1 000 kV河泉線輸電線路帶電作業(yè)安全防護(hù)研究

李 敏，畢 斌，王大鵬,王馨尉

（1.國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南 250118；2.華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206）

1 000 kV河泉線輸電線路帶電作業(yè)安全防護(hù)研究

李 敏1，畢 斌1，王大鵬1,王馨尉2

（1.國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南 250118；2.華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206）

隨著特高壓輸電網(wǎng)建設(shè)速度加快，1 000 kV交流特高壓輸電線路逐步成為跨區(qū)電網(wǎng)主要能源通道，為提高其供電可靠性，減少臨停次數(shù)，特高壓輸電線路帶電檢修至關(guān)重要。1 000 kV交流特高壓輸電線路電壓等級(jí)高、電場強(qiáng)度大、桿塔高大，增加了帶電檢修的難度。通過分析1 000 kV河泉線進(jìn)電場方式，校核帶電作業(yè)安全距離，闡述了屏蔽服和電位轉(zhuǎn)移棒的重要性，達(dá)到特高壓帶電作業(yè)安全防護(hù)的目標(biāo)。

交流輸電線路；特高壓；帶電作業(yè)；安全防護(hù)

0 引言

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，特高壓輸電線路大幅擴(kuò)建，電網(wǎng)運(yùn)行中難免會(huì)出現(xiàn)線路改造、故障檢修等問題，帶電作業(yè)是1 000 kV特高壓交流輸電線路重要的檢修維護(hù)手段，對提高特高壓線路供電可靠性有重要意義。安全距離和組合間隙是作業(yè)人員在帶電作業(yè)時(shí)必須考慮的因素，必須使用滿足最小有效絕緣長度規(guī)定要求的絕緣工具，并采取合理的安全防護(hù)措施。

目前，500 kV輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)和安全防護(hù)措施已經(jīng)相當(dāng)成熟，而1 000 kV交流特高壓是近幾年才發(fā)展的新的電壓等級(jí)，電壓更高、空間場強(qiáng)更強(qiáng)，作業(yè)人員電磁場中安全因素更加復(fù)雜，一旦操作不當(dāng)或安全防護(hù)措施沒有做到位則會(huì)危及人身安全，為了維護(hù)特高壓輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，避免帶電作業(yè)時(shí)安全隱患的發(fā)生，研究特高壓帶電作業(yè)的安全防護(hù)措施十分必要。

1 交流特高壓帶電檢修

隨著特高壓電網(wǎng)對供電可靠性要求的提高，帶電作業(yè)成為一個(gè)集技術(shù)研究和現(xiàn)場實(shí)踐于一體的綜合性專業(yè)。在500 kV電壓等級(jí)作業(yè)成熟的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)上，交流 1 000 kV輸電線路已在部分線路上開展試驗(yàn)和實(shí)踐，分析特高壓電磁場環(huán)境，研制出屏蔽服和電位轉(zhuǎn)移棒等安全防護(hù)措施，研制出各種帶電作業(yè)項(xiàng)目的配套工器具，并投入生產(chǎn)實(shí)際中。

目前，已經(jīng)有部分單位對交流特高壓帶電作業(yè)技術(shù)展開試驗(yàn)和應(yīng)用。湖北省電力公司已開展1 000 kV交流特高壓線路帶電走線檢查導(dǎo)線，帶電更換間隔棒、金具等作業(yè)項(xiàng)目，嘗試?yán)弥鄙龣C(jī)作為平臺(tái)，進(jìn)行帶電作業(yè)方式的最小安全間隙試驗(yàn)、等電位試驗(yàn)測試等工作。隨著全國多條特高壓線路陸續(xù)投入運(yùn)行，交流特高壓帶電作業(yè)已不再神秘，帶電檢修將作為一種常態(tài)化的方式不斷創(chuàng)新和實(shí)踐。

2 交流特高壓帶電作業(yè)人體影響

2.1 電流影響

等電位脈沖電流。作業(yè)人員在由地電位通過絕緣繩從空中緩慢轉(zhuǎn)移到1 000 kV導(dǎo)線過程中，人體的電荷發(fā)生變化，人體與高壓導(dǎo)線的存在電位差，在接觸導(dǎo)線前的一瞬間，較高的電壓差擊穿空氣間隙形成放電電弧，伴隨著正、負(fù)極性的脈沖電流反復(fù)在人體和導(dǎo)線間存在。這對作業(yè)人員存在較大威脅。為避免人體與導(dǎo)線間反復(fù)放電拉弧，作業(yè)人員應(yīng)快速、穩(wěn)定的利用電位轉(zhuǎn)移棒接觸導(dǎo)線，且與導(dǎo)線保持0.5 m的距離，使脈沖電流對人體的影響最小。

絕緣工具的泄漏電流。地電位作業(yè)人員操作絕緣工具接觸帶電體，會(huì)有泄漏電流流經(jīng)人體，泄漏電流與絕緣桿絕緣電阻有直接關(guān)系，因此，作業(yè)人員需在屏蔽服分流的保護(hù)下，確保絕緣桿的有效的絕緣長度和絕緣電阻。

2.2 電場影響

帶電作業(yè)人員從桿塔逐漸進(jìn)入電場過程中，人體周圍的電磁環(huán)境不斷變化，體表場強(qiáng)也變化較大。作業(yè)人員攀爬桿塔到達(dá)鐵塔橫擔(dān)體表場強(qiáng)變化過程：從地面沿桿塔攀爬時(shí)，體表場強(qiáng)不斷增大，離帶電導(dǎo)線越近，場強(qiáng)越大。作業(yè)人員沿絕緣子接近帶電體或采用吊籃緩慢進(jìn)入電場過程，體表場強(qiáng)隨著人體與帶電體距離接近而增大。接觸帶電導(dǎo)線的瞬間到達(dá)最大值。

等電位作業(yè)時(shí)人體穿著全套屏蔽服在等電位時(shí)，頭部和手的場強(qiáng)達(dá)到1 900～2 400 kV／m，人體處在分裂導(dǎo)線內(nèi)的部分場強(qiáng)則較小，平均達(dá)300～400 kV／m。均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人體的感知水平。試驗(yàn)結(jié)果表明，離開分裂導(dǎo)線截面越遠(yuǎn)，場強(qiáng)越大。因此導(dǎo)線上的等電位作業(yè)人員的手和面部所處的電場強(qiáng)度較大，作業(yè)人員應(yīng)盡量控制動(dòng)作幅度不宜過大。

3 交流特高壓等電位作業(yè)方法及安全分析

3.1 特高壓三種等電位進(jìn)入方式

“吊籃法”進(jìn)電場?！暗趸@法”進(jìn)電場通常由1根絕緣吊拉繩和1個(gè)絕緣滑車組控制，絕緣吊拉繩固定在絕緣子串掛點(diǎn)的橫擔(dān)處，絕緣吊拉繩的長度應(yīng)經(jīng)過準(zhǔn)確的計(jì)算或?qū)嶋H測量，保證等電位電工能順利進(jìn)入導(dǎo)線，如圖1所示。作業(yè)時(shí)絕緣滑車組由地面電工負(fù)責(zé)控制，等電位電工在吊籃上坐穩(wěn)并綁好安全帶后，進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，絕緣子滑車組再緩慢松出，等電位電工沿絕緣吊拉繩擺動(dòng)的軌跡進(jìn)入等電位。此方法要充分考慮等電位過程中的組合間隙滿足規(guī)程要求。

圖1 “吊籃法”進(jìn)電場

“軟梯法”進(jìn)入耐張塔強(qiáng)電場。絕緣軟梯法進(jìn)電場是以導(dǎo)、地線為懸掛點(diǎn)，等電位作業(yè)前在導(dǎo)、地線上先行掛設(shè)軟梯，掛梯同時(shí)考慮作業(yè)過程中導(dǎo)線、地線增加集中荷載后，對導(dǎo)線、地面及交叉跨越物的安全距離是否滿足要求。作業(yè)人員從地面攀爬軟梯進(jìn)入電場。此方法進(jìn)入電場過程中不需帶電作業(yè)時(shí)的最小安全距離和組合間隙，如圖2所示。

圖2 “軟梯法”進(jìn)入電場

沿耐張串“跨二短三法”進(jìn)電場?！翱缍倘狈ㄟM(jìn)入電場通常超高壓電壓等級(jí)帶電作業(yè)人員沿絕緣子片進(jìn)入等電位過程，為了避免人體短接電氣距離過大從而保證組合間隙，要求作業(yè)人員最多短接3片絕緣子。作業(yè)時(shí)等電位電工身體與絕緣子串垂直，腳踩其中一串絕緣子手扶另一串絕緣子，手腳在絕緣子串上的位置必須保持對應(yīng)一致，如圖3所示，短接的絕緣子一般不超過3片，當(dāng)扣除被短接片數(shù)后良好絕緣子片數(shù)能滿足規(guī)定時(shí)，短接片數(shù)可適當(dāng)增加。

3.2 河泉線桿塔帶電作業(yè)安全距離

1 000 kV河泉Ⅰ、Ⅱ線是同塔共架雙回線路，如圖4所示，通過對其典型的直線塔和耐張塔桿塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，驗(yàn)證帶電作業(yè)時(shí)的安全距離和組合間隙。保證檢修時(shí)作業(yè)人員人身安全和設(shè)備安全。

圖4 河泉線典型直線塔和耐張塔

利用投運(yùn)前和線路停電機(jī)會(huì)開展帶電作業(yè)演練，對典型直線塔采用“吊籃法”進(jìn)電場，作業(yè)人員在吊籃中從橫擔(dān)經(jīng)過絕緣傳遞繩緩慢進(jìn)入導(dǎo)線，由SZ30103型桿塔結(jié)構(gòu)可知，懸垂絕緣子串結(jié)構(gòu)高度9 m，導(dǎo)線距離桿塔水平距離為11.4 m，作業(yè)人員在吊籃內(nèi)沿拋物線軌跡進(jìn)入電場，校核進(jìn)入過程中組合間隙是否符合要求。根據(jù)交流特高壓帶電作業(yè)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，參考特高壓帶電作業(yè)組合間隙放電曲線，可以得到相應(yīng)操作的危險(xiǎn)率。校核結(jié)果如表1所示。

表1 直線塔組合間隙校核

由表1可看出，這種作業(yè)方式危險(xiǎn)率小于，滿足帶電作業(yè)的安全性要求，以此類推，其他塔型也符合帶電作業(yè)安全距離要求。

同理，SDJ30103型耐張塔沿絕緣子串進(jìn)電場過程，等電位作業(yè)組合間隙校核。1 000 kV河泉Ⅰ、Ⅱ線耐張絕緣子片數(shù)為48片和57片，絕緣子串長約10.7 m，考慮人體短接距離0.5 m，根據(jù)沖擊放電試驗(yàn)，校核結(jié)果如表2所示。

表3 1 000 kV帶電作業(yè)屏蔽服衣料和成品性能試驗(yàn)

表2 耐張塔組合間隙校核

由表2可知，危險(xiǎn)率小于10-5，SDJ30103型耐張塔沿絕緣子進(jìn)電場符合帶電作業(yè)組合間隙的要求。

4 交流特高壓帶電作業(yè)安全防護(hù)措施

4.1 屏蔽服和屏蔽要求

屏蔽服是帶電作業(yè)安全防護(hù)的第一大 “法寶”，全套屏蔽服包括帽子、面罩、衣服、襪子和導(dǎo)電鞋，各部位用導(dǎo)電良好的金屬接頭連接可靠。1 000 kV交流特高壓帶電作業(yè)人員必須穿著全套屏蔽服，等電位人員必須戴好面罩。屏蔽服起到均流、分壓和屏蔽電磁場的作用，避免等電位瞬間脈沖電流對人體的沖擊。

1 000 kV帶電作業(yè)屏蔽服衣料和成品性能試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

特高壓輸電線路帶電作業(yè)使用屏蔽服的屏蔽效率必須大于60 dB，用滿足表3要求的材料制作。

等電位和中間電位作業(yè)人員登塔前需穿全套屏蔽服（包括連衣褲帽、面罩、手套、導(dǎo)電襪和導(dǎo)電鞋），認(rèn)真按要求進(jìn)行電阻檢測，符合要求后方可使用，屏蔽服裝內(nèi)還應(yīng)穿阻燃內(nèi)衣。

等電位電工登塔前檢查屏蔽服連接情況，不準(zhǔn)出現(xiàn)破損和孔洞，電阻值小于或等于20 Ω。作業(yè)人員進(jìn)入電場和退出電場時(shí)需檢查各連接頭是否連接牢固可靠，在電場中時(shí)刻保持各部分連接可靠。

用絕緣傳遞繩索傳遞大件金屬物品（包括工具、材料）時(shí)，桿塔或地面上作業(yè)人員應(yīng)將金屬物品接地后才能觸及。

4.2 電位轉(zhuǎn)移棒

電位轉(zhuǎn)移棒是1 000 kV交流特高壓帶電作業(yè)的第二大“法寶”，利用電位轉(zhuǎn)移棒接觸帶電體可以進(jìn)行有效電位轉(zhuǎn)移，減少人體沖擊。

等電位試驗(yàn)表明，等電位人員距接近導(dǎo)線至0.5 m時(shí)，頭部、腳尖就會(huì)與導(dǎo)線形成電弧，出現(xiàn)多個(gè)電弧通道，經(jīng)仿真計(jì)算，1 000 kV特高壓線路作業(yè)人員距離帶電導(dǎo)線0.5 m進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移時(shí)，流過人體的最大瞬態(tài)能量可達(dá)0.96 J，采用電位轉(zhuǎn)移棒先接觸導(dǎo)線，可避免脈沖放電點(diǎn)在人體頭部發(fā)生。

特高壓電位轉(zhuǎn)移棒長度約0.6 m，由硬質(zhì)絕緣棒、金屬觸頭和軟金屬引線組成，引線一端固定于觸頭上，另一端與屏蔽服或吊籃相連。使用時(shí)，等電位電工進(jìn)入電場過程中手持電位轉(zhuǎn)移棒放于身前；等電位電工到達(dá)距離帶電導(dǎo)線0.5 m處向工作負(fù)責(zé)人申請電位轉(zhuǎn)移，得到工作負(fù)責(zé)人的許可后用電位轉(zhuǎn)移棒迅速、穩(wěn)妥、準(zhǔn)確的勾住離人體最近的一根子導(dǎo)線，完成電位轉(zhuǎn)移。

5 結(jié)語

1 000 kV交流特高壓帶電作業(yè)不是簡單的在500 kV輸電線路帶電作業(yè)的基礎(chǔ)上，加大絕緣繩索長度和絕緣工具的尺寸。試驗(yàn)表明，特高壓帶電作業(yè)過程中，電磁場環(huán)境復(fù)雜，對人體的影響更大，進(jìn)出電場危險(xiǎn)性增加，安全防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)和要求更高更嚴(yán)。

作業(yè)前，需核算桿塔結(jié)構(gòu)尺寸，選擇合適的絕緣繩索和絕緣工具，計(jì)算絕緣器具受力荷載，并在不帶電線路上模擬演練后方可進(jìn)行。根據(jù)塔型和器具，選擇合適的等電位進(jìn)出電場方式。制定相應(yīng)的安全措施、技術(shù)措施和應(yīng)急預(yù)案，作業(yè)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)護(hù)制度，注意保持最小安全距離和組合間隙，作業(yè)人員與監(jiān)護(hù)人員保持聯(lián)系暢通。

正確使用特高壓帶電作業(yè)屏蔽服和電位轉(zhuǎn)移棒，屏蔽服起到屏蔽電磁場、分流和均壓作用，作業(yè)過程中時(shí)刻保持各部分連接可靠，電位轉(zhuǎn)移棒是特高壓帶電作業(yè)減小等電位瞬間脈沖電流的有效手段。

［1］盧剛.±660 kV直流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2013.

［2］胡毅，王力農(nóng)，邵瑰瑋，等.1 000 kV級(jí)交流輸電線路帶電作業(yè)的試驗(yàn)研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（6）：8-13.

［3］邵瑰瑋，胡毅，王力農(nóng)，等.特高壓交流線路帶電作業(yè)安全防護(hù)用具與措施［J］.高電壓技術(shù)，2007，33（11）：46-50.

［4］舒印彪，胡毅，李雪.特高壓交流輸電線路的運(yùn)行維護(hù)與帶電作業(yè)［J］.高電壓技術(shù)，2007，33（6）：1-5.

［5］石生智.交流特高壓輸電線路帶電作業(yè)工器具及作業(yè)方法研究［D］.保定：華北電力大學(xué)，2013.

Research on Safe Protection of Live Working for 1 000 kV Hequan Transmission Line

LI Min1，BI Bin1，WANG Dapeng1，WANG Xinwei2
（1.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250118，China；2.School of Electric and Electronic Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China）

With the rapid development of UHV transmission network，the 1 000 kV AC UHV transmission lines gradually become the main energy channel of the inter-regional power grid.In order to improve its power supply reliability，reduce the number of temporary power cut，the live maintenance is essential.The characteristics of high voltage level，large electric field strength and high tower height of 1 000 kV AC UHV transmission line increased the difficulty of its live maintenance.By analyzing the way of 1 000 kV Hequan line and checking the safety distance of live working，the importance of shielding clothing and potential transfer bar is elaborated to achieve the goal of safety protection for UHV live working.

AC transmission line；ultra high voltage；live working；safety protection

TM08

A

1007－9904（2017）02－0007－04

2016-10-25

李 敏（1987），男，從事輸電線路運(yùn)行與檢修工作。