GB T 18037-2000 带电作业工具基本技术要求与设计导则.pdf
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1、GB/T 1 B037-2000 前本标准是一项综合性基础标准。通过本标准的贯彻实施,对加强带电作业工具设计的标准化、系列化具有重要意义。带电作业工具类别繁多,涉及面广,为突出重点,本标准对带电作业工具的基本技术要求主要侧重于电气、机械两个方面。在此基础上,按照安全、轻便、通用的设计指导思想,根据带电作业工具的类别,分别提出了选材原则、机械设计原则及要求、电气设计原则及要求、工艺结构要求、包装设计要求等。现阶段本标准只作为4项推荐性技术标准,经过一段时间的实施后,在完善、充实的基础上可上升为强制性技术标准。本标准附录A、附录B是标准的附录。本标准由中华人民共和国电力工业部提出。本标准由全国带电
2、作业标准化技术委员会归口。本标准起草单位z武汉高压研究所、两锦电业局。本标准主要起草人:方年安、胡毅。本标准由全国带电作业标准化技术委员会负责解释。169 1 范围中华人民共和国国家标准带电作业工具基本技术要求与设计导则Technical requiremenls and design gulde for Iive working lools GB/T 18037-2000 本标准规定了交、直流10kV500 kV带电作业工具应具备的摹本技术要求,提出了工具的设计、验算、保管、检验等方面的技术规范及指导原则。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
3、,所示版本均为有效。所有标准都会被修汀,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。GB 311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合(neq1EC 71一1:1993)GB/T 14286一1993带电作业术语(neqIEC 743 :1 983) DL 409-1991 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F列定义。3. 1 工具名称3. 1. 1 硬质绝缘王具insulating rigid tool 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. 2 软质绝缘工具
4、insulating flexible tool 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portecting tool 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insulating portecting tool 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electric field shielding 1001 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
5、鞋、导电手套等。3. 1. 6 绝缘遮蔽用具insulating cover 阻拦操作者接近、接触带电体,满足卒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。国家质量技术监督局2000-04 -03批准2000 - 12 -01实施170 GB/T 18037-2000 3. 1. 7 绝缘杆insulating pole 杆状结构的绝缘件,分为承力杆及操作杆两类。;1力杆是承受轴向导、地线水平张)J或垂直荷重的工具,例如紧线拉杆、吊线杆等。3. 1. B 载人器具worker-hearing tool 承受作业人员体重及随身携带五具重量的承载器具,例如软梯、硬梯、吊篮、斗臂
6、车等。3. 1. 9牵I机具lowing1001 子动或机动产生机械牵引力、起吊力的施力机具,例如紧线丝杠、液压收紧苦苦、卷扬机等。3. 1. 10 固定器具(卡具)holding 1001 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-passing tool 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arc supression tool 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 雨天伴也工具raining working 1001
7、能在A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J 2. 1 安全系数(川safety coefficiem 材料的极限应力与许用1号力之比,即为安全系数。3. 2. 2 分配系数(K,)distribution coefficiem 两个或两个以上并列受力部件,理论上分配总荷载的系数。J 2. 3 不均衡系数CKh)unbalance coefficienl 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(K,)shock coefficient 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
8、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贝IJ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宅绝缘材料p推荐橡胶、硅除胶、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屯气件.能指标,作为选用材料的依据。4. 1. 1 绝缘板材表面电阻系数(0)体和l电阻系数(1.cm) 平ff层向绝缘电阻(0)00 Hz介质损失角正切垂直层向市穿强度(kV/mm) (阿I川C+2C的变压器泊中)常态二三1.0 X 1013 浸水. OX 1011 常态二l.OX1013浸水主1.0 X 10 常态注1.OXIOlO 浸水1.OX
9、I08 7 2. 0 10 2. 5 13 3. 0 15 平行层向5min耐受电压(kV)(置于90C土2C的变压器泊中)4. ,. 3 泡沫填充绝缘管干燥状态泄漏电流(A)15 (置于90C士5C的变压器泊中)4. ,. 5 绝缘绳索高1显度下泄漏电流(AJ170 (试品t度。.5m) 4. ,. 6 绝缘橡胶交流耐受电压CkV)直流耐受电压(kV)4. ,. 7 热塑性塑料表面电阻系数(0)体积电阻系数(cm) 172 厚度(mm)1.4士o.3 2.2士o.3 2.8士O.3 1.4土o.3 2. 2士o.3 2.8士O.3 二三1.0 X 1012 二三.OX 1011 10 20
10、30 40 40 70 内径26mm及以上12 14 16 18 GB/T 18037-2000 Hz介质损失角正切15 4.1.8 高分于聚合物塑料溥模体积电Fl系数(0.cm) 50 Hz介质损失角正切4.1.9 绝缘漆表面电阻系数(0)体积电阻系数(0. cm) 4.2 绝缘材料理化指标要求4.2.1 密度Cg/cm勺二,1.0 X 1015 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,LC,Cs铝合金的8二5%.视为附性材料。5. J 2 各种安全系数n取值()塑性材料取屈服极限民(或条件屈服极限00.2)为极限应力计
11、算许用应力,即J=民/n. Cn.为塑性材料安全系数),ns取值如下:车L、锻件1. 52. 2 铸钢件. 82. 5 当构件承受动荷重或冲击荷重时,n.取值还应再增加1.151.5倍。(2)脆性材料取拉伸破坏强度b为极限应力t算许用应力,即J=b/nc,nc为脆性材料安全系数,一般取n,=2.O3. 5。当构件承受动荷重或冲击荷重时.n,取值还应再增大1.52. 0倍。(3)绝缘绳索因延伸率较大,般安全系数取n=45.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=1/1l;2个并列件不均匀分配总荷重时.K,按并列件的t算力臂
12、比取值。5. J 4 不均衡系数取值一般耳Z.Kb=l.l.受力部件按总荷重作n次分配时,取Kb=l,5. J 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D冲击系数一般取值为K,=.2. 8。5. 3. 6 金属材料的剪切、挤压、弯曲、扭转等许用应力般应按照生产厂家或有关技术子册提供的具体数据汁算确定。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2材料陀质弯曲fJ剪切r,J挤压rj,J扭转r,J塑料材料. O 2O J o. 6O. 8O J . 52. 5J o. 5O. 6 脆性材料1
13、. O o. 6O. 8 o. 91. 5 o. 8. o 5. J 7 绝缘层压板、卷制管、寻!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况作强度试验,按试验数据确定这些材料的许用w力。5.4 机械强度验算标准的附录A提供r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汁算)可参照有关机械设计手册进行。E 电气设计原则及要求6. 1 电气强度设汁中的有关参数
14、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lll及有关作业距离的电气试验,均在标准气象条178 GB/T 18037-2000 件下进行。标准气象条件如下:气温20 C 气压。.101 3 MPa 湿度11 g/m 在非标准条件F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 C时.1000.m :l:15 o. m j林雨强度垂直与水平分量平均值备为1.0mm/min-2. 0 mm/min j林时角度淋雨方向与水平面近似成450角6. 1.2 人体感知电流水平稳态交流电1 mA 稳态直流
15、电5 mA 6.1. 3 人体感知工频电场水平2.4 kV/cm 6.2 带电作业工具的电气强度设计依据6. 2. 1 设汁中起控制作用的内部过电压水平电压等级CkV)10及以下3563(非直接接地系统)1l0154(非直接接地系统)1l0220(直接接地系统)330 500 500mC) 6.2.2 空气间隙的安全值(1)单间隙内部过电压水平44 kV 4U吨(U.为系统最高运行相电压3.5U. 3U . 2. 38U,. 2. 18U,. 1.7U,(U,为最高极电压电压等级(kV)610 相对地安全距离(cm)相间安全距离(cm)35 63(66) 110 220 330 500 500
16、mC) (2 )组合间隙电压等级(kV)110 220 330 500 (3)电L转移间隙40 60 70 100 180 260 360 380 相对她组合安全距离(cm)120 210 310 400 60 80 90 140 250 350 500 179 GB/T 180372000 电压等级(kV)35-63(66) 110-220 330-500 人体裸露部分对带电体最小距离(crn)30 (4)保护间隙整定值电压等级(kV)220 330 40 间隙尺寸(crn)70-80 100llO 500 200250 (5)自恢复绝缘(空气间隙)放电危险率(R)的安全指标带电作业工具若涉
17、及空气间隙的安全考核,一般以R=10-5为判据。间隙在过电压下经过海拔修正后的放电危险率R运10-5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)10 35 63(66) 110 220 330 500 (2)良好绝缘子最少片数电压等级(kV)35 63(66) 110 220 330 500 6. 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操作杆(crn)70 90 100 130 210 310 400 绝缘子型号XP-70 XP-70 XP-70 XP-70 XP-I00、XP-160XP-160、XP-210支、拉、吊、紧线杆及绳
18、索(crn)40 60 70 100 180 280 370 良好个数要求(片)2 3 5 9 16 23 (1) 330 kV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(220 kV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。U=47HM 式中:EYH系统额定电压;K, 过电压倍数,按6.2. 1节规定取值;K , 海拔修正系数,例如1000 rn时取K2=O.91;K , 安全裕度系数,一般取K,=l.lo6. 3. 2 绝缘工具的工频耐受水平(1) 220 kV及以F绝缘工具的工频耐压强度按1min
19、工频耐受电压设汁。1rnin工频耐受电压为180 、GB/T 18037-. 2000 250 kV 1m平均电位梯度和有效绝缘长度的乘积。(2) 330 kV及以上绝缘丁-具的工频耐压强度按5mm工频耐受电l长设计。5mm工频耐受电压按下列公式计算,向系列电值靠拢取罄。 uzp= 一旦一凡Kr;K,(kV.有效值).; 3 K , 式中:儿,工频动态过电压倍数,均取KG二1.5; Kx-一型式试验系数,取Kx=1.1。6. 3. 3 绝缘工具长度的设lt绝缘工具的总长度按下歹IJ公式设计:Lz = Lj十L,十L3+ 6.L 式中:L1-有效绝缘l,:度,按6.2. 3规定取值;L2一摒子长
20、度,操作杆的握手长度-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(参照附录剧。绝缘紧线抨、绝缘吊线杆等承力工具,不考虑握手长度11_.3 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言6.L 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氏度,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般按日.;,. 3设计的绝缘_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(泄漏电流远远小子1mAl。为了提高绝缘士具作业中遇到意外降雨时的湿闪电压,通常采用绝缘工
21、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语,按.6cm/kV jjlt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).即在用聚碳酸醋工程塑料和j作的水抢上加装若卡个聚乙烯防雨罩,口I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lOkV1l0kV电压等级中采用。一般在绝缘管表面用聚镀醋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85C)
22、为载流工具的额定流量,按额定载流量选择过寻|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1.51音。线夹与过才|线的固定接触面按照载流工具采用的导线截面设汁,一般采用13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成适当重叠。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。(2
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