定應力循環數N而仍不發生斷裂時所能隨的最大應力。182.1、金屬材料的性能2.1.1、金屬的機械性2.1.2、金屬的理化性能及使用性能金屬的理化性能是指比重、熔點、熱膨脹性、導電性、導熱性、、磁性、經及耐腐蝕性等。耐磨性也是一種綜合性的使用性能。（1）比重選擇帶電作業工具的金屬材料，不但需要強度高，也要求重量輕。因為帶電作業大多數在交通不便的地區進行，各種操作也都處在高空。因此，工具的重量不能過于笨重。（2）導電性帶電作業通過電流的設備，要求有高的導電性，例如：接引線夾采用導電性較好的銅或鋁及其合金制作，制作屏蔽服的金屬絲也是使用銅或不銹鋼甚至有用銀線（鍍銀）制作的。（3）抗腐蝕性帶電作業的金屬部件須有良好的抗腐蝕性，特別是超硬鋁合金材料在空氣中極易氧化腐蝕，因此須要重視其表面處理（一般采用陽極化處理）。（4）耐磨性帶電作業的操作桿接頭，是使用最頻繁的工具之一，應選擇耐磨性好的金屬材料制作，否則影響接頭配合，使絕緣桿變形。192.1.2、金屬的理化性能及使用性能192.1.3、金屬材料的工藝性能

帶電作業工具的外形和結構常常很復雜，制作中經常需經鑄造、焊接、切削加工。因此在選擇材料時，應使材料的工藝性能滿足要求。

（1）鑄造性帶電作業使用的接引線夾，通常使用鑄造工藝。制作材質限于銅和鋁材料。

（2）可鍛性外形復雜的工具（如卡具）常常需經鍛造加工，因此應選擇可鍛性好的材料制作。注：承力卡具的材料不可只簡單車、鉗、鉚、焊等單工藝，必須經過鍛造，否則，卡具的彈性變形和塑性變形的應力減小，韌性較差、強度降低，在使用中突然出現斷裂，造成帶電作業事故。

（3）可焊接性可焊接性好壞是指材料是否易于用一般焊接方法和工藝焊接。

（4）切削性切削性好壞，主要取決材料的硬度。超硬鋁合金有良好的切削性能。202.1.3、金屬材料的工藝性能202.2、黑色金屬及其合金目前，帶電作業中經常使用的黑色金屬及合金材料有普通碳素鋼（A1、A2、A3和A4）、普通含錳鋼、普通低合金結構鋼和優質碳素結構鋼等。

2.2.1、普通碳素鋼普通碳素鋼是含碳量較低的一般鋼材，一般用于不經熱處理而直接應用的場合。其中甲類鋼用A1、A2T和A3等表示。其抗拉強度、硬度隨標號的增加而提高；塑性和韌性卻隨標號的增高而降低。一般用來制作承受荷重不大的零件，如墊圈、開口銷等；A2、A3和A4可制作金屬結構件，例如軸、吊鉤、齒輪、螺母等。甲類鋼國家標準規定只保證機械性能，不保證化學成分。這是因為甲類鋼用戶買來可以直接加工成零件，不經過熱處理就可以使用，故機械性能是重要的。由于化學成分不保證，這類鋼是不能熱處理的。212.2、黑色金屬及其合金目前，帶電作業中經常使2.2.2、優質碳素結構鋼

優質鋼的硫、磷含量比普通鋼低，其化學成分也有些差異，優質鋼在供應時其化學成分和機械性能都是驗收依據。因此，它們的機械性能比普通結構鋼優良，即可經熱處理后使用，亦可不經熱處理直接使用。優質鋼的牌號以鋼中平均含碳量的萬分數表示，含其它元素量較高的優質鋼在牌號的后面加注元素的名稱，例如，16Mn（或表為16錳鋼），表示的是含碳量為萬分之十六的普通含錳低合金鋼。222.2.2、優質碳素結構鋼222.3、有色金屬及其合金有色金屬在帶電作業中經常使用的品種有鋁及合金和銅及合金。現在航空用鈦合金也應用工具制作。2.3.1、鋁鋁是輕金屬，比重2.7（為鋼材的1/3），因此，鋁是制作各種輕結構材料的基本金屬。鋁在大氣中耐腐蝕性很高，因為它與氧化合能生成致密的Al2O3膜，能防止進一步氧化。鋁的導電性、導熱性均高，但強度不高（σ0=8～10kg/mm2），硬度也很低，塑性很好（ψ=80%）。因此，鋁在帶電作業中只能制作承力很小的工具。例如掛軟梯用的走線滑輪，軟梯架上的走線輪，主要是期硬度和鋁導線相近不易磨傷導線，現就是利用其導電性來保持等電位狀態。工業純鋁的牌號為L1、L2……L6等6類。232.3、有色金屬及其合金有色金屬在帶電作業中經2.3.2、鋁合金鋁合金可分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。

（1）鑄造鋁合金鑄造鋁合金用牌號ZL表示，一般是銅鋁合金為多。帶電作業鋁質接引線夾一般采用鑄造鋁合金，以得到足夠好的強度、硬度及切削性。

（2）形變鋁合金形變鋁合金又分為鍛鋁、硬鋁、超硬鋁三種。它們都是鋁合金經過一定的熱處理品產品，還有防銹鋁合金，但不能做強化處理。鍛鋁用LD表示、硬鋁用LY表示、超硬鋁用LC表示、防銹鋁用LF表示。促使鋁合金硬度增大、強度升高的強化熱處理，叫做時效。淬火后由于在室溫下放置而自發產生的時效硬化叫自然時效，用CZ表示。在溫度升高情況下進行時效，叫人工時效，用CS表示。超硬鋁合金就是經過人工時效處理后的形變鋁合金，常用的牌號為LC4CS。242.3.2、鋁合金242.3.3、銅工業純銅又稱紫銅。具有良好的導電性及導熱性，強度也較高（σ0=20～24kg/mm2），塑性也不差（ψ=80%）。純銅工業上分為四級：T1、T2、T3及T4。帶電作業中除制作導電元件（例如，臨時過引線及消弧繩的導電層）外，很少用銅。制作消弧繩的撓性銅線一般由2—3層構成。每一層均可供外徑不同的繩索套用，其規范可查有關手冊或《安規》斷接空載線路時消弧繩的選取。2.3.4、銅的合金銅的合金有黃銅、青銅、鋁青銅等。前者為銅鋅合金、次者為銅錫合金、后者為銅鋁合金。帶電作業過引線夾一般使用鋁青銅，消弧設備的導電桿一般用黃銅制作。252.3.3、銅25帶電作業中使用哪些金屬材料制作工具？舉例說明它們的用途。由于硬度、強度、造型等原因，絕緣材料不能勝任的帶電作業工具或部分機械零件(如各種卡具、通用型小器具)都必須使用金屬材料制作。帶電作業工具常用的金屬材料有兩大類，一類是具備良好機械強度的普通碳素鋼（如A3F低碳鋼，用以制作一般零部件）、普通含錳鋼（如45號鋼，用以制作一般結構件）、普通低合金鋼（如16Mn，用以制作卡具）、合金結構鋼（如40CrMnTi，用以制作絲杠）、鑄鋼（如可鍛鑄鐵，用以制作固定器具），另一類金屬材料是密度小、強度高的有色金屬材料，其中，特別青睞于LC4CS超硬鋁合金型材、LY12CZ形變鋁合金管材和鈦合金型材，常用它們制作絕緣子卡具及其他固定器具。具備良好導電性能的鑄造銅合金、鑄造鋁合金也廣泛用以制作帶電作業專用線夾和過引導流器具。26帶電作業中使用哪些金屬材料制作工具？舉例說明它們的用途。26何謂“比強度”？列舉鋼材、鋁合金和玻璃鋼的比強度進行分析比較。材料的機械強度指標與材料自身比重（密度）之比，稱為材料的“比強度”，它是不同材料橫向比較綜合性能的技術指標。例如，合金結構鋼30CrMnTi的破壞強度σb=1500MPa，比重（密度）為7.8，它的比強度為192.30；LC4CS鋁合金的破壞強度σb=550MPa，比重為2.7，它的比強度為203.70；引拔玻璃鋼棒材的破壞強度σb=800MPa，比重為1.9，它的比強度為421.05。由此可見，玻璃鋼的比強度是最高的，鋁合金次之，鋼材最低，這正是帶電工具推薦使用LC4CS鋁合金和玻璃鋼材料制作的原因之一。27何謂“比強度”？列舉鋼材、鋁合金和玻璃鋼的比強度進行分析比較3、帶電作業工具材料的選擇原則

合格的帶電作業工具應具備的技術條件：帶電作業工具必須兼顧安全性、實用性和經濟性，其中，安全是第一位的。一般意義上的“合格工具”，往往都是指它的安全性而言的。安全性能取決于選材恰當、結構合理兩方面。確保在電氣、機械兩方面都具有足夠的強度。實用性也是不可忽視的。實用性主要側重于工具的通用性、便攜性、輕量化三個方面，是它決定了工具的推廣、普及程度。經濟性也應予足夠重視。經濟性側重于工具的耐用性、系列化和標準化三個方面，在某種程度上是它決定了工具商品化、市場生產的前景。目前，國內真正具備“三性”的帶電作業工具只占小數。283、帶電作業工具材料的選擇原則合格的帶電作業工分類方法:習慣上，帶電作業工具可從不同側面分類。①按照工具材質分類。可將工具分為絕緣工具、金屬工具兩大類。②按工具使用氣候條件分類。可將工具分為晴天工具、雨天工具（或全天候工具）兩大類。③按絕緣材料軟硬屬性分類。可將絕緣工具分為硬質絕緣工具、軟質絕緣工具兩大類。④按工具技術功能分類。可將所有工具分為傳遞工具、手持功能器具、絕緣承力工具、載人工具、屏蔽用具、牽引機具、錨固器具、絕緣隔離用具、火工器具、水沖洗工具、機械清掃工具、載流及滅弧工具、帶電測試工具、保護裝置等14個類別。還可以按照電壓等級、使用范圍等側面進行分類（例如：10kV帶電作業工具、送電帶電作業工具等）。顯然，按工具技術功能分類方法即確切又具體，便于性能特征、設計制作、標準化等方面的歸納與詮釋。29分類方法:習慣上，帶電作業工具可從不同側面分類。

3.1、承力工具（1）用于承力絕緣工具的層壓絕緣材料，其縱向和橫向都應具有較高的抗張強度，但橫向強度可略低于縱向，兩者之間比可控制在1.5：1以內。（2）用于承力絕緣工具的絕緣材料，應具有較好的縱向機械加工和接續性能，在連接方式確定后，材料應具有相應抗剪、抗擠壓及抗沖擊強度。（3）絕緣承力部件只能選用縱向有纖維骨架（玻璃纖維或其他高強度不導電纖維）的層壓及模壓、卷制及引拔工藝生產的環氧樹脂復合材料。嚴禁使用無纖維骨架的純合成樹脂材料（例如塑料硬板）制作承力部件。（4）用于承力工具的金屬材料，除高強度鋁合金、鈦合金外，不允許使用其他脆性金屬材料（例如一般鑄鐵）。303.1、承力工具303.2、載人器具（1）承受垂直荷重的部件（例如掛梯、軟梯、蜈蚣梯）應選用有較高抗張強度（抗壓強度）的絕緣材料制作，承受水平荷重的橫直梁型部件（例如水平梯、轉臂梯）則應選用具有較高抗彎強度的絕緣材料制作。（2）硬制載人工具，推薦采用環氧樹脂玻璃布層壓板、矩形管以及其他模壓異形材料制作，嚴禁使用無纖維骨架的絕緣材料制作載人工具。（3）軟制載人工具及其配套索具，推薦采用具有一定阻燃性、防水性的蠶桑繩索、錦綸繩索及錦綸帆布制作。（4）載人工具的承力金屬部件也應按用于承力工具的金屬材料要求選材。（5）斗臂車的絕緣臂應選擇絕緣性能優良、吸水性低的整體玻璃鋼管（圓形或矩形）制作；在高原地區使用的斗臂車，當海拔高于1000米時，隨著海拔的增加整體絕緣水平應相應增加，具體規定參見DL878之規定。313.2、載人器具313.3、托瓶工具托瓶工具制作材料的選用原則，可參照載人器具的第一條有關要求。3.4、牽引機具（1）金屬機具的承力部件（例如絲桿的螺旋體和螺線；液壓工具的活塞桿）應選用擴張強度高，有一定沖擊韌性的優質合金鋼制作，其他非承力部件（例如外殼、手柄），可選用較輕便的鋁合金制作。（2）絕緣機具應按其承力方式（例如杠桿裝置、滑車組），選用有相應機械強度的絕緣材料制作主要承力部件（例如滑車的承力板及帶環板應用3240絕緣扳制作）。3.5、固定器（卡具）（1）凡具有雙翼力臂的卡具，除個別荷載較小的允許使用絕緣材料制作外，一般都應選用高強度鋁合金或合金鋼制作。（2）由塔上電工和等電位電工安裝使用的卡具，應優先選用輕合金材料（例如高強度鋁合金、鈦合金）制作。（3）無強力臂作用或塔下電工安裝使用的各類固定器，可選用一般金屬材料制作，但不允許使用鑄鐵等脆性材料（可鍛鑄鐵除外）。323.3、托瓶工具323.6、絕緣操作桿（含絕緣夾鉗）（1）較長的操作桿可選用不等徑錐型連接方式的環氧樹脂玻璃布空心管及泡沫填充管制作，短的操作桿則可用等徑圓管制作。（2）絕緣操作桿的接頭及堵頭應盡可能使用絕緣材料（例如環氧樹脂玻璃布棒）制作。一般也允許使用金屬制作活動接頭，其選材應注意重耐磨性及防銹蝕性。3.7、通用小工具一般小工具應根據工具的功能選用金屬或絕緣材料制作。有沖擊性操作的小工具（例如開口銷拔出器）應選用優質合金鋼制作。333.6、絕緣操作桿（含絕緣夾鉗）333.8、載流工具（1）接觸線夾應按其接觸導線的材質分別采用鑄造鋁合金或鑄造銅合金制作，接觸線夾的螺栓部件可選用防腐蝕性較好的結構鋼制作。（2）載流導體通常選用編織型軟銅線或多股撓性裸銅線制作，10kV及以下載流引線應使用有絕緣外皮的多股軟銅線制作。3.9、消弧工具（1）消弧繩一般選用具有阻燃性、防潮性的桑蠶或錦綸繩制作，其引流段應選用編織軟銅線制作，導電滑車應全部選用導電性良好的金屬材料制作。（2）自產氣消弧棒的產氣管體一般選用有機玻璃管或其他產氣管制作。依靠外施壓縮空氣消弧者，應采用耐內壓高強度的絕緣管材制作絕緣儲氣缸。3.10、索具做主絕緣的索具應選用蠶絲或錦綸復絲繩索制作，濕度在80%以上的地區應采用防潮繩索，近期很多地區使用迪尼瑪繩，雖然該繩的強度很高，但在潮濕天氣時泄漏電流巨增，所以在電力行業標準DL/T878中規定嚴禁使用。專用絕緣滑車套推薦選用編織定型圓繩制作。343.8、載流工具343.11、水沖洗工具及雨天作業工具一般選用憎水性較好的工程塑料（例如聚碳酸脂塑料）制作工具主體，也可使用玻璃纖維引拔棒---硅橡膠復合型絕緣管制作工具主體，主體工具上的防雨罩可選用聚乙烯或硅橡膠等材料制作。3.12、絕緣遮蔽用具絕緣遮蔽用具主要用于35kV及以下帶電作業中，用以絕緣隔離帶電體和接地體。硬質絕緣隔板推薦采用環氧樹脂玻璃布層壓板及玻璃纖維模壓定型制作。軟質絕緣隔板、罩及覆蓋物，推薦采用絕緣性能良好、非脆性、耐老化的工程塑料模壓件、層壓件或橡膠制作。低壓（35kV及以下）隔離套可用一般絕緣橡膠制作，包裹導電體的不規則覆蓋物，可采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料軟板或薄膜制作。潮濕天氣應選擇具有防潮功能的絕緣遮蔽用具。353.11、水沖洗工具及雨天作業工具353.13、絕緣防護用具絕緣防護用具主要用于35kV及以下帶電作業中，用以絕緣防護作業人員。主要考慮柔軟性和重量，一般可采用絕緣橡膠、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料薄膜制作。潮濕天氣應選擇具有防潮功能的絕緣遮蔽用具。3.14、電場屏蔽用具（1）屏蔽服及防靜電服應選用不銹鋼（或其他導電纖維、導電細金屬絲）與阻燃性良好的天然纖維或合成纖維的衣料制作。（2）屏蔽服的上衣、褲子、帽子、手套、襪子及導電鞋墊，均應選用屏蔽效率高、電阻小、有足夠載流量的屏蔽衣料制作。導電鞋的鞋底應采用導電橡膠制作。（3）屏蔽服各部的導電連接線應采用有足夠機械強度、足夠載流量及防銹蝕性良好的多股軟銅線制作。363.13、絕緣防護用具36中國的屏蔽服經歷了三個發展階段：①第一代網格均壓服，1958年生產，它是將軟銅線編成5～10cm網狀方格，縫綴在普通工作服表面。此種均壓服的屏蔽效果很差，穿孔機在身上也不舒服，但使用時間長達10年之久；②第二代針織及電鍍均壓服，1968年，由0.05mm紫銅線與6股32支棉紗線合成紗線織造而成，穿著舒適、透氣性好、屏蔽效率高，穿透率1.5%，使用20年；③從1987年開始使用第三代“導電纖維”不銹鋼纖維或更細小的銀線與天然纖維混紡，織布裁衣，納米技術，不僅屏蔽效率高，舒適柔軟，造型美觀，而且各種性能指標達到國際先進水平，目前已在國內廣泛應用。37中國的屏蔽服經歷了三個發展階段：37模塊2帶電作業工具的分類本模塊介紹帶電作業工具的分類。通過介紹各類別的作業工具，熟悉進入電場的工具、更換絕緣子的工具、檢測絕緣子的工具和個人防護裝備等各種帶電作業工具，掌握帶電作業工具的選用方法。38模塊2帶電作業工具的分類本模塊介紹帶電作業工具的分類。通一、輸電線路帶電作業工具1、輸電線路帶電作業工具概述我國帶電作業工作到目前已開展多年，工器具基本做到了標準化和生產專業化，確保了工器具的質量。從目前帶電作業項目和使用的工器具看，按使用類型將工器具大致可以按工作性質和內容分為以下幾類:（1）進入電場類：主要工器具有絕緣小座梯（座椅、吊籃）、絕緣軟梯、絕緣掛梯、絕緣平梯、獨腳梯、直立豎梯、電位轉移桿、跟斗滑車、絕緣繩索等。（2）更換絕緣子類：主要有：牽引裝置（包括液壓或螺栓緊線器、絕緣滑車和輕型機動絞磨），絕緣承力拉板（桿），各種卡具、托（吊）瓶裝置，撥銷器、鉤瓶桿等。（3）絕緣子檢測類：主要有火花間隙、定性自爬式絕緣子檢測器、定量自爬式絕緣子檢測儀、桿上檢測地面打印定量或絕緣子檢測儀、絕緣子檢測搖表（不帶電）。（4）個人防護類：主要有屏蔽服、靜電防護服、導電鞋、導電電眼鏡等。（5）絕緣清潔類：主要有絕緣子清掃刷、帶電水沖洗設備等。（6）其它：主要有操作桿、導線飛車、推拉器、導線保險鉤、射繩槍、消弧繩、對講機、帶電作業工程車等。39一、輸電線路帶電作業工具1、輸電線路帶電作業工具概述392、進入電場的工具（1）絕緣小吊梯（座椅、吊籃）絕緣小吊梯是目前等電位工進人電場的一種輕便的裝置，座椅和吊籃的用途與之相同，但從重量輕方面看，小吊梯較好，目前使用較多。等電位工坐乘在小吊梯的中間橫梁上，由固定在橫擔上的絕緣滑車組，通過絕緣繩的收放將其放至導線處，或將其脫離導線退出電場。402、進入電場的工具（1）絕緣小吊梯（座椅、吊籃）40小吊梯一般高l.2米，寬0.5米，由環氧絕緣材料或絕緣繩制成，也可不用絕緣材料，因其不起絕緣作用。它因體積小，重量輕、易攜帶而廣受歡迎。等電位工利用它在進入和退出電場時，不需自身行動，因而大大減少等電位工的勞動強度。小梯子如圖所示。41小吊梯一般高l.2米，寬0.5米，由環氧絕（2）絕緣軟梯絕緣軟梯是由絕緣繩、絕緣管制成，端部與軟梯架（頭）連接。軟梯架的作用是將軟梯掛在導線或橫擔上。通過軟梯等電位工進出強電場。軟梯適應強、重量輕、便于攜帶。長短不受限制，廣泛應用于進入電場作業。絕緣軟梯的加工工藝對作業人員安全非常重要，在選用時必須高度重視。我國已有因軟梯掛環脫落造成的事故，因此絕緣軟梯的加工工藝對作業人員安全非常重要，在選用時必須高度重視。42（2）絕緣軟梯42（3）絕緣掛梯掛梯是用3640環氧材料的空芯圓管制成的。在更換直線絕緣子時，將其掛在靠橫擔側組裝的滑滑軌上，利用此梯頂端安裝的掛鉤和滑輪，沿滑軌滑至導線側，使等電位電工進入電場。（4）絕緣平梯此梯是以桿塔為依托，一端用鉤直接掛導線，或用絕緣繩懸吊塔上適當位置，使其端部接近導線；另一端或梯的尾部用絕緣繩或固定裝置固定在桿塔的牢固部件上。其材料為橢圓形、圓形絕緣管或槽形絕緣板。此梯長度可為6~7m，但不便攜帶，可做成多節組合梯。43（3）絕緣掛梯43（5）獨腳梯（或直立豎梯）獨腳梯可由2~3節圓形絕緣管組成，全長7~8m。直立豎梯可由2~3節絕緣梯組成，全長7~8m，功能與獨腳梯相同。由于有些獨腳梯下面安裝多對踏腳釘，其整體又似蜈蚣，故又稱蜈蚣梯。將獨腳梯頂端裝在橫擔的絕緣子串掛點附近或橫擔與塔身相聯處，等電位電工站在梯的下端，在地電位電工的配合下，以獨腳梯頂端為圓心，以梯長為半徑，通過絕緣繩控制，使等電位電工沿擺動軌跡進出電場。（6）電位轉移桿等電位工人在進入或退出電場時，有一個電位轉移過程，電位轉移桿就是實現電位轉移用的。使用電位轉移桿時，要特別注意軟銅線盡量短，嚴防因軟銅線縮短安全距離，造成事故。如果屏蔽服質量可靠，也可用戴屏蔽服手套的手直接完成電位轉移。但在750kV電壓等級以上時，須使用這種電位轉位方式。44（5）獨腳梯（或直立豎梯）44（7）絕緣繩索絕緣繩索現在已廣泛應用于帶電作業工作中，是帶電作業中常用的重要的絕緣材料之一。目前使用的絕緣繩索主要分天然蠶絲繩和化纖（錦綸）繩兩類，絕緣繩均為多股單紗捻制而成。2002年以后，又有通過表面處理的防潮絕緣繩，防潮絕緣繩較普通絕緣繩增加了防潮功能，可以在潮濕的天氣中使用。絕緣繩又可按用途分為傳遞繩、承力繩、吊拉繩、控制繩、測距繩、保護繩等。45（7）絕緣繩索453．更換絕緣子的工具（1）牽引裝置在更換線路上的絕緣子時，牽引裝置主要起兩個作用，一是收緊導線，使絕緣子串松馳，以便更換，二是將更換的絕緣子串放至的地面或傳至塔上復原。這兩種設備分別稱為緊線裝置和提升裝置。牽引裝置的還可應用于其他工作。①緊線裝置緊線裝置又稱緊線器，它分絲桿緊線器和液壓緊線器兩種。單行程螺桿緊線器，它主要用來更換直線塔整串絕緣子。它與絕緣承力拉扳（桿）相聯，固定在橫擔上，利用絕緣承力拉扳（桿）另一端的金屬卡具或導線鉤與聯扳或導線相聯來提升導線。463．更換絕緣子的工具（1）牽引裝置46雙行程絲桿緊線器，它主要用來更換耐張整串或耐張、直線單片絕緣子。用它與卡具和絕緣承力拉板（桿）組裝在一起，可用來更換耐張整串絕緣子。如與閉式卡具組裝在一起，可用于更換的單片絕緣子。為減輕勞動強度，絲桿的手柄設計得較長，最長達400mm。也有將絲桿的螺旋升角適當改小，并加裝了軸承，從而有效地減輕手柄扭力，稱為省力絲桿或軸承絲桿。47雙行程絲桿緊線器，它主要用來更換耐張整串或耐張、直線單片絕緣大機械荷載帶電作業常用的液壓緊線器由缸體、手壓泵和活塞桿三部分組成。缸體是儲油和連接后叉的部件，由缸筒、端蓋、膠囊、外筒等組成。手壓泵是推動活塞桿工作的主要部件，由殼件、柱塞筒、手柄、缸壓活門等組成。活塞桿的前叉與固定在電力金具上的卡具相聯，通過高壓油產生拉力，達到收緊導線的目的。液壓緊線器的金屬件大都選用高強度的金屬材料，以減輕重量。液壓緊線器代替螺栓緊線器的原因是因為：操作人員用很小的力可獲得很大的力，有效地減輕勞動強度。但是目前國產的液壓傳動的最大缺點是漏油，而漏油又與壓力有關，壓力越大，漏油越多，因此在使用時要注意。48大機械荷載帶電作業常用的液壓緊線器48②提升裝置1）絕緣滑車在線路作業中，起吊絕緣子串、帶電作業工器具，等電位作業人員進出電場，以及牽引索具轉向、換向均需使用絕緣滑車，可以說絕緣滑車在帶電作業工作中應用范圍非常廣。國標GB13034-91《帶電作業用絕緣滑車》中規定，絕緣滑車共分十五種型號。按滑輪數又分單輪、雙輪、三輪、四輪四個類型。10kV以上的又分長、短兩種鉤型。長鉤型直接掛在橫擔上。49②提升裝置492）機動絞磨：機動絞磨主要用于提升500kV級以上整串絕緣子以及大重物。目前使用的機動絞磨，主要有FM型和仿制國外的QTJ—250和750型兩種。這兩種輕型機動絞磨都是由汽輪機作動力，通過離合器變速器將高速小扭動力傳給絞磨芯（或稱卷圈），以輸出低轉速大扭矩動力，使動力傳遞給繩及重物之上。QTJ—250和750型機動絞磨的特點是可直接裝在工作點的物體上（如桿塔、管道、墻面、樹木等），并可根據需要拆散和臨時組裝、使用較方便。502）機動絞磨：50（2）絕緣承力拉桿（板）絕緣承力拉桿（板）是臨時代替絕緣子串承受機械負荷的承力工具，可與緊線工具配合更換直線或耐張絕緣子，除了滿足電氣性能外，其機械強度亦須達到要求。絕緣承力拉桿（板）使用的材料通常有絕緣管材、板材和引拔棒三種；現在也采用合成絕緣子生產工藝制作成拉桿或泡沫填充的絕緣管材。這種泡沫填充的絕緣管拉桿較傳統工藝的絕緣管材、板材在外絕緣性能和防潮能力方面都有很大改善，是目前輸電線路絕緣承力拉桿（板）的首選。絕緣拉桿（板）需具有便于攜帶、可分段、便于調節長度等特點，尤其是用于500kV線路作業時，由于500kV絕緣子串加上兩端金具長約4~5m；同時不同組裝型式的絕緣子串長短也不一樣，為了使用方便常將3240絕緣板材加工成三段組合方式，中段采用兩塊板材按照一定距離設置多個調節孔，兩端與另外兩塊板材以螺栓相聯，以這樣方式制成的絕緣拉板，既可在一定范圍內調節長度又可分拆成數段，使用、運輸和保管均很方便。51（2）絕緣承力拉桿（板）51（3）提線金屬工具將導線提升或收緊的工具有導線鉤和各種卡具。這些卡具的主要材料是選用超硬鋁LC4。它的特點是比強率高、重量輕、以及良好的工藝性。導線鉤的頂端與絕緣拉桿（板）連成整體。為了防止損傷導線，接觸導線的鉤子均加工有圓滑過渡弧。52（3）提線金屬工具52（4）卡具卡具有閉式卡具、耐張端頭卡具、直線卡具、大刀卡具和通用卡具。1）閉式卡具：與雙行程的普通絲桿或省力絲桿配套，可更換耐張或直線絕緣子串間的單片絕緣子。其前后卡具分別與耐張端頭卡具的后、前卡配套，則可更換耐張或直線絕緣子串兩端的絕緣子。2）耐張卡具：耐張卡具一般分為前卡與后卡，分別安裝在絕緣子串兩端連接金具上起錨固作用，兩側通過絲桿、絕緣拉桿（板）現連，作業時收緊絲桿使耐張絕緣子串松弛，既可對絕緣子串進行更換。3）直線卡具：卡在橫擔或直線聯板上，兩側通過絲桿、絕緣拉桿（板）、吊線鉤，提升導線，實現直線整串絕緣子更換。4）大刀卡具：兩側卡卡在雙串絕緣子串的兩端聯板上，與絲桿、絕緣承力拉桿（板）串聯來更換雙串絕緣子中的一串絕緣子。5）通用卡具：此卡是根據500kV線路絕緣子兩端連接金具的特點而設計的。它適用于直線不同的聯板，也適用于耐張絕緣子兩端聯結的金具。因此，只使用此種工具便可代替更換直線絕緣子的導線鉤和上述耐張卡具，故稱通用卡具。這樣可以簡化更換絕緣子的金屬工具。53（4）卡具535454應該注意的是，鋁合金材料LC4雖然機械強度和機械加工性能較好，但其抗疲勞性能、耐熱性等較差，并且有明顯的應力集中和應力敏感性。所以在設計加工及使用中應注意：安全系數宜取大些；工具的工作截面過渡部分的設計力求平緩過渡，半徑R應大于2mm，使用溫度不得超過120℃。另外在例行機械試驗時，不得多次加超過規定的荷載。為了提高工具表面耐腐蝕性能，帶電作業工具在出廠前均進行了陽極化處理，在表面上形成了一層人工氧化膜。因此在使用中應妥善保管，嚴防碰撞。55應該注意的是，鋁合金材料LC4雖然機械強度和（4）托（吊）瓶裝置在更換絕緣子過程中，需將不受荷載的絕緣子串托住或吊起，以便更換。這種托住和吊起絕緣子串的工器具便稱托（吊）瓶裝置。隨著不同的作業方法產生以下幾種結構形式。1）托瓶架托瓶架用于托住整串絕緣子。由于500kV絕緣子串長且重，為了減輕撓度，增大剛性，托瓶架的兩側主材大都選用橢圓形空心管或矩形絕緣板，主材用多根弧形板連接，再在弧形板上固定兩至三根絕緣管，以利絕緣子串的滑動。各電壓等級托瓶架的結構是大致一樣的，僅長度與尺寸有所不同。56（4）托（吊）瓶裝置562）插板插板是專門為帶電更換500kV等級以上的直線單片絕緣子而設計的。它具有結構簡單，制作方便等特點。更換絕緣子過程中將絕緣子串從分裂導線中間松下，將插板插入待更換的絕緣子的下一片，將待更換絕緣子以下的絕緣子串自重轉移到插板上，即可對絕緣子進行更換。572）插板574．檢測絕緣子的工具（1）定性式零值絕緣子檢測裝置1）火花間隙火花間隙又稱短路叉，分固定式和可變式兩種。固定式火花間隙，其火花間隙是固定不變的，在檢測過程中，短路叉的一側金屬探針與被測絕緣子的鋼帽接觸，另一側的金屬探針跨過被測絕緣子裙邊與相鄰絕緣子的鋼帽接觸。若被測絕緣子是良好的，則分布在該絕緣子兩端的電位差將擊穿所整定兩極間的固定間隙，發生“噼啪”的放電響聲。若被測絕緣子是不良的（低值或零值），則分布在該絕緣子上的電位差很小或等于零），就不可能擊穿固定間隙而放電，因而也就聽不到響聲。2）自爬式零值絕緣子檢出器目前使用的有ZP—l型零值絕緣子檢出器，主要用于耐張絕緣子串；ZZ—1型零值絕緣子檢出器，主要用于直線絕緣子串。584．檢測絕緣子的工具（1）定性式零值絕緣子檢測裝置58（2）定量式絕緣子分布電壓檢測裝置目前使用的有：靜電式絕緣子檢測儀；絕緣子分布電壓自動檢測儀；絕緣子分布電壓地面打印檢測儀等。1）靜電式絕緣子檢測儀這種檢測儀是利用高壓電容分壓器的靜電電壓表，從運行絕緣子上引下電壓，經高壓電容分壓器分壓，利用靜電電壓表測量原理來測量相應的電壓值。此儀器與火花間隙一樣，操作時需較長的絕緣操作桿，故在500kV設備上使用受到限制。2）絕緣子分布電壓自動檢測儀GFC—1型，僅適用于耐張串絕緣子檢測。3）絕緣子分布電壓地面打印檢測儀絕緣子分布電壓地面打印檢測儀，分直線和耐張兩種，型號為：直線為旋轉自落式XGC—I型，耐張為推拉式XGC—III型。59（2）定量式絕緣子分布電壓檢測裝置595．絕緣子清掃工具（1）絕緣子帶電清掃刷既可以對輸電線路絕緣子串清掃，又可以對變電絕緣設備清掃（2）絕緣子帶電水沖洗設備沖洗分小水沖、中水沖和大水沖。小水沖是水槍噴嘴直徑為3mm及以下的水沖洗方式，主要適用于輸電線路絕緣子串帶電清洗；中水沖是水槍噴嘴直徑為4--8mm之間的水沖洗方式，主要適用于輸變電絕緣設備帶電清洗；大水沖是水槍噴嘴直徑為9mm以上的水沖洗方式，主要適用于變電絕緣設備帶電清洗。605．絕緣子清掃工具60目前最新的是直升機帶電水沖洗，2008年華北電網率先研究并引進國外先進設備和經驗，成功的在500kV超高壓輸電線路上進行帶電水沖洗絕緣子串，解決了崇山峻嶺上超高壓輸電線路絕緣子串清掃問題。61目前最新的是直升機帶電水沖洗，2008年華北電網率先研究并引6．個人防護裝備（1）屏蔽服1）種類根據GB6568.1—2000《帶電作業用屏蔽服》中規定，帶電作業用屏蔽服分我國國家標準規定屏蔽服分二種類型，其特點是：I型，屏蔽效率高，載流容量小；II型，有與I型同樣的屏蔽效率，但載流容量大。500kV帶電作業用屏蔽服，主要起屏蔽作用，故選I型即可。2）屏蔽服的性能指標根據GB6568.1《帶電作業屏蔽服》規定，屏蔽服的成衣性能指標：I：上衣、褲子、手套、短襪，分別測量任意兩個最遠點之間的電阻，均不得大于15Ω。II：整套服裝：各最遠端點之間的電阻不得大于20Ω;在規定的使用電壓等級下，衣內胸前，背后處以及帽內頭頂處等三個部位的體表場強均不得大于15kV/m;人體外露部位（如面部）的體表局部場強不得大于240kV/m;屏蔽服內流經人體的電流不得大于50μA;III：對屏蔽服通以規定的工頻電流，并待一定時間的熱穩定后，其任何部位的溫升不得超過50℃。626．個人防護裝備（1）屏蔽服62（2）導電鞋和導電眼鏡導電鞋是用導電膠做底，底面襯以屏蔽布料，再引出一根金屬線與屏蔽褲的加筋線相連，使屏蔽服對人體形成一個完整的屏蔽面，并實現了有效的接地。按照國標規定，導電鞋的電阻值不應大于500Ω。導電眼鏡是在鏡片上噴鏡一層透明的導電膜。需注意的是：眼鏡的鏡架、鏡片必須全部噴鍍，使其連成一體，以免出現電位差，造成對臉部或耳部的電擊。63（2）導電鞋和導電眼鏡63（3）靜電防護服靜電防護服比屏蔽服防護等級要低，它所用的金屬纖維較屏蔽服少，經緯密度稀，屏蔽效率也較低。它主要用于登塔、巡視（變電和線路）人員，對高壓帶電體周圍作業人員進行靜電感應防護。根據從保護人身安全要求，推薦采用下列指標的靜電防護服：布料：屏蔽效率28dB電阻：300Ω成衣：整套衣服電阻1000Ω衣內電場強度≤15kV/m衣內流經人體電流≤5μA64（3）靜電防護服64二、配電線路帶電作業工具我國配電帶電作業開展已有50多年了，作業方式主要分為操作桿法和絕緣手套法，其相應的工具各有不同。操作桿法工具大部分是國產工具，絕緣手套法工具大部分是近幾年引進的國外工具。根據工具的工作性質和內容主要可以分為：遮蔽用工具、個人防護用工具、操作工具、絕緣斗臂車、絕緣平臺。65二、配電線路帶電作業工具我國配電帶電作業開展已模塊3、帶電作業承力工具的疲勞特性一、疲勞特性的概念承力工具主要指承受重力、荷載的帶電作業工具。常用的承力工具有絕緣滑車組、絕緣拉桿裝置（包括托瓶裝置）、絕緣支撐工具（有緊線、吊線、收線裝置等）。承力工具一般使用金屬材料和絕緣材料（玻璃鋼材料）制成。用這兩種材料制成的工具按照靜態強度設計，達到安全要求。但是由于工作應力是變化的，在這種交變載荷長期作用下，部件仍然會發生損壞，這種現象稱為疲勞破壞，據統計約有80％的部件失效均歸咎于疲勞破壞。通常把材料所受交變荷載與該荷載下所能承受的循環次數之間的關系曲線稱作該材料的“疲勞特性”。66模塊3、帶電作業承力工具的疲勞特性一、疲勞特性的概念66二、常用帶電作業承力工具材料的疲勞特性1、金屬材料的疲勞特性影響金屬材料疲勞特性的因素很多，除受成分、夾雜物和熱處理的影響外，還有其他因素。（1）金屬材料表面加工、尺寸和應力集中的影響工具部件承受彎曲和扭轉載荷時表面應力最大，疲勞破壞多數自表面開始。粗糙的表面狀態相當于存在很多微缺口，由缺口應力集中而導致疲勞強度降低。表面越粗糙，疲勞強度降低得越嚴重。有圓角、油孔和螺紋鍵槽等缺口的部件，因應力集中導致部件疲勞強度降低。缺口越尖銳應力越集中，疲勞強度降低越嚴重。

67二、常用帶電作業承力工具材料的疲勞特性1、金屬材（2）部件表面鍍層對其疲勞強度也有一定影響工具表面鍍層主要是Cr和Ni，鍍這兩種金屬時造成疲勞極限大為降低的主要原因是鍍層中產生很大的殘余拉應力。由于鍍層中存在很多微細龜裂紋，它作為缺口使應力集中。如30CrMo材料未鍍前的疲勞極限為72.5MPa。鍍0.25mm厚的Cr后，其疲勞極限則為50.6MPa，僅為鍍前的68％。68（2）部件表面鍍層對其疲勞強度也有一定影響68（3）熱處理對其疲勞強度的影響通過加熱、保溫和冷卻等步驟來調整金屬內部組織，改善材料性能的技術手段，稱為熱處理。熱處理可分為退火、亞火、回火和淬火等。退火即隨爐冷卻，亞火即空氣冷卻，淬火即用水突然冷卻，回火即再加溫。退火和亞火可提高機械性能，降低硬度，提高塑性和消除內應力，淬火是為了得到高硬度和高耐磨性，以得到強度與塑性的良好配合，回火是為了防止淬火引起的內應力和脆性。例如45＃鋼經亞火處理后疲勞極限為34.3MPa，經退火處理后為24.5MPa。經840℃淬火，420℃回火處理后為52.9MPa，由此可見45＃鋼經不同熱處理后其機械性能有很大不同。69（3）熱處理對其疲勞強度的影響692、環氧酚醛玻璃鋼的疲勞特性玻璃鋼是一種多相材料，是一種纖維重合材料，是一種脆性材料（延伸率小于5%）。（1）玻璃鋼的疲勞過程玻璃鋼的疲勞破壞過程是界面脫膠、樹脂開裂和纖維斷裂的綜合過程。對于玻璃鋼壓板來說，破壞開始于與交變應力方向垂直的橫向纖維束內，首先是界面個別點處的脫膠，脫膠沿著纖維方向發展，致使橫向纖維束產生剝離。經過一段時間，樹脂內產生裂紋，部件由半透明逐漸變為不透明，當裂紋進一步擴大時，局部纖維開始斷裂，破壞區的樹脂變為白色粉末，最后部件破壞。702、環氧酚醛玻璃鋼的疲勞特性玻璃鋼是一種多相材料，是一種纖維（2）影響玻璃鋼疲勞強度的因素玻璃鋼是由無堿玻璃纖維布和合成樹脂復合而成的材料，樹脂種類不同時玻璃鋼的疲勞強度也不同。對同類樹脂來說，采用酚醛樹脂或環氧樹脂比采用聚脂樹脂時的疲勞強度高。耐熱型比普通型的疲勞強度高。若樹脂材料強度相同，延伸率高的樹脂其玻璃鋼的疲勞強度也高。應力集中對玻璃鋼的疲勞強度影響也較嚴重，在靜態載荷作用下，玻璃鋼比金屬有較高的缺口敏感性，金屬的應力集中系數為3，玻璃鋼層壓板的應力集中系數為3～9。玻璃鋼的疲勞強度對方向性是很敏感的，因為它是由非均質的各向異性材料組成，受縱橫向的影響較大，它與夾角θ的大小關系密切，θ為零時疲勞強度最高，若θ加大則疲勞強度降低。71（2）影響玻璃鋼疲勞強度的因素71玻璃鋼屬于哪類材料？設計帶電作業工具應怎樣選取它們的安全系數？玻璃鋼是以玻璃纖維和化工樹脂為原材料生產地復合型材料的總稱，它的主要特點是密度小、比強度高、絕緣性能好，同時具備瞬間耐受超高溫、隔熱、隔音、防水等性能。正是看中它的這些優點，玻璃鋼已被廣泛用于帶電作業中。玻璃鋼是一種多相性、各向異性的材料，縱向、橫向的強度指標差距懸殊，最大的缺點是材料在破壞以前無明顯的征兆，只能歸屬于“脆性材料”加以使用。制作帶電作業工具的玻璃鋼材料的許用應力不能取得過高。為了確保玻璃鋼絕緣工具的安全性，一般在強度設計中，玻璃鋼材料的安全系數應取n≥5。72玻璃鋼屬于哪類材料？設計帶電作業工具應怎樣選取它們的安全系數

由于工具受到疲勞強度影響，長期使用后，其機械強度會降低，甚至達不到使用要求，所以規程要求每兩年要做一次機械試驗強度試驗，以檢查其機械強度是否滿足使用要求。但長時間多次數的機械試驗也會對工具疲勞強度產生影響，尤其是每次試驗都做到設計值荷載范圍的試驗，每次基本上都達到工具材料的機械強度極限值，這樣可能使工具材料在試驗中產生機械疲勞，甚至機械損傷，而這些疲勞、損傷又是肉眼很難發現，長期這樣的疲勞、損傷記憶的積累，至使工具機械強度下降，甚至在工作中出現事故。這就要求長期的預防性機械試驗要適當降低要求，以免過多的人為產生機械疲勞、損傷記憶的積累。73由于工具受到疲勞強度影響，長期使用后，其機械強故在2004年出版的DL/T878《帶電作業用絕緣工具試驗導則》3.8條中對工具機械試驗做如下規定：在型式試驗中，靜負荷試驗應在2.5倍額定工作負荷下下持續5min無變形、無損傷。動負荷試驗應在1.5倍額定工作負荷下操作3次，要求機構動作靈活、無卡住現象；在預防性試驗中，靜負荷試驗應在1.2倍額定工作負荷下持續1min無變形、無損傷。動負荷試驗應在1.0倍額定工作負荷下操作3次，要求機構動作靈活、無卡住現象。注：《安規》中規定在預防性試驗中，靜負荷試驗應在2.5倍額定工作負荷下持續5min無變形、無損傷。與型式試驗相同，增加了工具的疲勞破壞。74故在2004年出版的DL/T878《帶電作業用怎么確定各類帶電作業工具的設計安全系數？為保證帶電作業工具在機械試驗時不發生永久變形，設計制作帶電作業工具時，絕緣材料和金屬材料的安全系數都應當比靜負荷試驗荷載系數（2.5）適當高一些。一般選取工具的設計安全系數n≥3，但考慮到塑性材料（延伸率δ＞5的材料）發生破壞前有明顯的征兆，安全系數可適當降低一些（例如，對一般鋼材選取n=2.5～3）；脆性材料（延伸率δ≤5的材料）在破壞前無明顯征兆，安全系數可選取得高一些（無明顯屈服極限的鋁合金材料及環氧樹脂玻璃布層材料，取n=3.5～5，鋁合金取上限值）。對絕緣繩索而言，因其延伸率很高，安全系數可選取得更高一些（n＞5）。必須注意的是，計算材料許用應力時，材料的極限應力應按設計原則標準選取，才能保證工具在靜負荷機械試驗中不發生永久變形。75怎么確定各類帶電作業工具的設計安全系數？75模塊4帶電作業工具的試驗本模塊介紹帶電作業工具的試驗內容及周期。通過要點介紹、基本原理講解。掌握帶電作業工具試驗的標準、內容和周期。帶電作業工具的試驗是檢驗工具是否合格的唯一可靠手段，即使是經過周密設計的工具，也必須通過試驗才能作出合格與否的結論。這是因為工具在制作、運輸和保管儲存等各個環節中，都可能引起或留下意想不到的缺陷，這些缺陷大多數只能通過試驗才會暴露出來。76模塊4帶電作業工具的試驗本模塊介紹帶電作業工絕緣配合與試驗電壓取值規定什么是“絕緣配合”？它與帶電作業的安全有什么關聯？通俗地說，絕緣配合是按系統內各種過電壓水平和設備自身耐壓強度選擇設備絕緣的做法，以便把過電壓引起絕緣損壞或影響連續運行的可能性（即概率）降低到技術上、經濟上都能夠接受的水平。如果把帶電作業中使用的絕緣工具（或作業者身邊的一段空氣間隙）作為系統中的一種設備看待，那么它也同樣存在絕緣配合問題。假如把工具（或間隙）的絕緣水平選得很低，安全水平就會很低，事故率就會很高，帶電作業就很不安全；反之，把工具（或間隙）的絕緣水平選得很高，作業的安全雖然得到了保障，但與作業設備有關的技術條件也許就不能夠滿足，經濟上也不合算。所以，必須有一種恰如其分地選擇，使得安全與經濟都能夠得到兼顧，這就是絕緣配合工作要完成的使命。77絕緣配合與試驗電壓取值規定什么是“絕緣配合”？它與帶電作業的

絕緣的“耐受電壓”

絕緣體上不放電概率為100%（確切地說是99.87%）的最高外施電壓，稱為該絕緣的“耐受電壓”。如果已知某絕緣的50%放電電壓為U50，那么該絕緣的耐受電壓UNS可按照以下公式計算

UNS=U50×（1-3σ）

“50%放電電壓”

在空氣間隙上施加100次數值相同的電壓，若該間隙只發生50次放電（或者說有50次不放電），則此電壓值就稱為該間隙的“50%放電電壓”（用U50表示）。空氣間隙放電的分散性用“標準偏差”（用σ表示，是一個百分數）來描述，偏差越大說明分散性越大。數理統計中，用以下公式把U50換算為放電概率為99.87%（近似于100%）的放電電壓值U100

U100=U50×（1+3σ）78絕緣的“耐受電壓”78一、帶電作業絕緣工具的試驗標準帶電作業絕緣工具的試驗標準主要依據有：GB13398《帶電作業用空心絕緣管、泡沫填充絕緣管和實心絕緣棒》、GB/T13035《帶電作業用絕緣繩索》、DL409《電力安全工作規程》、DL/T878《帶電作業用絕緣工具試驗導則》、DL/T976《帶電作業工具、裝置和設備預防性試驗規程》、國家電網公司2009年《電力安全工作規程》。79一、帶電作業絕緣工具的試驗標準帶電作業絕緣工具的二、帶電作業工具的試驗內容1、220kV及以下絕緣工具試驗電壓：220kV及以下帶電作業工具只采用工頻短時間lmin耐壓試驗，不做操作沖擊試驗，這樣完全可以滿足操作過電壓水平的要求。預防性試驗電壓應按最大運行相電壓乘以過電壓倍數得來的，對尾數做適當處理，其計算公式為：U=Uxg·K1式中：Uxg—系統運行最高相電壓（有效值）；K1—過電壓倍數。（35～63kV，K1取4.0；110～220kV，K1取3.0）80二、帶電作業工具的試驗內容1、220kV及以下絕緣工具試驗電如：額定電壓35kV：則，故取95kV；額定電壓110kV：則，故取220kV。額定電壓220kV：則，故取440kV。以上為預防性試驗電壓規定的原則。81如：額定電壓35kV：則81

型式及出廠試驗電壓則按另一種方式考慮，即按絕緣材料平均電位梯度250kV/m乘以試驗有效長度計算得來的。如：35kV絕緣承力工具試驗長度0.6m，則試驗電壓U=25OkV/m×0.6m=150kV；110kV絕緣承力工具試驗長度1.0m，則試驗電壓U=25OkV/m×1.0m=250kV。220kV絕緣承力工具試驗長度1.8m，則試驗電壓U=25OkV/m×1.8m=450kV。工頻耐壓試驗1min，以無擊穿、閃絡及過熱為合格。82型式及出廠試驗電壓則按另一種方式考慮，即按絕緣2、330～1000kV絕緣工具試驗電壓：規程規定330kV、500kV絕緣承力工具應進行3min工頻耐壓和15次操作沖擊耐受電壓試驗。3min工頻耐壓試驗電壓按以下公式計算：式中：Uxg－系統運行最高相電壓（有效值）；K0―系統工頻過電壓倍數（取1.5倍）；Kl－安全裕度系數取1.1；K2―海拔修正系數，1000m高度時取0.91；K3―型式（出廠）試驗系數取1.1，預防性試驗取1.0。832、330～1000kV絕緣工具試驗電壓：規程如：50OkV型式（出廠）試驗電壓：500kV預防試驗電壓：330kV型式（出廠）試驗電壓：330kV預試試驗電壓：絕緣工具在3min工頻耐壓過程中無閃絡、擊穿或發熱為合格。84如：50OkV型式（出廠）試驗電壓：84操作沖擊試驗電壓按以下公式計算：式中：K0―過電壓倍數，500kV取2.18、330kV取2.5；K1―安全裕度系數，型式（出廠）試驗取1.1、預防性試驗取1.0。如：500kV操作沖擊耐受電壓型式試驗為：330kV操作沖擊耐受電壓型式試驗為操作沖擊耐壓應采用正極性，250／2500μs的標準波耐受15次，以無一次擊穿、閃絡為合格。85操作沖擊試驗電壓按以下公式計算：85絕緣工具的試驗項目和標準額定電壓（kV）試驗長度（m）1min工頻耐壓（kV）3min工頻耐壓（kV）15次操作沖擊耐壓（kV）（正極性）出廠及型式試驗預防性試驗出廠及型式試驗預防性試驗出廠及型式試驗預防性試驗100.410045////350.615095////63（66）0.7175175////1101.0250220////2201.8450440////3302.8//4203809008005003.7//640580117510507504.7///780/130010006.3//1270115018651695±5003.2///565/970±660///82074514801345±8006.6//98589516851530運行中檢查性試驗0.3交流耐壓75kV/1min86絕緣工具的試驗項目和標準額定電壓（kV）試驗長度（m）1mi3．絕緣工具電氣試驗方法：（1）試品布置：試品應垂直懸掛，高壓電極用直徑不小于30mm的金屬管做模擬導線，模擬導線兩端應設置均壓球（或均壓環），其直徑不小于20Omm，均壓球距試品不小于1.5m。高壓試驗電極和接地極間的距離應按試驗有效長度規定進行。如試品內有金屬部件連接時，其兩電極間的距離還應在試驗長度數值上加上金屬部件的長度。接地極的對地距離應不小于lm，接地極和高壓電極（無金屬時）用寬50mm的金屬箔或導線包繞。對多個試品同時進行試驗時，試品間距離不小于500mm。873．絕緣工具電氣試驗方法：87（2）電氣試驗接線和試驗注意事項：1）試驗帶電作業工具要求天氣晴，空氣相對濕度應在80%以下，氣溫在+50C以上。2）試驗前要求將工具擦試干凈，必要時進行干燥后再進行試驗。3）被試物與臨近接地體距離要保持試品長度的1.5倍以上。4）試品接線布置完畢，必須經第二人復查后方可升壓進行試驗；5）試驗時，派專人在安全位置對試品進行觀察，有無放電或擊穿現象，隨時記錄：6）試驗時間到達以后，迅速降壓，切除電源不得有誤；然后立即用手摸拭工具有無發熱現象，特別是加電壓的端部，更應詳細檢查。7）試驗不允許分段。88（2）電氣試驗接線和試驗注意事項：884．帶電作業工具檢查性試驗：帶電作業絕緣工具檢查性試驗條件是：將絕緣工具分成若干段進行