特高壓吊籃法帶電作業(yè)滑車組掛點(diǎn)選取的研究

李 敏，李增偉，龐月龍，田 源

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟(jì)南 250118）

0 引言

帶電作業(yè)是電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)、檢修維護(hù)和改造的重要手段和方法，是保證電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)措施。從第 1次帶電作業(yè)實(shí)踐至今，帶電作業(yè)研究和應(yīng)用在我國(guó)已有60多年的歷史，為保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行及提高經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮了重要作用［1-2］。進(jìn)入 21世紀(jì)以來，為滿足大容量、遠(yuǎn)距離輸電的需要，“特高壓入魯”戰(zhàn)略逐步實(shí)施開展，“十三五”期間山東省內(nèi)將建成“三交四直”特高壓電網(wǎng)，對(duì)于優(yōu)化能源配置、保障電力供應(yīng)、防治大氣污染、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新具有顯著的綜合效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義［3-6］。隨著我國(guó)超、特高壓交直流輸電工程相繼建設(shè)和投運(yùn)，超、特高壓輸電線路帶電作業(yè)研究也相應(yīng)獲得快速發(fā)展。

合理的帶電作業(yè)方法旨在使得等電位人員在滿足最小電氣組合間隙的情況下，利用工器具通過安全適當(dāng)?shù)穆窂竭M(jìn)入電場(chǎng)，主要包括“跨二短三”法、吊籃法、軟梯法。采用 “跨二短三”法進(jìn)電場(chǎng)時(shí)，受桿塔形式的限制，僅適用于耐張塔；由于特高壓塔較高，無論采用塔上軟梯法或是塔下軟梯法，進(jìn)入電場(chǎng)的路徑較長(zhǎng)，對(duì)等電位人員的體力造成極大考驗(yàn)。絕緣吊籃（梯）法，俗稱“秋千法”，等電位人員坐在吊籃（梯）上以蕩秋千的方法進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)，作業(yè)安全性、可靠性較高，工作人員體力消耗較少，工器具較為輕便，常常是特高壓帶電作業(yè)的最優(yōu)方案。

在使用吊籃法進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，由于特高壓桿塔較高、下橫擔(dān)和橫擔(dān)角鐵間距不足等原因，常常存在滑輪組掛點(diǎn)難以選取、地電位電工控制擺繩不當(dāng)?shù)膯栴}，若不能有效處理，存在不滿足電氣組合間隙的隱患，極易影響工作效率，對(duì)作業(yè)人員的安全構(gòu)成威脅。

諸多學(xué)者專家對(duì)特高壓等電位帶電作業(yè)方法進(jìn)行了研究，提及了吊籃法掛點(diǎn)選取等方面的問題，為解決上述問題，本文通過分析特高壓帶電作業(yè)安全距離及影響因素，對(duì)現(xiàn)有特高壓吊籃法進(jìn)入電場(chǎng)方式進(jìn)行了優(yōu)化與改善，通過理論分析與實(shí)踐操作，給出了滑輪組掛點(diǎn)安裝的范圍要求，同時(shí)提出了一種更適用于特高壓帶電作業(yè)的塔上吊籃法的作業(yè)方法。

1 吊籃法帶電作業(yè)安全距離

在使用吊籃法進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，要考慮帶電作業(yè)安全距離的要求，主要包括最小安全距離、最小對(duì)地安全距離、最小相間安全距離、最小安全作業(yè)距離和最小組合間隙等。參考IEC標(biāo)準(zhǔn)，帶電作業(yè)的安全距離是指在帶電作業(yè)過程中，工作點(diǎn)未發(fā)生電氣擊穿的最小距離，其中最小電氣組合間隙是制約吊籃法進(jìn)電場(chǎng)的最主要因素，其受到諸如間隙形狀、系統(tǒng)過電壓幅值、作業(yè)地點(diǎn)位置、線路桿塔特點(diǎn)等因素影響。

為提高單位線路走廊寬度的輸電能力，特高壓桿塔多采用同塔共架的鼓形塔形式，如交流1 000 kV淮南-滬西線、交流1 000 kV錫盟-山東線（山東境內(nèi)）、交流1 000 kV榆橫-濰坊線等，根據(jù)文獻(xiàn)［7］結(jié)論，參考交流1 000 kV淮南-滬西線同塔雙回直線塔帶電作業(yè)安全距離的試驗(yàn)結(jié)果，如表1所示。

表1 同塔雙回直線塔帶電作業(yè)安全距離

參考特高壓相關(guān)設(shè)備臺(tái)帳，結(jié)合表1可以得出以下結(jié)論：

1）工況1作業(yè)人員腳對(duì)下橫擔(dān)放電與工況2作業(yè)人員頭部對(duì)上層導(dǎo)線放電的情況，可以通過適當(dāng)控制，如禁止作業(yè)人員伸長(zhǎng)工器具等方法，減少人體占位間隙，可以滿足足夠的安全距離，且留有足夠的安全裕度。

2）工況3作業(yè)人員進(jìn)出等電位進(jìn)入電場(chǎng)過程中，導(dǎo)線-人-橫擔(dān)最小電氣組合間隙若吊籃法滑車組掛點(diǎn)選取不當(dāng)，極易導(dǎo)致作業(yè)人員進(jìn)入電場(chǎng)路徑不合理，使得電氣組合間隙不滿足6.9 m的要求。

2 特高壓帶電作業(yè)吊籃法

2.1 塔上吊籃法與塔下吊籃法比選

根據(jù)吊籃掛點(diǎn)位置、滑車組形式的不同，可以分為塔上吊籃法與塔下吊籃法，示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 塔上吊籃法

圖2 塔下吊籃法

吊籃法所需的工具包括絕緣士字梯、絕緣滑車組一套、絕緣擺繩等，地電位電工將滑車組固定在橫擔(dān)上，通過控制絕緣繩使得吊籃升降，將等電位電工“送入”等電位。

與常規(guī)220 kV、500 kV輸電線路帶電作業(yè)不同，由于特高壓塔高一般為100 m左右，以錫盟-山東1 000 kV特高壓輸電線路為例，山東境內(nèi)鐵塔平均高度約106 m，若采用塔下吊籃法，作業(yè)人員需攜帶的傳遞繩較長(zhǎng)，傳遞繩自重不容忽視，對(duì)作業(yè)人員登塔有一定的安全隱患；若采用塔下吊籃法時(shí)，人力無法完成，需使用機(jī)動(dòng)絞磨、絕緣絞磨繩等工具，工作組織較為困難。同時(shí)對(duì)擺繩的控制力較弱，等電位電工難以保持平穩(wěn)安全進(jìn)入電場(chǎng)。而采用塔上吊籃法時(shí)，雖然作業(yè)準(zhǔn)備較為繁冗，但僅靠人力即可實(shí)現(xiàn)操作，進(jìn)入等電位路徑較合理，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度較小，因此，在特高壓帶電作業(yè)中多采用塔上吊籃法。

2.2 吊籃法掛點(diǎn)的選取

一般情況下需要根據(jù)檢修位置、桿塔形式、作業(yè)方式的不同，因地制宜選取滑車組掛點(diǎn)，還需要遵循以下基本原則：

1）吊籃法掛點(diǎn)水平方向的選取。吊籃法水平方向的選取，是決定帶電作業(yè)等電位人員能否滿足最小電氣組合間隙要求的關(guān)鍵。若掛點(diǎn)距離橫擔(dān)頭的水平距離過小，則等電位人員近乎貼近垂直絕緣子串進(jìn)入電場(chǎng)，路徑不合理，且不滿足電氣組合間隙的要求；若選取掛點(diǎn)距離橫擔(dān)頭過遠(yuǎn)，一方面擺繩長(zhǎng)度不夠，等電位人員不能夠進(jìn)入電場(chǎng)，另一方面進(jìn)入電場(chǎng)的路徑弧度較大，常常因?yàn)閿[繩自重的原因，無法將等電位人員“蕩”進(jìn)電場(chǎng)。

綜上分析，輸電檢修中心帶電班在特高壓廊泉線718號(hào)塔進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，同時(shí)參考相關(guān)帶電作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，得出結(jié)論：吊籃法滑車組掛點(diǎn)距離橫擔(dān)頭的水平距離D需小于絕緣子串長(zhǎng)度，及擺繩長(zhǎng)度D串，且大于橫擔(dān)的總長(zhǎng)度D橫擔(dān)的三分之一，即滿足

2）吊籃法掛點(diǎn)垂直方向的選取。如圖3所示，為交流1 000 kV錫盟-山東特高壓線路SZ30104塔型橫擔(dān)示意圖。圖中鐵塔橫擔(dān)達(dá)15.8 m，且懸垂絕緣子較長(zhǎng)，對(duì)掛點(diǎn)垂直方向的選取帶來了不小挑戰(zhàn)。最優(yōu)的掛點(diǎn)選擇一方面要便于等電位人員進(jìn)入／脫離士字梯，減少體力消耗；另一方面要便于地電位人員控制擺繩，能夠?qū)⒌入娢蝗藛T安全穩(wěn)定“送入”電場(chǎng)。但在特高壓鐵塔中，掛點(diǎn)垂直方向的選取還受到橫擔(dān)交叉角鐵的孔洞大小、橫擔(dān)高度、角鐵上下間距等方面的制約，若垂直距離過高，則地電位人員布置較為困難，若掛點(diǎn)過低如掛在橫擔(dān)下方水平角鐵，等電位人員將無法順利進(jìn)出士字梯，影響作業(yè)效率。

圖3 交流1 000 kV錫盟-山東特高壓線路SZ30104塔型橫擔(dān)示意圖

從圖3中可以看出，特高壓橫擔(dān)高度約為1～5 m。為便于滑車組、繩索機(jī)構(gòu)的布置，一般選取在橫擔(dān)上層交叉傾鐵處，約1.5 m高左右，如圖4所示。

圖4 吊籃法掛點(diǎn)垂直方向的最優(yōu)選擇

同時(shí)由于特高壓塔窗較小，若在地等電位人員在橫擔(dān)休息平臺(tái)處，滑車組采用向上拉的方式，控制絕緣擺繩，不便用力，存在一定的安全隱患。因此，在下橫擔(dān)確定滑車組掛點(diǎn)時(shí)，充分利用特高壓塔腿休息平臺(tái)，待作業(yè)人員進(jìn)入士字梯時(shí)，地電位人員在塔腿休息平臺(tái)處向下拉絕緣擺繩（若掛點(diǎn)在中橫擔(dān)，則地電位人員可在下橫擔(dān)操作），不僅可以避免攜帶過重的絕緣繩索，減少工器具負(fù)重，而且還保證了作業(yè)的安全，提高了工作效率。如圖5所示為采用改進(jìn)的吊籃法演練時(shí)，等電位人員成功進(jìn)入導(dǎo)線處。

圖5 吊籃法進(jìn)電場(chǎng)

3 結(jié)論

借鑒超高壓等電位帶電作業(yè)方法，根據(jù)廊泉線718號(hào)塔特高壓線路真人操練情況，對(duì)特高壓中使用吊籃法，可以得出結(jié)論及改進(jìn)意見：

1）考慮到特高壓線路作業(yè)強(qiáng)度大，對(duì)安全距離要求高等特點(diǎn)，建議使用吊籃法，特別是采用塔上吊籃法進(jìn)行帶電檢修作業(yè)。

2）為保證足夠的電氣組合間隙距離要求，且留有一定的安全裕度，吊籃法滑車組掛點(diǎn)距離橫擔(dān)頭的水平距離D需小于絕緣子串長(zhǎng)度，及擺繩長(zhǎng)度D串，且大于橫擔(dān)的總長(zhǎng)度D橫擔(dān)的三分之一。

3）為便于等電位人員進(jìn)／出士字梯，同時(shí)使得地電位人員更為平穩(wěn)安全的控制擺繩，滑車組掛點(diǎn)的垂直方面應(yīng)掛在橫擔(dān)上層1.5 m高的交叉傾鐵處，同時(shí)建議地電位作業(yè)人員在塔腿休息平臺(tái)處，采用下拉方式控制吊籃的升降。