帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究進展與趨勢

范利江

摘 要：帶電作業(yè)是電網(wǎng)正常運行管理的重要組成部分，主要包括對電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實施的檢測、維修、檢修及改造等工作內(nèi)容，加強對帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究，對優(yōu)化電網(wǎng)運行具有關(guān)鍵性的作用。因此，本文具體分析了帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究進展與趨勢，希望對同行業(yè)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：帶電作業(yè)；關(guān)鍵技術(shù)；研究；趨勢

中圖分類號： TM75 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）16-181-2

0 引言

近年來，我國工業(yè)化及城市化進程的加快，需要大容量、遠距離輸電工程日益增多，為了滿足其需要，我國超高壓、特高壓交直流輸電工程相繼建設(shè)和投運，對帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)要求也日益提高。本文以帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)為中心，對關(guān)鍵技術(shù)的研究進展進行了分析，并對其發(fā)展趨勢進行了深入的研究，以有效促進電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、有序運行，為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展提供有力的電力能源。

1 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究進展

1.1 輸電線路帶電作業(yè)

1.1.1 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

最小安全間距、最小組合間隙、絕緣工具最小有效絕緣長度等是輸電線路帶電作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，其中最小安全間距主要是依據(jù)帶電作業(yè)的危險系數(shù)確定的，結(jié)合帶電作業(yè)過電壓水平和間隙試驗結(jié)果進行概率計算并且必須校正海拔，帶電作業(yè)的危險率必須<10-5。此外，還要綜合考慮線路桿塔結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)、實際作業(yè)位置、線路走廊海拔高度等多種因素來準確確定輸電線路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，獲取數(shù)據(jù)時還要利用準確的方法來試驗。

由于緊湊型輸電線路三相導(dǎo)線間無接地構(gòu)件，塔頭尺寸緊湊，相間和相地距離較小，極大地限制了作業(yè)人員在等電位范圍內(nèi)的進出。帶電作業(yè)人員最優(yōu)的進出等電位路徑，也就是最佳的作業(yè)間隙需要綜合考慮帶電作業(yè)時的各種工況，并結(jié)合相導(dǎo)線之間的間隙放電特性，經(jīng)過反復(fù)試驗，計算出作業(yè)人員周圍接地體及相導(dǎo)線的最小安全距離。此外，為了確保部分緊湊型線路帶電作業(yè)間隙不足的安全作業(yè)，應(yīng)加裝保護間隙，保護間隙設(shè)計的原則要根據(jù)實際的線路要求，同時保護間隙的數(shù)值確定需要通過加裝保護間隙的絕緣配合實驗，進而制定滿足作業(yè)要求的加裝保護間隙安全作業(yè)方式。

1.1.2 帶電作業(yè)人員的安全防護措施

由于超高壓、特高壓輸電線路周圍具有較高的電場，帶電作業(yè)人員進出電場時會導(dǎo)致電場中的電位轉(zhuǎn)移，從而使作業(yè)人員體表的電場強度極大的增強。同時，電位轉(zhuǎn)移時容易出現(xiàn)電容放電脈沖電流與電弧，所以超高壓、特高壓的帶電作業(yè)有著更高的安全防護要求，以有效保障帶電作業(yè)人員的安全。目前，針對500kV超高壓帶電作業(yè)人員的安全防護研究主要是采用仿真計算與現(xiàn)場實測相結(jié)合的形式，經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)作業(yè)人員體表的電場強度隨著距離鐵塔越來越近而變得越來越強；作業(yè)人員的頭頂及指尖等尖端部位的電場強度較高；作業(yè)人員體表周圍場強達到最大值是在等電位進行作業(yè)時。此外，根據(jù)國內(nèi)外實驗結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，交流線路的可感知場強要高于直流線路，交流電流對人體的影響較大，因此，為保障帶電作業(yè)人員的安全，交流線路的安全防護標準可作為直流線路的參考。

1.1.3 帶電作業(yè)工具與設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用

500kV超高壓輸電線路具有電壓等級高、桿塔結(jié)構(gòu)尺寸大、線路檔距大及導(dǎo)線分裂數(shù)多等特性，這些特性對帶電作業(yè)使用的工具與設(shè)備有著更高的技術(shù)要求。目前，我國已研制出滿足超高壓帶電作業(yè)最小有效絕緣長度及實際線路機械荷重要求的大噸位硬質(zhì)、軟質(zhì)絕緣提線工具，同時根據(jù)不同噸位及型式的絕緣子串型特點研制出型式眾多及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的鈦合金卡具。另外，研制出有帶液壓傳動裝置的緊線工具，極大的降低了作業(yè)人員的勞動強度，提高了帶電作業(yè)的效率和質(zhì)量。

1.2 配電線路帶電作業(yè)

電力系統(tǒng)通過配電線路實現(xiàn)對電力用戶輸送電能的目的，其是直接面向電力用戶的電力基礎(chǔ)設(shè)施。由于全國各地的各個行業(yè)和人們的日常生活都需要用到電力能源，因此配電線路具有覆蓋面廣、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜等特性。同時，根據(jù)各個區(qū)域的地理環(huán)境不同，配電線路的帶電作業(yè)條件不同。配電線路帶電作業(yè)主要的技術(shù)方法包括絕緣桿作業(yè)法、機械臂作業(yè)法、綜合不停電作業(yè)法等，應(yīng)綜合考慮配電線路的具體情況采用適宜的帶電作業(yè)方法。

配電線路帶電作業(yè)是增強供電可靠性的主要途徑之一，主要包括帶電更換電力設(shè)備與元件以及修補各種破損的線路，例如更換絕緣子、熔斷器等；修補接引線、導(dǎo)線等，以提高電力設(shè)備及線路的使用效能，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、有序的供電服務(wù)。另外，我們還需要注意配電線路的帶電作業(yè)需要在配電設(shè)備密集的區(qū)域工作，狹小的空間間隙增加了作業(yè)人員同時觸及不同電位電力設(shè)施的概率。因此在配電線路帶電作業(yè)范圍內(nèi)，作業(yè)人員進行直接作業(yè)或間接作業(yè)時必須穿戴絕緣防護用具，根據(jù)帶電作業(yè)時最大過電壓水平確定作業(yè)間隙及絕緣工具的絕緣水平，有效防止作業(yè)時擊穿與閃絡(luò)事故。

1.3 帶電作業(yè)標準體系和仿真培訓(xùn)

帶電作業(yè)標準體系的分析與研究主要是針對超高壓線路帶電作業(yè)專項技能的培訓(xùn)，包括超高壓帶電作業(yè)基礎(chǔ)理論知識、技術(shù)特征、安全操作規(guī)范及技術(shù)要求等理論知識的培訓(xùn)，還有選擇典型作業(yè)項目，結(jié)合示范與訓(xùn)練的方式有效提升作業(yè)人員的專業(yè)技能。

目前，帶電作業(yè)還開展了充分結(jié)合多媒體、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與帶電作業(yè)技術(shù)的仿真培訓(xùn)，采用以計算機技術(shù)為核心的虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成逼真的三維環(huán)境，仿真真實的帶電作業(yè)環(huán)境，基于Quest3D虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺，利用3dsMax、photoshop和zbrush構(gòu)建模型場景，利用mySQL數(shù)據(jù)庫存儲和管理數(shù)據(jù)，利用VC++6.0編程來實現(xiàn)場景的顯示、場景的漫游、培訓(xùn)過程的演示，模擬操作典型的帶電作業(yè)項目，快速查詢帶電作業(yè)資料，并高效管理培訓(xùn)工作。

2 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢及研究方向

2.1 帶電作業(yè)工具

帶電作業(yè)工器具的研究主要是集中在以下幾方面：①為了深化機械強度及絕緣性能，應(yīng)深入開展高強度柔性絕緣材料的技術(shù)研究，研制軟質(zhì)柔性絕緣吊拉工器具；②為了增強帶電作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的絕緣性能，保障作業(yè)人員及運行設(shè)備的安全應(yīng)加大耐候性能更強的現(xiàn)代化帶電作業(yè)軟、硬質(zhì)絕緣材料的研究力度；③加快承載等電位電工進出高電位的輕型化、機械化裝置的研制；④結(jié)合超高壓線路長串絕緣子型式特點，加強機械化、智能化長串絕緣子檢測設(shè)備的研制。

2.2 配電網(wǎng)帶電作業(yè)

配電網(wǎng)帶電作業(yè)主要的研究方向主要有加強推廣和應(yīng)用城市電網(wǎng)不停電作業(yè)法，主要有不停電作業(yè)項目的深入拓展；對不同工況下過電壓與過電流的分析與研究；深入研究標準化、便捷化的不停電作業(yè)工具與設(shè)備以及程序化的帶電作業(yè)步驟，提高不停電作業(yè)的效率和質(zhì)量。

2.3 變電設(shè)備的帶電清洗研究

變電設(shè)備的帶電清洗作業(yè)要綜合分析變電站內(nèi)絕緣設(shè)備的積污特點、參數(shù)特性，因此變電設(shè)備帶電清洗的深入研究包括高絕緣性能清洗材料、智能化與自動化帶電清洗裝置、系統(tǒng)性的安全技術(shù)操作規(guī)范等眾多方面，優(yōu)化應(yīng)用變電設(shè)備帶電清洗技術(shù)。

3 結(jié)束語

總之，電力系統(tǒng)的安全、有序運行離不開帶電作業(yè)，帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，對提高帶電作業(yè)水平具有重要的現(xiàn)實意義。因此，必須明確帶電作業(yè)的研究現(xiàn)狀及未來的研究方向，以便研制出符合我國社會與經(jīng)濟發(fā)展需求的帶電作業(yè)方法、標準以及設(shè)備與工具，高效開展檢測電網(wǎng)設(shè)備、檢修、維護及改造等工作，更好的服務(wù)于中國夢的實現(xiàn)。

參 考 文 獻

[1] 胡毅，劉凱，彭勇，等.帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究進展與趨勢[J].高電壓技術(shù)，2014，40（7）：1921-1931.

[2] 杜朋洋.帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究進展及其發(fā)展趨勢[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2015，34（23）：13-14.

[3] 胡毅，萬保權(quán)，何慧，雯，等.1000kV交流緊湊型輸電關(guān)鍵技術(shù)研究[J].高電壓技術(shù)，2011，37（8）：1825-1831.

[4] 歐相林，鄧鶴鳴，王力農(nóng)，胡建勛，柯睿，劉毅彬.10kV配電線路帶電作業(yè)安全綜合評價應(yīng)用分析[J].高壓電器，2013，02：55-60.

[5] 丁玉劍，宋剛，陳稼苗，應(yīng)建國，邢月龍，李慶峰，廖蔚明.500kV同塔雙回垂直排列緊湊型輸電線路帶電作業(yè)試驗研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，11：3281-3287.