帶電作業(yè)友好型金具——可帶電作業(yè)新型一體化絕緣子國網(wǎng)冀北電力有限公司承德供電公司匯報日期：

2025年11月26日目錄CONTENTS一、

課題背景與總體思路二、

課題研究過程三、

課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)四、

課題成果及創(chuàng)新點五、

技術(shù)先進性及經(jīng)濟社會效益

目錄

Contents隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展

，

電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大

，

用戶對供電可靠性的要求日益提高。

傳統(tǒng)絕緣子及作業(yè)方式面臨兩大核心挑戰(zhàn)：

供電可靠性要求高與作業(yè)模式受限的矛盾（1）

傳統(tǒng)更換絕緣子作業(yè)較多需停電配合進行；（2）

農(nóng)配網(wǎng)中傳統(tǒng)絕緣子幫扎線固定方式的弊端：絕緣手套法：

反復(fù)纏繞綁線、

作業(yè)時間長；絕緣桿作業(yè)法：

綁線只能臨時固定；機器人作業(yè)：

暫無法實現(xiàn)安裝。停電作業(yè)無法滿足社會持續(xù)供電需求經(jīng)濟損失社會影響一課題背景

運行環(huán)境復(fù)雜與傳統(tǒng)絕緣子性能不足的困境（1）

配網(wǎng)日常運行過程中

，

傳統(tǒng)絕緣子表面易出現(xiàn)嚴(yán)重污穢、

開裂、

鋼腳銹蝕、

膠裝部位松動、

閃絡(luò)放電以及雷擊損壞等情況；（2）

在極端天氣頻發(fā)

，

強風(fēng)地區(qū)線路閃絡(luò)、

絕緣子斷裂等故障風(fēng)險顯著加劇

，

對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。導(dǎo)線搭落在橫擔(dān)、

絕緣層

燒損一課題背景具體而言

，

傳統(tǒng)絕緣子存在以下問題：（1）

安裝繁瑣且損傷導(dǎo)線

，

綁扎線內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流

，

致使綁線發(fā)熱

，

進而損傷電力導(dǎo)線絕緣層；（2）

綁扎不緊固引發(fā)安全隱患

，

長期受風(fēng)振等外力作用

，

可能導(dǎo)致導(dǎo)線磨損、

絕緣子位移甚至斷裂；（3）

防雷產(chǎn)品性能參差不齊

，

不同種類的防雷絕緣子產(chǎn)品配合安裝致使桿頭復(fù)雜；絕緣子斷裂、

導(dǎo)線脫落一課題背景本課題旨在通過技術(shù)創(chuàng)新

，

研發(fā)一種集防風(fēng)、

防雷、

帶電作業(yè)功能于一體的新型絕緣子。

課題采用模塊化設(shè)計理念

，

結(jié)合高強度柔性絕緣材料、

耐候性能強的現(xiàn)代化絕緣技術(shù)

，

以及輕型化、

機械化裝置

，

實現(xiàn)絕緣子的多功能集成。同時

，

課題注重實用性與經(jīng)濟性

，

確保新型絕緣子能夠在不同行業(yè)、

不同環(huán)境下廣泛應(yīng)用

，

提升供電系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性。總體思路二課題研究過程

帶電作業(yè)適應(yīng)性的研究；

兼容多種線型及防松技術(shù)的研究；

建立上端絕緣裝置運動模型；

上端絕緣裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計和力學(xué)性能試驗；

研發(fā)可帶電作業(yè)新型一體化絕緣子

，

完成現(xiàn)場實驗和應(yīng)用。二課題研究過程課題設(shè)置設(shè)計和力學(xué)性能試驗上端絕緣裝置結(jié)構(gòu)新型一體化絕緣子試制出可帶電作業(yè)放松技術(shù)的研究兼容多種線型及應(yīng)性研究

帶電作業(yè)適試點應(yīng)用可帶電作業(yè)新型一體化絕緣子是一種便于機器人和人員可帶電更換的一體化絕緣子，它由上端絕緣裝置、復(fù)合材料芯體及硅橡膠傘裙組成，包含了可帶電作業(yè)防風(fēng)絕緣子和可帶電作業(yè)防風(fēng)防雷一體化絕緣子。課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)課題內(nèi)容三可帶電作業(yè)防風(fēng)防雷一體化絕緣子可帶電作業(yè)防風(fēng)絕緣子關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)一：

可帶電作業(yè)快速裝拆機構(gòu)設(shè)計技術(shù)

發(fā)明

“螺桿控制鉸鏈?zhǔn)綁嚎ńY(jié)構(gòu)

”

，

并在驅(qū)動螺桿尾部創(chuàng)新設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化通用操作環(huán)

，

可與主流絕緣桿和配網(wǎng)帶電作業(yè)機器人末端執(zhí)行器快速、

穩(wěn)定、無損對接與傳力。通用操作環(huán)課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)一：

可帶電作業(yè)快速裝拆機構(gòu)設(shè)計技術(shù)

針對機器人作業(yè)

，

在絕緣子本體結(jié)構(gòu)上進行了優(yōu)化。

在絕緣子傘裙或金具上設(shè)計了專用的夾持導(dǎo)向槽與平面

，

確保機器人的末端執(zhí)行器在夾持和搬運過程中穩(wěn)定、

無滑脫；夾持導(dǎo)

向槽課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)一：

可帶電作業(yè)快速裝拆機構(gòu)設(shè)計技術(shù)

發(fā)明壓卡式固線機構(gòu)與通用操作環(huán)

，

將差異化綁扎工藝轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化

“旋轉(zhuǎn)

”機械動作

，

解決了傳統(tǒng)絕緣桿作業(yè)法中綁扎臨時固定難題

，

簡化了作業(yè)流程

，

可實現(xiàn)快速拆卸。課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)二：

防風(fēng)與固線護線優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

創(chuàng)新采用杠桿式壓卡結(jié)構(gòu)與壓簧阻尼系統(tǒng)

，

該結(jié)構(gòu)通過改變作用力方向?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)線快速固定

，

無需纏繞綁線

，

安裝效率提升50%以上

，

經(jīng)試驗驗證

，

該結(jié)構(gòu)可耐受55m/s

（約16級臺風(fēng)）

風(fēng)速產(chǎn)生的風(fēng)荷載

，

并在此條件下保持固線穩(wěn)定；課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)二：

防風(fēng)與固線護線優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

導(dǎo)線保護與通用性創(chuàng)新設(shè)計

，

將固線機構(gòu)與導(dǎo)線的接觸部位全部包覆高性能硅橡膠層。

既提供足夠防滑摩擦力

，

又避免壓傷導(dǎo)線絕緣層

，

實現(xiàn)

“

固而不傷

”。

模塊化壓卡設(shè)計開口調(diào)節(jié)范圍達35mm

，可可靠固定50mm2至240mm2多種規(guī)格導(dǎo)線

，

滿足配網(wǎng)導(dǎo)線型號復(fù)雜需求。課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三主要試驗內(nèi)容固線方式結(jié)果備注側(cè)向力（防風(fēng)能力檢測綁扎線固線0.84kN壓卡式固線6kN振動試驗（50Hz）導(dǎo)線端部分(兩側(cè)各55萬次

，

共11萬次。

)綁扎線固線綁線磨損松弛導(dǎo)線絕緣層磨損明顯。壓卡式固線固線無松弛

，

導(dǎo)線絕緣層無磨損。握力試驗（固線能力檢測）綁扎線固線大于等于導(dǎo)線拉斷力的2.5%（按照240導(dǎo)線，0.867KN）壓卡式固線大于等于導(dǎo)線拉斷力的5.0%（按照240導(dǎo)線，1.734KN）關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)二：

防風(fēng)與固線護線優(yōu)化設(shè)計技術(shù)課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)三：

高效防雷和故障可視化一體化設(shè)計技術(shù)

采用精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計

，

將氧化鋅電阻片、

串聯(lián)放電間隙等核心防雷部件

，

封裝于絕緣子下端的內(nèi)腔中。

一體化封裝工藝確保了內(nèi)部元件的密封性和穩(wěn)定性

，

有效縮減了產(chǎn)品整體體積

，

避免了外置部件帶來的風(fēng)擺、

安裝空間不足及機械損傷風(fēng)險；課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)三：

高效防雷和故障可視化一體化設(shè)計技術(shù)

創(chuàng)新設(shè)計了雷電故障指示功能

，

即對產(chǎn)品脫離器部分進行改進

，

當(dāng)雷電過電壓導(dǎo)致內(nèi)部電阻片徹底損壞后

，

則脫離器脫落

，

維護人員可直觀看出產(chǎn)品故障。課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三主要試驗內(nèi)容可帶電作業(yè)新型一體化絕緣子大電流沖擊耐受試驗按照標(biāo)準(zhǔn)要求耐受2次100kA大電流沖擊

，

產(chǎn)品完好。脫離器動作性能試驗對中性點非有效接地系統(tǒng)選取動作電流為100mA、

1A、

20A工頻電流有效值（偏差+10%）進行安秒特性試驗

，

合格關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)三：

高效防雷和故障可視化一體化設(shè)計技術(shù)課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)四：

輕量化高韌性復(fù)合材料的配方技術(shù)

首先選用高性能樹脂作為基體材料

，

其具有優(yōu)異的絕緣性能和加工性能；

同時

，

引入了高強度纖維作為增強材料

，

顯著提升了復(fù)合材料的機械強度和韌性。此外

，

還通過添加特定的功能性助劑

，

進一步改善了復(fù)合材料的耐候性、

抗老化性能以及與金屬部件的粘結(jié)強度。

經(jīng)過大量實驗驗證

，

該輕量化高韌性復(fù)合材料不僅大幅減輕了絕緣子的整體重量

，

便于安裝與維護

，

而且顯著提高了其抗沖擊能力

，

為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三主要試驗內(nèi)容數(shù)

值拉伸強度≥1100Mpa彎曲強度≥900Mpa面內(nèi)剪切強度≥45Mpa傘套材料試驗傘群和外套材料試驗（包含硬度變化試驗、

加速氣候試驗、

起痕和蝕損試驗、

可燃性試驗等）無開裂和爆皮等表面劣化

，

符合V-0級要求芯棒材料試驗（染料滲透試驗、

水?dāng)U散試驗、

交流擊穿試驗）泄漏電流38~47uA關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)四：

輕量化高韌性復(fù)合材料的配方技術(shù)課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)五：

全工況絕緣防護一體化集成技術(shù)

外絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計采用優(yōu)化間距與高度的多層傘裙結(jié)構(gòu)

，

有效增大爬電距離

，

顯著提升防污閃能力；

內(nèi)絕緣優(yōu)化

，

通過改進芯棒直徑、

金具插入深度及傘套參數(shù)

，

確保電場分布均勻并滿足機械強度要求；

整體以導(dǎo)線固定結(jié)構(gòu)為核心

，將帶電作業(yè)、

防風(fēng)、防雷等功能模塊高度集成

，

結(jié)構(gòu)緊湊

，

性能可靠

，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能真正一體化。課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三主要試驗內(nèi)容數(shù)

值密封試驗試驗前后：

直流參考電壓變化≤5%;泄露電流變化≤20uA；局部放電量變化≤10pC；交流擊穿試驗交流擊穿強度為35~45KV/cm（芯體長度為10mm±0.5mm）

，

合格工頻耐受電壓試驗（濕）工頻電壓濕耐受值≥26KVrms

，

1min

，不應(yīng)發(fā)生擊穿現(xiàn)象。關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)五：

全工況絕緣防護一體化集成技術(shù)課題內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)三n配網(wǎng)帶電作業(yè)機器人更換絕緣子方法n優(yōu)化絕緣桿法更換絕緣子方法n優(yōu)化絕緣手套法更換絕緣子方法n可帶電作業(yè)防風(fēng)絕緣子n可帶電作業(yè)防風(fēng)防雷一體化絕緣子設(shè)備成果方法成果課題成果及創(chuàng)新點四技術(shù)成果l科技查新報告1項

，技術(shù)成果鑒定證書（中國電力企業(yè)聯(lián)合會）

1項。l中國科學(xué)院上?？萍疾樾伦稍冎行膶υ撜n題的查新結(jié)論為

：該課題開展的可帶電作業(yè)新型一體化絕緣子包含的3個技術(shù)要點

，

在所檢出的國內(nèi)外相關(guān)文獻中未見報道。課題成果及創(chuàng)新點四查新報告及成果鑒定

應(yīng)用成果課題成果符合安規(guī)要求

，并已通過了廣東省寶通質(zhì)量檢測有限公司（

CMA+CNAS）包括機械性能、

電氣性能等的型式試驗（定型試驗）

，并已在冀北公司、河南公司進行了試點應(yīng)用

，成果運行情況穩(wěn)定

，該成果帶電作業(yè)安裝簡單

，作業(yè)效率高

，作業(yè)安全性高

，取得了用戶的應(yīng)用認(rèn)可。查新報告及成果鑒定課題成果及創(chuàng)新點四應(yīng)用成果四

課題成果及創(chuàng)新點

查新報告及成果鑒定應(yīng)用成果自動化與標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)模式革新

首創(chuàng)機器人適配接口與絕緣桿作業(yè)流程優(yōu)化技術(shù)。

設(shè)計

“螺桿控制鉸鏈?zhǔn)綁嚎ńY(jié)構(gòu)”

，

尾部設(shè)置通用操作環(huán)

，

實現(xiàn)與主流機器人快速無損對接及力傳遞

，

攻克機器人直接更換絕緣子的技術(shù)瓶頸；

同時優(yōu)化絕緣桿作業(yè)法

，

將傳統(tǒng)綁扎工藝轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化

“旋轉(zhuǎn)”機械動作

，

鉤掛操作環(huán)即可一次性完成固線

，

徹底解決需停電配合綁扎難題

，

適配多種工器具

，

推動帶電作業(yè)從手動向自動化跨越。課題成果及創(chuàng)新點四創(chuàng)新點1作業(yè)效率與安全性雙突破

優(yōu)化絕緣手套作業(yè)法并創(chuàng)新導(dǎo)線防風(fēng)固線保護機制。

將手套作業(yè)流程簡化為

“放置導(dǎo)線-旋緊螺桿”兩步

，

借助電動工具與防松結(jié)構(gòu)，人員接觸帶電體時間從1分鐘縮至15秒

，

效率提升超75%；

研發(fā)杠桿式壓卡結(jié)構(gòu)與壓簧阻尼系統(tǒng)

，

通過力向轉(zhuǎn)換實現(xiàn)導(dǎo)線快速固定

，免綁扎作業(yè)效率提高50%

，

硅橡膠包覆層實現(xiàn)

“

固而不傷

”

，

模塊化設(shè)計適配50mm2至240mm2導(dǎo)線

，

55m/s風(fēng)速下仍穩(wěn)定運行

，

系統(tǒng)性規(guī)避傳統(tǒng)綁扎安全隱患。課題成果及創(chuàng)新點四創(chuàng)新點2多功能一體化結(jié)構(gòu)與性能升級深度集成防風(fēng)、

防雷、

帶電作業(yè)功能及輕量化材料技術(shù)。

以固線結(jié)構(gòu)為核心框架嵌入多功能模塊

，

實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化；

研發(fā)高韌性復(fù)合材料

，

輕量化設(shè)計降低安裝難度

，

抗沖擊能力顯著增強；

優(yōu)化內(nèi)外絕緣防護集成技術(shù)

，

確保全工況下絕緣性能穩(wěn)定可靠；

內(nèi)置避雷器及脫扣裝置

，

提高了防雷能力；

研發(fā)雷電故障指示及避雷器掉線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

通過結(jié)構(gòu)、

材料、工藝多維創(chuàng)新

，

全面提升運維便捷性及電網(wǎng)運行可靠性。課題成果及創(chuàng)新點四創(chuàng)新點3主要經(jīng)濟效益

提高運檢效率。

產(chǎn)品支持便捷帶電作業(yè)

，

有效減少停電時間與電量損失。

以年更換3000次計

，

可節(jié)省停電時間12000小時。

同時

，

一體化結(jié)構(gòu)簡化安裝流程

，

單次作業(yè)時間由4小時壓縮至1小時

，