±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移分析

摘要：±800kV特高壓直流輸電線路具有海拔較高、場強(qiáng)極大、電壓極高的特點，為了保證特高壓直流輸電線路的帶電作業(yè)的順利開展，必須對直流輸電線路進(jìn)行相關(guān)的帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的分析，通過對其進(jìn)行試驗，采用了合成場強(qiáng)儀來對典型位置的作業(yè)人員合成場進(jìn)行了測量，取得了良好的運(yùn)行效果。

關(guān)鍵詞：特高壓；直流輸電線路；帶電作業(yè)；電位轉(zhuǎn)移；合成場強(qiáng)儀 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM726 文章編號：1009-2374（2016）23-0138-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.068

隨著目前我國經(jīng)濟(jì)不斷的提高，人們對電力的需求也日益增長，而采用±800kV特高壓直流輸電方式可提高線路走廊的單位面積的輸送容量，減少了線路走廊及綜合造價的需求?！?00kV特高壓直流輸電線路是一種新型電壓等級的輸電線路，其導(dǎo)線的布置、絕緣子的配置以及桿塔的結(jié)構(gòu)都是具有比較新型的特點的，而這些新型特點的問題就會給線路的運(yùn)行維護(hù)及帶電作業(yè)上帶來了極大的困難，運(yùn)維部門需要針對±800kV特高壓直流的輸電線路相關(guān)的塔型及結(jié)構(gòu)特點，對±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業(yè)的最小安全距離和帶電組合的間隙進(jìn)行分析，并且為線路桿塔的設(shè)計技術(shù)提供了相應(yīng)的參數(shù)以及直流輸電線路建成以后帶電作業(yè)的技術(shù)方面的相關(guān)依據(jù)，通過理論分析和現(xiàn)場測量±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)的空間離子流、合場及電位轉(zhuǎn)移的脈沖電流，并以此為基礎(chǔ)分析建立了±800kV特高壓的直流輸電線路關(guān)于帶電作業(yè)的安全與防護(hù)的措施。

1 帶電作業(yè)中對過電壓的操作

根據(jù)電力行業(yè)安全工作規(guī)程的規(guī)定，在雷、霧、雨天是不能進(jìn)行任何形式的帶電作業(yè)的，所以直流輸電線路的帶電作業(yè)僅僅需要考慮的是對過電壓的操作，在直流的輸電線路的帶電作業(yè)及工作時有可能會發(fā)生操作過電壓的情況主要是因為直流線路的導(dǎo)線對地發(fā)生短路或者是因為由于逆變站的負(fù)荷的原因引起的過電壓，這其中直流線路的導(dǎo)線對地所產(chǎn)生的線路過電壓較為嚴(yán)重，所以對±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業(yè)所產(chǎn)生過電壓的操作狀況，其主要需要考慮的是在單極情況下發(fā)生線路接地故障情況后在另一極的線路上所產(chǎn)生的操作過電壓?！?00kV特高壓直流的輸電線路的最大的過電壓水平實際上主要取決于單極發(fā)生線路接地故障時，在另外一個電極上發(fā)生的過電壓，而直流線路的單極接地在另外一個電極上所感應(yīng)到產(chǎn)生的短尾操作的關(guān)于過電壓的沿線分布及大小，和直流線路帶電作業(yè)的電容量、桿塔的接地電阻、故障的位置都有著密切的聯(lián)系，計算±800kV特高壓直流的輸電線路的結(jié)果顯示，此直流輸電線路的最大過電壓的基準(zhǔn)值只有800kV，最大的過電壓發(fā)生的地方是在直流輸電線路的中性點的位置，若離此位置過電壓的水平會有所下降且幅度頗大，為了保證直流輸電線路的帶電作業(yè)可以安全進(jìn)行，要對±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)進(jìn)行的過電壓基準(zhǔn)值進(jìn)行明確的規(guī)定。

2 對±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)的相關(guān)試驗布置和工作狀況確定

相關(guān)部門在對±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業(yè)的安全間隙進(jìn)行研究時，必須要考慮的就是直流工作的電壓及內(nèi)過電壓結(jié)合在一起的共同作用，而在系統(tǒng)工作的過程中出現(xiàn)對過電壓進(jìn)行操作時，帶電作業(yè)的間隙電壓是直流線路電壓以及操作過電壓直接的結(jié)合體。對于±800kV特高壓直流輸電線路試驗設(shè)計的是典型的鐵塔結(jié)構(gòu)的特點，其進(jìn)行了分別選取不同方式進(jìn)入等同電位的通道及典型的作業(yè)位置對安全的距離與直流輸電線路組合之間的間隙的試驗，對于以上情況必須予以明確確定。

3 直流輸電線路的帶電作業(yè)的安全距離

進(jìn)行±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業(yè)過程中，各種情況下有可能出現(xiàn)的直流輸電線路的帶電作業(yè)的安全距離包含了電位作業(yè)的工作人員對上方的橫擔(dān)、側(cè)面的塔身結(jié)構(gòu)及導(dǎo)線側(cè)面的塔身電位的作業(yè)人員和處于等電位的帶電作業(yè)的安全距離，其主要需要考慮的是上方的橫擔(dān)及側(cè)面的塔身這兩種最為典型和基本的工況，直流輸電線路的帶電作業(yè)的安全距離的要求對于±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業(yè)電位的轉(zhuǎn)移有著巨大的作用，所以相關(guān)部門要加強(qiáng)對于帶電作業(yè)的安全距離的明確和管理。

4 帶電作業(yè)中的組合間隙

帶電作業(yè)是指在高壓電工設(shè)備上不停電進(jìn)行檢修、測試的一種作業(yè)方法。電氣設(shè)備在長期運(yùn)行中需要經(jīng)常測試、檢查和維修。帶電作業(yè)是避免檢修停電，保證正常供電的有效措施。帶電作業(yè)的內(nèi)容可分為帶電測試、帶電檢查和帶電維修等方面。帶電作業(yè)的對象包括發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備、架空輸電線路、配電線路和配電設(shè)備。帶電作業(yè)的主要項目有帶電更換線路桿塔絕緣子、清掃和更換絕緣子、水沖洗絕緣子、壓接修補(bǔ)導(dǎo)線和架空地線、檢測不良絕緣子、測試更換隔離開關(guān)和避雷器、測試變壓器溫升及介質(zhì)損耗值。帶電作業(yè)根據(jù)人體與帶電體之間的關(guān)系可分為三類：等電位作業(yè)、地電位作業(yè)和中間電位作業(yè)。而作業(yè)組合中帶電間隙的試驗是對于其經(jīng)過的位置與通道所放的特性來進(jìn)行試驗的，并且經(jīng)過審查此通道是否安全可以判斷工作人員在工作時是否安全。帶電作業(yè)可以通過許多不同的位置來進(jìn)行等電位的轉(zhuǎn)移，例如可以在地面、高塔的周圍。但是由于±800kV具有很高的電壓值，而且桿塔高度較高，所以如果想將其從地面連接轉(zhuǎn)移等電位相對而言是非常困難的，但是可以按照不同的桿塔結(jié)構(gòu)在桿塔周圍進(jìn)行帶電作業(yè)設(shè)置。例如，在桿塔周圍可以增添吊籃或者吊椅這樣的輔助工具來輔助開展帶電作業(yè)。而且吊籃或者吊椅在加入到等電位的過程中，它們的運(yùn)行方式都是基本保持一致的，這樣的方法被稱作塔上吊籃的方法。此次試驗就是對于通過使用塔上吊籃的這個方法進(jìn)行研究的，通過將其導(dǎo)入到桿塔周圍進(jìn)行轉(zhuǎn)移等電位。對于此次試驗的研究院通過研究發(fā)現(xiàn)，對于一個不定組合的間隙而言，在工作人員的身體遠(yuǎn)離具有高電壓的導(dǎo)線時，此組合的間隙將會擁有最低的電壓放出。

5 帶電作業(yè)的安全保護(hù)

如果想確?！?00kV直流輸電線路在帶電作業(yè)時正常運(yùn)行，前提需要做很多準(zhǔn)備，需要針對工作人員要面對的合成場強(qiáng)、空間的離子流動以及轉(zhuǎn)移電位的脈沖電流類似的危險源進(jìn)行深入的探究，并且確立工作人員在帶電作業(yè)時所需要的屏蔽服、手套、絕緣鞋等安全防護(hù)用具，以此提高工作人員以及設(shè)備的安全性，最大程度提高工作效率。

如果想要準(zhǔn)確科學(xué)地測量工作人員工作場所的場強(qiáng)，這就需要應(yīng)用合成場強(qiáng)儀來作為測量時的重要工具。合成場強(qiáng)儀是國家電網(wǎng)研究院發(fā)明的一種測量合成場的儀器，場強(qiáng)儀顧名思義是測量場強(qiáng)的儀器。場強(qiáng)儀的量值是應(yīng)用每米微伏來作為單位，它里面有一個長度單位為米。從原理上來說，電平表又被稱作電壓表，其量度的電壓值是在儀表的輸入端口，而場強(qiáng)儀所量度的電壓也可以被稱作為電勢，其是天線在空中某一點感應(yīng)的電壓。嚴(yán)格來說，場強(qiáng)儀是由電平表和天線組成。就場強(qiáng)儀來說，它與天線關(guān)系非常密切，如果要求一定的測量精度，那么從公式就可知，它直接與天線增益有關(guān)，再則是天線的工作頻率范圍有關(guān)，這是最起碼的要求，因此不能說隨便找一根天線接在電平表上就行了。

故在實踐中，這種天線稱之為測試天線，它有嚴(yán)格技術(shù)指標(biāo)，如頻率范圍、天線增益以及阻抗、駐波比、前后比等。為適應(yīng)它的頻率范圍，形狀大有區(qū)別，有鞭壯天線、半波振子天線、對數(shù)周期天線、環(huán)行天線等。要求高的測試天線，價格也相當(dāng)高，如日本安立的測試天線大概是主機(jī)的四分之一。本次試驗是應(yīng)用了有限元的方法，利用此類方法可以很好地將具有高電壓的直線電流計算出來，此次試驗所需準(zhǔn)備的道具有兩個：第一個是模擬的人形；第二個是實際的工作人員。本實驗將通過計算模擬的人形以及實際的工作人員在進(jìn)行轉(zhuǎn)移等電位時所制造出的電流轉(zhuǎn)移，來進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，本次試驗總共測量了八次，七次是測量模擬的人形制造出的電流轉(zhuǎn)移，而對于實際的工作人員測量只有一次。在測量的過程當(dāng)中，無論是測量模擬的人形還是測量實際的工作人員都是需要應(yīng)用塔上吊籃的方法將線路進(jìn)入到等電位當(dāng)中。這些都需要應(yīng)用轉(zhuǎn)移電位棒來將轉(zhuǎn)移電位安全的進(jìn)行。模擬人形在帶電作業(yè)時對于轉(zhuǎn)移電位的電流測驗過程有以下三點：第一，將模擬的人形固定在吊籃的上面，并且將具有測量功能的轉(zhuǎn)移電位棒放在模擬的人形手部并且加以固定；第二，將具有光纖采集的系統(tǒng)放置在吊籃的后方，在地面的工作人員應(yīng)當(dāng)緩慢地移動吊籃，讓吊籃平緩的接近具有高電壓的導(dǎo)線，當(dāng)?shù)趸@與導(dǎo)線的距離達(dá)到半米時，控制模擬的人形，讓其手中的轉(zhuǎn)移電位棒逐漸的靠近導(dǎo)線，當(dāng)轉(zhuǎn)移電位棒接觸到高壓導(dǎo)線時，地面的工作人員就開始測量模擬人形在逐漸靠近高壓導(dǎo)線時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移電位的電流并且進(jìn)行有效的記錄，而且各個工廠也同時應(yīng)該確立一個帶電作業(yè)時安全的保護(hù)措施；第三，在帶電作業(yè)的過程中，地面的電位工作人員的儀表長槍應(yīng)該要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人體的感知程度，不需要任何防護(hù)，在導(dǎo)線進(jìn)入大地的過程中以及相等電位的場強(qiáng)都已經(jīng)大于電場的感知程度，所以應(yīng)當(dāng)積極地進(jìn)行保護(hù)。

6 結(jié)語

對于±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)電位的轉(zhuǎn)移需要注意的是特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)采用直流合成場屏蔽的效率大于60分貝，就會對于離子流產(chǎn)生極好的攔截作用，可以有效地對電位轉(zhuǎn)移時形成的脈沖電流進(jìn)行有效的防護(hù)，可以對帶電作業(yè)的人員進(jìn)行有效的保護(hù)。這樣不僅可以提高帶電作業(yè)時的工作效率，并且工廠應(yīng)當(dāng)確立在帶電工作時，地面工作人員的安全防護(hù)措施，以便于保證工作人員在±800kV的特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)時的安全。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王安軍（1988-），男，吉林吉林人，南方電網(wǎng)超高壓輸電公司昆明局助理工程師，研究方向：輸電線路。

（責(zé)任編輯：小 燕）