第二章 带电作业用绝缘工具

≥20000 ≥35000
≥9000 ≥11000
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。
第二节 带电作业用工器具
电 压 等 级 Un 10 （ kV） 绝缘 杆最 短有 效长 度 L （ m） 支杆、 拉（ 吊 ） 0 . 4 杆 操作杆 0.7
绝缘杆最短有效长度
500 35 0.9 110 1.3 220 2.1 330 3.1 500 (DC)* 4.0 4.0
0.6
1.0
1.8
2.8
3.7
3.7
*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。
12 10 10 7
浸 水 ≥ 1.0³ 10 ＜ 0.01 内 径 6～ 25mm ＞7 ＞ 10 ＞ 13 ＞ 15
内 径 26mm 以上 ＞ 12 ＞ 14 ＞ 16 ＞ 18
表2-3 泡沫填充绝缘管电气性能指标
干燥状态泄漏电流(μ A) （100kV，管径32mm，管长300mm） ＜10 ＜21
交流耐受电压（kV）
表2-7 热塑性塑料电气性能指标
指 标 要求 ≥ 1.0³ 10 ≥ 1.0³ 10 ＜ 0.05 ＞ 15
12
表 面 电 阻 系 数 (Ω ) 体 积 电 阻 系 数 (Ω ) 50Hz 介 质 损 失 角 正 切 击 穿 强 度 (kV/mm)
11
表2-8 高分子聚合物塑料薄膜电气性能指标
表2-5 绝缘绳索电气性能指标
高湿度下泄漏电流(μ 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
表2-6 绝缘橡胶电气性能指标
指 标 厚度 1.4±0.3 2.2±0.3 2.8±0.3 直流耐受电压（kV） 1.4±0.3 2.2±0.3 2.8±0.3 要求 ＞10 ＞20 ＞30 ＞40 ＞40 ＞40
13
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；
（3）抗剪切强度 ； （4）抗扭强度 ；
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。
（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。
表2-1 绝缘板材电气性能指标
表面电阻系数(Ω )
体积电阻系数(Ω · cm) 平行层向绝缘电阻(Ω ) 50Hz介质损失角正切 厚度(mm) 0.5～1 垂直层向击穿强度(kV/mm) 1.1～2 2.1～3 3以上 常态≥1.0³1013 浸水≥1.0³1011 常态≥1.0³1013 浸水≥1.0³1011
/
0.05
表2-17 M2-2型绝缘管性能
名 比重 吸水率 抗弯强度 抗压强度 称 单 位 g/cm3 % kN/cm2 kN/cm2 实测数据 1.77 0.201 37 48
抗拉强度 体积电阻率 常态时 浸水后 表面电阻率 常态时 浸水后 介质损失角正切tgδ 垂直壁厚耐压 垂直壁厚击穿电压
kN/cm2
二．软质绝缘工具 1．绝缘绳 国标GB13035—91《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。
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。
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。
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。
表2-11
性能项目 密度（g/cm） 拉伸强度（kN/cm2） 弹性模量（kN/cm2） 延伸率（%） 弯曲强度（kN/cm2） 压缩强度（kN/cm2）
固化后的环氧树脂基本性能
性能数值 1.25 6 250 2 11 17 性能项目 马丁耐热温度 表面电阻率（Ω ） 性能数值 130 1³1014
表2-13 玻璃钢的物理、机械和介电性能
项 目 单位 技术要求
3
ห้องสมุดไป่ตู้
试验方法
密度（不小于） 吸水率（不大于） 抗弯率强度（不大于） 轴向抗压强度（不小于） 抗拉强度（不小于） 体积电阻率 （大于） 表面电阻率 （大于） 常态 浸水 常态 浸水
kg/cm 1.75³ 10 % N/cm N/cm N/cm
表2-10 无碱玻璃纤维的基本性能
性能项目 密度（g/cm） 拉伸强度（kN/cm2） 性能数值 2.55 160 性能项目 介电常数ε 介质损失角正切 tgδ 体积电阻系数ρ v （Ω · ㎝） 介电强度E（kV/㎜） 性能数值 6.4 0.0042 1³1016 30
弹性模量（kN/cm2） 7.2³10 延伸率（%） 3
体 积 电 阻 系 数 (Ω ² cm) 50Hz 介 质 损 失 角 正 切 ≥ 1.0³ 10 ＜ 0.01
15
表2-9 绝缘漆电气性能指标
指标 表 面 电 阻 系 数 (Ω ) 体积电阻系数 (Ω ² cm) 要求
12
≥ 1.0³ 10
常 态 ≥ 1.0³ 10 浸 水 ≥ 1.0³ 10
14
体积电阻率（Ω · ㎝） 1³1016 介电常数ε 介质损失角正tgδ 介电强度E（kV/㎜） 3.9 0.008 25
表2-12 材
玻璃、环氧树脂、玻璃钢吸水率 料 吸水率（%） ＜0.01 0.06 0.3
玻璃 环氧树脂 玻璃钢
（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。
（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/cm2） 纵向≥35000 横向≥25000
抗弯强度（N/cm2） 抗冲击强度（N· cm/cm2）
纵向≥40000 横向≥30000 纵向≥1500 横向≥1000
168h受潮后泄漏电流(μ A) （100kV，管径32mm，管长300mm）
1h淋雨试验 无滑闪、击穿、烧伤 （100kV，管长1m，雨量1～1.5mm/min） 及明显温升
表2-4 绝缘棒材电气性能指标
平行层向绝缘电阻(Ω) 平行层向击穿强度（kV） 注：击穿时置于90℃±2℃的变压器油中 常态≥1.0³1010 浸水≥1.0³107 ＞15
3721 1.25 1.0 12 8 1³ 10
8
比重（不低于） 吸水性（不高于） 抗弯强度（不低于） 抗张强度（不低于） 平 行 层 向 绝 缘 电 阻 (不 低 于 )常 态 时
1³ 10
表2-16 3240板材性能
名
比重 马丁氏耐热性 抗弯强度（不低于） 纵向 横向
称
单 位
g/cm3 ℃ kN/cm2 kN/cm2 ℃ 纵向 横向 常态时 浸水后 常态时 浸水后 常态时 浸水后 0.098J/cm2 Ω Ω Ω· cm
Ω· ㎝ Ω /
kV kV
32 (3～4)³1012 (0.2～2)³1012 (3～4)³1012 (0.2～2)³1012 0.007 18（壁厚2mm） 44（壁厚2mm）
表2-18 填充管性能（ 试品长度为300mm，浸水24h，加压5min）
名 称 比重 吸水率 单 % 位 实测数据 0.8～0.9 0.78～0.89
（2）制作承力及载人工器具的绝缘管材 抗张强度（N/cm2 ） 抗剪强度（N/cm2） ≥18000 ≥1500
抗压强度（N/cm2 ）
≥7000
（3）制作承力及载人工器具的绝缘棒材
抗张强度（N/cm2） 抗弯强度（N/cm2） （4）绝缘绳索的抗张强度 桑蚕丝绳（N/cm2） 锦纶丝绳（N/cm2） 五．作业工具的选材原则
2
0.4 35³ 10 20³ 10 30³ 10 1³ 10 1³ 10 1³ 10
3
2
3
按
3
2
GBI304、 GB5130、 GB5132 的 规定进行
14 12
Ω ² ㎝
12 9
Ω / kV
1³ 10 0.01 12
50Hz 介 质 损 耗 角 正 切 （ 不 大 于 ） 表面耐压（受潮后） 不小于） （
表2-14 3640管材性能
名 称 单位 g/cm
3
技术要求 1.4
2
比重（不低于） 抗弯强度（不低于） 抗压强度（不低于） 抗剪强度（不低于） 体积电阻率 常态时 浸水后 平行层向绝缘电阻（不低于） 常态时 浸水后 频 率 50Hz 时 介 质 损 失 角 正 切 （ 不 高 于 ）
kN/cm kN/cm kN/cm
18 7 1.5 1³ 10 1³ 10 1³ 10
12
2
2
Ω ²㎝ Ω ²㎝ Ω Ω /
10
10
1³ 10 0.03
7
表2-15 3840、3721棒材性能
名 称 单位 g/cm % kN/cm kN/cm 浸水后 Ω
2 2 3
技术要求 3840 1.75～ 2.0 35 20 1³ 10
10 7
常态≥1.0³1013
浸水≥1.0³1011 ＜0.01 要求 ≥22 ≥20 ≥18 ≥17
平行层击穿强度(kV) 注：击穿时都置于90℃±2℃的变压器油中
≥30
表2-2 绝缘管材电气性能指标
体积电阻系数 (Ω ² cm) 平行层向绝缘电 阻 (Ω ) 50Hz 介 质 损 失 角 正切 垂 直 层 向 5min 耐 受 电 压 （ kV） 置 （ 于 90 ℃ ± 2 ℃ 的 变压器油中） 壁 厚 (mm) 1.5 2.0 2.5 3.0 常 态 ≥ 1.0³ 10 浸 水 ≥ 1.0³ 10 常 态 ≥ 1.0³ 10
g/cm3
抗压强度 抗弯强度 剥离强度
抗拉强度 体积电阻 常态时 浸水后
kN/cm2 kN/cm2 N/cm2
kN/cm2
25～26 28～32 58
42 1.2³1013 3.4³1011
Ω· ㎝
Ω /
表面电阻
常态时 浸水后
2.0³1011 1.5³108
0.02～0.03
介质损失角正切tgδ
表2-19
实测数据
1.2～1.9 200 35 29
抗张强度（不低于）
粘合温度（不低于） 抗冲击温度（不低于） 表面电阻率（不低于） 平行层向绝缘电阻 体积电阻率（不低于）
纵向 横向
30 22
580 150 100 1³1013 1³1011 1³1010 1³108 1³1013 1³1011
频率50Hz时介质损失角正切（不高于）