一种低压空气开关绝缘操作杆的研制

陈俊 陈健伟

摘要：低压空气开关具有一定的灭弧功能，在配电回路发生故障时，可实现自动跳闸，切断故障电流，但检修人员在现场抢修过程中对其试送电时，即便佩戴好绝缘手套，仍会对检修人员的人身安全造成威胁。为此，研制了一种低压空气开关绝缘操作杆，它可延长检修人员与故障点之间的安全距离。检修人员在操作低压空气开关时，配套使用绝缘手套与该绝缘操作杆，可起到双重保护作用。

关键词：绝缘手套;低压空气开关;绝缘操作杆;安全距离

0 引言

低压空气开关是一种过载保护开关，由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流越大，发热量越大。当线路过载时，若流经线路中的电流超过低压空气开关的额定电流，则过高的电流使低压空气开关热元件产生较高的热量，使双金属片发热变形让脱扣器脱扣，低压空气开关跳闸[1]。低压空气开关普遍运用于低压配电网，具有控制和多种保护功能，可判断当前低压配电回路中的电流是否超过额定电流，以及是否存在短路故障或失压等现象，并在发生上述现象时及时切断过电流回路，保护电气设备[2]。同时，低压配电回路在计划检修或出现故障需要抢修时，应设置安全措施，将检修回路隔离，断开部分低压空气开关，保护检修人员的人身安全。实际工作中，当检修作业完成后，检修人员对低压空气开关试送电时，即便佩戴好绝缘手套，当开关本体存在故障或故障点比较靠近人体时仍有可能产生电弧，甚至出现开关爆炸的情况，对检修人员的人身安全造成威胁[3-5]。基于此，某公司结合所辖区域低压配电网中低压空气开关的布置情况，根据低压配电网检修工作需要，研制出了一种通用型低压空气开关绝缘操作杆，以免检修人员在操作过程中被电弧灼伤或因开关爆炸受伤。

1 绝缘操作杆设计

该公司所辖区域的低压配电网检修时，在检修作业结束，低压空气开关试送电检查低压配电回路时，曾发生过5起因低压空气开关出现故障产生电弧灼伤操作人员的事件，2起低压空气开关爆炸事件。为确保运行操作人员的安全，该公司研制了一种低压空气开关绝缘操作杆。

该低压空气开关绝缘操作杆，可保证操作人员与低压空气开关有足够安全的距离。操作人员双手佩戴绝缘手套握住操作杆后端，用绝缘操作杆代替传统的绝缘手套后直接操作低压空气开关，可大大降低操作人员的安全风险。通过查阅相关文献和技术规范，设计人员明确了对绝缘操作杆的端头（与低压空气开关直接接触部分）设计，应当保证绝缘操作杆能够在各种环境条件下实现低压空气开关合闸、断开的动作要求，并将操作杆的端部设计成一大一小，以实现一杆多用，同时，还应增强整个绝缘操作杆端部的牢固性。针对绝缘操作杆的杆部设计，一方面需要选择绝缘、抗压、耐热性能良好的材料，另一方面应将绝缘操作杆杆部形状设计为圆柱形状。通常电力系统绝缘操作杆采用的连接方式是螺纹结构连接，所以在低压空气开关绝缘操作杆设计过程中，需要在绝缘操作杆底部以及两端设计攻丝，并使用螺纹结构将两部分结合，以保证绝缘操作杆的稳固性。根据低压空气开关出现故障时产生电弧的距离，绝缘操作杆长度应设计为0.5 m以上。

2 绝缘操作杆组成及注意事项

2.1    绝缘操作杆组成

该公司设计的低压空气开关绝缘杆由操作头支架、大齿轮、小齿轮、连接套管、绝缘管、螺纹接头、方孔插接头、方形传动头、芯轴绝缘管、曲柄等部件组成，设计为3节，如图1所示。其材质主要为铝合金和环氧玻璃，各部件材质及尺寸如表1所示。

2.2    绝缘操作杆保管注意事项

（1）该低压空气开关绝缘操作杆由3节组成，在保管存放时，需将小节分解，将表面带有丝扣的一段装入专用的袋子中，不可碰磨，防止杆体表面和丝扣擦伤。

（2）使用洁净布定期对存放的绝缘操作杆进行擦拭，存放在通风干燥的区域或恒温、除湿柜内。

（3）每半年对绝缘操作杆进行一次技术检测，确保绝缘良好。

2.3    绝缘操作杆操作注意事项

为了有效规避使用风险，操作人员在使用绝缘操作杆前，一定要仔细检查绝缘杆表面，确认是否有损伤或脱漆的情况，并用洁净布对其表面进行擦拭。同时，操作人员应佩戴清洁干净的手套轻轻地将绝缘操作杆抽出工具袋，然后以悬离地面的方式，将绝缘杆的不同小节用丝扣连接起来，不能将杆体直接放置在地面上，一旦杂物进入绝缘杆丝扣，将大幅降低绝缘效果。在操作过程中，操作人员仍然需要佩戴绝缘手套，防止绝缘操作杆绝缘不良而发生触电事故。操作结束后，如果绝缘杆表面有杂质或污渍，操作人员应对其进行清洁，清洁后需按正确方式拆解，然后按照2.2的注意事项进行保管。

3 绝缘操作杆实际应用效果

经过技术检测表明，该公司研制的低压空气开关绝缘操作杆的绝缘水平、抗压性能、耐热性能均满足相关标准要求。实际应用时，其容易实现合闸、断开低压空气开关。在合闸低压空气开关时，人为制造开关故障，产生的电弧距离远低于操作人员与故障低压空气开关的距离，不会对操作人员的安全造成威胁。因此，该公司研制的低压空气开关绝缘操作杆安全、可靠。因绝缘杆结构较为特殊，操作人员应严格执行2.2所述的绝缘操作杆保管注意事项和2.3所述的绝缘操作杆操作注意事项。

4 结语

该公司研制的低压空气开关绝缘操作杆在合闸、断开低压空气开关时，可避免操作人员因开关故障产生电弧或开关爆炸造成的伤害，希望能给同行业人员提供一定参考。

[参考文献]

[1] 谢锟，苏珏，廖卫平，等.一种带故障定位功能的低压空气开关的设計研究[J].机电信息，2019（33）：147.

[2] 贾罡，池锐敏，李超.低压空气开关专用防止误操作锁具在变电站现场的应用[J].科技风，2018（34）：171.

[3] 刘婉莹，张国钢.低压空气开关灭弧室不同电弧形态下的磁场研究[J].电器与能效管理技术，2015（8）：22-25.

[4] 刘东庭，鲁林军，刘聪汉，等.配电带电作业绝缘遮蔽工具的设计和应用[J].电网与清洁能源，2020，36（1）：36-40.

[5] 沈洁，赵智龙，钱敏，等.电厂接触器与空气开关健康度现场检测技术研究[J].电力与能源，2020，41（2）：186-189.