2025年带电作业技术会议：带电作业友好型金具-可带电作业新型一体化绝缘子

带电作业友好型金具——可带电作业新型一体化绝缘子国网冀北电力有限公司承德供电公司汇报日期：

2025年11月26日目录CONTENTS一、

课题背景与总体思路二、

课题研究过程三、

课题内容与关键技术四、

课题成果及创新点五、

技术先进性及经济社会效益

目录

Contents随着我国经济的持续发展

，

电网规模不断扩大

，

用户对供电可靠性的要求日益提高。

传统绝缘子及作业方式面临两大核心挑战：

供电可靠性要求高与作业模式受限的矛盾（1）

传统更换绝缘子作业较多需停电配合进行；（2）

农配网中传统绝缘子帮扎线固定方式的弊端：绝缘手套法：

反复缠绕绑线、

作业时间长；绝缘杆作业法：

绑线只能临时固定；机器人作业：

暂无法实现安装。停电作业无法满足社会持续供电需求经济损失社会影响一课题背景

运行环境复杂与传统绝缘子性能不足的困境（1）

配网日常运行过程中

，

传统绝缘子表面易出现严重污秽、

开裂、

钢脚锈蚀、

胶装部位松动、

闪络放电以及雷击损坏等情况；（2）

在极端天气频发

，

强风地区线路闪络、

绝缘子断裂等故障风险显著加剧

，

对电网安全稳定运行构成了严重威胁。导线搭落在横担、

绝缘层

烧损一课题背景具体而言

，

传统绝缘子存在以下问题：（1）

安装繁琐且损伤导线

，

绑扎线内部产生感应电流

，

致使绑线发热

，

进而损伤电力导线绝缘层；（2）

绑扎不紧固引发安全隐患

，

长期受风振等外力作用

，

可能导致导线磨损、

绝缘子位移甚至断裂；（3）

防雷产品性能参差不齐

，

不同种类的防雷绝缘子产品配合安装致使杆头复杂；绝缘子断裂、

导线脱落一课题背景本课题旨在通过技术创新

，

研发一种集防风、

防雷、

带电作业功能于一体的新型绝缘子。

课题采用模块化设计理念

，

结合高强度柔性绝缘材料、

耐候性能强的现代化绝缘技术

，

以及轻型化、

机械化装置

，

实现绝缘子的多功能集成。同时

，

课题注重实用性与经济性

，

确保新型绝缘子能够在不同行业、

不同环境下广泛应用

，

提升供电系统的整体稳定性和可靠性。总体思路二课题研究过程

带电作业适应性的研究；

兼容多种线型及防松技术的研究；

建立上端绝缘装置运动模型；

上端绝缘装置结构设计和力学性能试验；

研发可带电作业新型一体化绝缘子

，

完成现场实验和应用。二课题研究过程课题设置设计和力学性能试验上端绝缘装置结构新型一体化绝缘子试制出可带电作业放松技术的研究兼容多种线型及应性研究

带电作业适试点应用可带电作业新型一体化绝缘子是一种便于机器人和人员可带电更换的一体化绝缘子，它由上端绝缘装置、复合材料芯体及硅橡胶伞裙组成，包含了可带电作业防风绝缘子和可带电作业防风防雷一体化绝缘子。课题内容与关键技术课题内容三可带电作业防风防雷一体化绝缘子可带电作业防风绝缘子关键技术关键技术一：

可带电作业快速装拆机构设计技术

发明

“螺杆控制铰链式压卡结构

”

，

并在驱动螺杆尾部创新设计标准化通用操作环

，

可与主流绝缘杆和配网带电作业机器人末端执行器快速、

稳定、无损对接与传力。通用操作环课题内容与关键技术三关键技术一：

可带电作业快速装拆机构设计技术

针对机器人作业

，

在绝缘子本体结构上进行了优化。

在绝缘子伞裙或金具上设计了专用的夹持导向槽与平面

，

确保机器人的末端执行器在夹持和搬运过程中稳定、

无滑脱；夹持导

向槽课题内容与关键技术三关键技术关键技术关键技术一：

可带电作业快速装拆机构设计技术

发明压卡式固线机构与通用操作环

，

将差异化绑扎工艺转化为标准化

“旋转

”机械动作

，

解决了传统绝缘杆作业法中绑扎临时固定难题

，

简化了作业流程

，

可实现快速拆卸。课题内容与关键技术三关键技术关键技术二：

防风与固线护线优化设计技术

创新采用杠杆式压卡结构与压簧阻尼系统

，

该结构通过改变作用力方向实现导线快速固定

，

无需缠绕绑线

，

安装效率提升50%以上

，

经试验验证

，

该结构可耐受55m/s

（约16级台风）

风速产生的风荷载

，

并在此条件下保持固线稳定；课题内容与关键技术三关键技术关键技术二：

防风与固线护线优化设计技术

导线保护与通用性创新设计

，

将固线机构与导线的接触部位全部包覆高性能硅橡胶层。

既提供足够防滑摩擦力

，

又避免压伤导线绝缘层

，

实现

“

固而不伤

”。

模块化压卡设计开口调节范围达35mm

，可可靠固定50mm²至240mm²多种规格导线

，

满足配网导线型号复杂需求。课题内容与关键技术三主要试验内容固线方式结果备注侧向力（防风能力检测绑扎线固线0.84kN压卡式固线6kN振动试验（50Hz）导线端部分(两侧各55万次

，

共11万次。

)绑扎线固线绑线磨损松弛导线绝缘层磨损明显。压卡式固线固线无松弛

，

导线绝缘层无磨损。握力试验（固线能力检测）绑扎线固线大于等于导线拉断力的2.5%（按照240导线，0.867KN）压卡式固线大于等于导线拉断力的5.0%（按照240导线，1.734KN）关键技术关键技术二：

防风与固线护线优化设计技术课题内容与关键技术三关键技术关键技术三：

高效防雷和故障可视化一体化设计技术

采用精密的结构设计

，

将氧化锌电阻片、

串联放电间隙等核心防雷部件

，

封装于绝缘子下端的内腔中。

一体化封装工艺确保了内部元件的密封性和稳定性

，

有效缩减了产品整体体积

，

避免了外置部件带来的风摆、

安装空间不足及机械损伤风险；课题内容与关键技术三关键技术关键技术三：

高效防雷和故障可视化一体化设计技术

创新设计了雷电故障指示功能

，

即对产品脱离器部分进行改进

，

当雷电过电压导致内部电阻片彻底损坏后

，

则脱离器脱落

，

维护人员可直观看出产品故障。课题内容与关键技术三主要试验内容可带电作业新型一体化绝缘子大电流冲击耐受试验按照标准要求耐受2次100kA大电流冲击

，

产品完好。脱离器动作性能试验对中性点非有效接地系统选取动作电流为100mA、

1A、

20A工频电流有效值（偏差+10%）进行安秒特性试验

，

合格关键技术关键技术三：

高效防雷和故障可视化一体化设计技术课题内容与关键技术三关键技术关键技术四：

轻量化高韧性复合材料的配方技术

首先选用高性能树脂作为基体材料

，

其具有优异的绝缘性能和加工性能；

同时

，

引入了高强度纤维作为增强材料

，

显著提升了复合材料的机械强度和韧性。此外

，

还通过添加特定的功能性助剂

，

进一步改善了复合材料的耐候性、

抗老化性能以及与金属部件的粘结强度。

经过大量实验验证

，

该轻量化高韧性复合材料不仅大幅减轻了绝缘子的整体重量

，

便于安装与维护

，

而且显著提高了其抗冲击能力

，

为电网的安全稳定运行提供了有力保障。课题内容与关键技术三主要试验内容数

值拉伸强度≥1100Mpa弯曲强度≥900Mpa面内剪切强度≥45Mpa伞套材料试验伞群和外套材料试验（包含硬度变化试验、

加速气候试验、

起痕和蚀损试验、

可燃性试验等）无开裂和爆皮等表面劣化

，

符合V-0级要求芯棒材料试验（染料渗透试验、

水扩散试验、

交流击穿试验）泄漏电流38~47uA关键技术关键技术四：

轻量化高韧性复合材料的配方技术课题内容与关键技术三关键技术关键技术五：

全工况绝缘防护一体化集成技术

外绝缘结构设计采用优化间距与高度的多层伞裙结构

，

有效增大爬电距离

，

显著提升防污闪能力；

内绝缘优化

，

通过改进芯棒直径、

金具插入深度及伞套参数

，

确保电场分布均匀并满足机械强度要求；

整体以导线固定结构为核心

，将带电作业、

防风、防雷等功能模块高度集成

，

结构紧凑

，

性能可靠

，实现结构与功能真正一体化。课题内容与关键技术三主要试验内容数

值密封试验试验前后：

直流参考电压变化≤5%;泄露电流变化≤20uA；局部放电量变化≤10pC；交流击穿试验交流击穿强度为35~45KV/cm（芯体长度为10mm±0.5mm）

，

合格工频耐受电压试验（湿）工频电压湿耐受值≥26KVrms

，

1min

，不应发生击穿现象。关键技术关键技术五：

全工况绝缘防护一体化集成技术课题内容与关键技术三n配网带电作业机器人更换绝缘子方法n优化绝缘杆法更换绝缘子方法n优化绝缘手套法更换绝缘子方法n可带电作业防风绝缘子n可带电作业防风防雷一体化绝缘子设备成果方法成果课题成果及创新点四技术成果l科技查新报告1项

，技术成果鉴定证书（中国电力企业联合会）

1项。l中国科学院上海科技查新咨询中心对该课题的查新结论为

：该课题开展的可带电作业新型一体化绝缘子包含的3个技术要点

，

在所检出的国内外相关文献中未见报道。课题成果及创新点四查新报告及成果鉴定

应用成果课题成果符合安规要求

，并已通过了广东省宝通质量检测有限公司（

CMA+CNAS）包括机械性能、

电气性能等的型式试验（定型试验）

，并已在冀北公司、河南公司进行了试点应用

，成果运行情况稳定

，该成果带电作业安装简单

，作业效率高

，作业安全性高

，取得了用户的应用认可。查新报告及成果鉴定课题成果及创新点四应用成果四

课题成果及创新点

查新报告及成果鉴定应用成果自动化与标准化作业模式革新

首创机器人适配接口与绝缘杆作业流程优化技术。

设计

“螺杆控制铰链式压卡结构”

，

尾部设置通用操作环

，

实现与主流机器人快速无损对接及力传递

，

攻克机器人直接更换绝缘子的技术瓶颈；

同时优化绝缘杆作业法

，

将传统绑扎工艺转化为标准化

“旋转”机械动作

，

钩挂操作环即可一次性完成固线

，

彻底解决需停电配合绑扎难题

，

适配多种工器具

，

推动带电作业从手动向自动化跨越。课题成果及创新点四创新点1作业效率与安全性双突破

优化绝缘手套作业法并创新导线防风固线保护机制。

将手套作业流程简化为

“放置导线-旋紧螺杆”两步

，

借助电动工具与防松结构，人员接触带电体时间从1分钟缩至15秒

，

效率提升超75%；

研发杠杆式压卡结构与压簧阻尼系统

，

通过力向转换实现导线快速固定

，免绑扎作业效率提高50%

，

硅橡胶包覆层实现

“

固而不伤

”

，

模块化设计适配50mm²至240mm²导线

，

55m/s风速下仍稳定运行

，

系统性规避传统绑扎安全隐患。课题成果及创新点四创新点2多功能一体化结构与性能升级深度集成防风、

防雷、

带电作业功能及轻量化材料技术。

以固线结构为核心框架嵌入多功能模块

，

实现结构功能一体化；

研发高韧性复合材料

，

轻量化设计降低安装难度

，

抗冲击能力显著增强；

优化内外绝缘防护集成技术

，

确保全工况下绝缘性能稳定可靠；

内置避雷器及脱扣装置

，

提高了防雷能力；

研发雷电故障指示及避雷器掉线的内部结构。

通过结构、

材料、工艺多维创新

，

全面提升运维便捷性及电网运行可靠性。课题成果及创新点四创新点3主要经济效益

提高运检效率。

产品支持便捷带电作业

，

有效减少停电时间与电量损失。

以年更换3000次计

，

可节省停电时间12000小时。

同时

，

一体化结构简化安装流程

，

单次作业时间由4小时压缩至1小时

，