輸配電線路帶電作業(yè)技術(shù)的研究與發(fā)展

段文成 程政國

【摘 ?要】隨著我國電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，經(jīng)過五十多年來的研究及應(yīng)用，帶電作業(yè)已成為輸配電線路檢測、檢修、改造的重要手段和方法，為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行和提高經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮了十分重要的作用。輸電線路開展帶電作業(yè)方式具備諸多優(yōu)勢，有效的作業(yè)方式不僅可減少輸電損失，而且還能為電網(wǎng)安全運(yùn)行和維護(hù)提供安全保障。因此，加強(qiáng)對特高壓直流電網(wǎng)的相關(guān)探究已成為國內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)重要課題。

【關(guān)鍵詞】輸配電線路帶電作業(yè)技術(shù);發(fā)展;

帶電作業(yè)，即對高壓電氣設(shè)備進(jìn)行檢測、檢修，發(fā)現(xiàn)有缺陷的設(shè)備并進(jìn)行及時(shí)更換，避免電網(wǎng)發(fā)生停電現(xiàn)象，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。近年來，在現(xiàn)代化技術(shù)的支持下，電力生產(chǎn)得到了進(jìn)一度的發(fā)展，超高壓運(yùn)輸電網(wǎng)也進(jìn)入新的發(fā)展階段，為了適應(yīng)其發(fā)展，需要加強(qiáng)對輸配電線路帶電作業(yè)技術(shù)的研究，不斷革新、完善其技術(shù)手段，保證帶電作業(yè)技術(shù)的科學(xué)性與先進(jìn)性。

一、輸配電線路帶電作業(yè)技術(shù)的研究

1.保護(hù)間隙取值的確定。以1000kV線路酒杯塔的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行具體說明。一是保護(hù)間隙最小取值的確定。當(dāng)線路最高工作電壓為1100kV（其相電壓有效值為635.1kV）時(shí)，由保護(hù)間隙工頻閃絡(luò)放電曲線，保護(hù)間隙取2.1 m 可耐受1000kV 線路最高工頻相電壓而不發(fā)生閃絡(luò)。二是保護(hù)間隙最大取值的確定。大量試驗(yàn)研究表明，保護(hù)間隙布置于邊相時(shí)的操作沖擊放電特性與布置于中相時(shí)相差很小。且考慮操作沖擊波的波前長度對帶電作業(yè)放電間隙的操作沖擊放電特性影響后，各帶電作業(yè)間隙的作業(yè)危險(xiǎn)率均有降低。因此，由保護(hù)間隙布置于中相時(shí)的操作沖擊放電特性曲線確定保護(hù)間隙取值有足夠安全裕度，從而可保證帶電作業(yè)的安全可靠性。根據(jù)保護(hù)間隙操作沖擊放電特性曲線，結(jié)合1000kV 線路帶電作業(yè)最小安全距離研究成果，將作業(yè)間隙與保護(hù)間隙進(jìn)行絕緣配合。保護(hù)間隙與作業(yè)間隙進(jìn)行絕緣配合時(shí)，可能出現(xiàn)保護(hù)間隙耐受工頻電壓不發(fā)生閃絡(luò)的最小取值大于保護(hù)間隙的最大允許取值的情況，即保護(hù)間隙與作業(yè)間隙無絕緣配合值。假設(shè)在帶電作業(yè)工作過程中，沿線傳播操作沖擊過電壓，其傳播方向?yàn)閺膸щ娮鳂I(yè)點(diǎn)至保護(hù)間隙掛點(diǎn)，若各間隙的放電總是在波前發(fā)生，則為使保護(hù)間隙發(fā)揮保護(hù)作用以降低作業(yè)危險(xiǎn)率，且避免保護(hù)間隙頻繁動(dòng)作提高線路跳閘率，必須同時(shí)滿足2個(gè)條件：一是作用在帶電作業(yè)點(diǎn)的操作沖擊過電壓幅值小于作業(yè)間隙的操作耐受電壓;二是作用在保護(hù)間隙上的操作沖擊過電壓值使保護(hù)間隙放電。

2.作業(yè)人員安全防護(hù)。（1）由于超/特高壓輸電線路電壓等級高，桿塔結(jié)構(gòu)尺寸大，線路檔距大，導(dǎo)線分裂數(shù)多，絕緣子串長度和噸位也相應(yīng)增大，這些特點(diǎn)對作業(yè)工器具提出了更高的技術(shù)要求。對于金屬卡具，通過實(shí)用化技術(shù)研究，根據(jù)超、特高壓線路工程中的不同噸位、不同型式的絕緣子串型的特點(diǎn)，已研制完成了型式眾多、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的鈦合金卡具，為減輕作業(yè)人員工作強(qiáng)度還配套研制有帶液壓傳動(dòng)裝置的緊線工具。二是為滿足不同長度的要求，一般由多節(jié)連接而成。在電氣性能方面，要結(jié)合實(shí)際線路工程滿足相應(yīng)的最小有效絕緣長度，在機(jī)械性能方面，為滿足大荷載的要求，允許荷載須≥120kN。（2）輸電線路帶電作業(yè)用屏蔽服。一是研制的特高壓交、直流線路帶電作業(yè)全套專用屏蔽服，采用金屬纖維與柞蠶絲混紡后與蒙乃爾合金絲并捻交織而成，成套屏蔽服裝包括上衣、褲子、帽子、手套、短襪、鞋子及連接頭和連接線。二是在帶電作業(yè)人員等電位轉(zhuǎn)移過程中，因電容放電會產(chǎn)生高幅值、高頻率的電位轉(zhuǎn)移脈沖電流，利用身穿全套屏蔽服的模擬人進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測，發(fā)現(xiàn)電位轉(zhuǎn)移電流的大小及分散性與作業(yè)人員進(jìn)出等電位的速度、導(dǎo)線布置及接觸導(dǎo)線的方式有相關(guān)性，等電位過程瞬間會產(chǎn)生明顯的電弧，為保障帶電作業(yè)人員的安全，在滿足特高壓線路帶電作業(yè)最小安全距離等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的前提下，作業(yè)人員還需采用以下安全防護(hù)措施：一是等電位作業(yè)人員亦應(yīng)穿戴專用屏蔽服，使用絕緣操作桿時(shí)，絕緣桿的有效絕緣長度須滿足要求。在絕緣子兩端懸掛支、拉、吊等絕緣件時(shí)，絕緣件的有效長度須滿足要求。二是等電位作業(yè)人員須穿戴帶電作業(yè)專用屏蔽服，與周圍帶電體及接地體的距離須滿足要求。進(jìn)出等電位時(shí)的最小組合間隙須滿足要求。作業(yè)人員進(jìn)出1000kV線路時(shí)須使用電位轉(zhuǎn)移棒。等電位電工進(jìn)出強(qiáng)電場時(shí)應(yīng)有后備保險(xiǎn)帶，從桿塔、地面向等電位電工傳遞工具等時(shí)，要用干燥、清潔的絕緣繩。

二、發(fā)展方向

1.高海拔帶電作業(yè)技術(shù)研究。針對海拔3000～4000m 及以上的高海拔地區(qū)，還需深入研究適用于該類地區(qū)的超、特高壓帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，包括安全作業(yè)間隙、安全防護(hù)技術(shù)、絕緣操作工具、作業(yè)導(dǎo)則等。針對該地區(qū)配電線路的帶電作業(yè)，需試驗(yàn)論證絕緣防護(hù)用具、遮蔽用具、操作工具的性能及尺寸是否滿足安全作業(yè)的要求，并根據(jù)需要研制或改進(jìn)相應(yīng)的作業(yè)工器具和防護(hù)用具，提升高海拔地區(qū)配網(wǎng)帶電作業(yè)安全水平。

2.機(jī)器人在帶電作業(yè)中的應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用于很多作業(yè)工作中，并顯示出顯著的優(yōu)勢。而在輸配電線路帶電作業(yè)技術(shù)的發(fā)展中，機(jī)器人的應(yīng)用也必將成為其重要發(fā)展趨勢。首先，利用機(jī)器人進(jìn)行帶電作業(yè)的實(shí)施，可以使操作人員無需直接進(jìn)入高壓電場區(qū)域，從而在很大程度上避免了高壓給操作人員帶來的危險(xiǎn)，為其人身安全提供了有效的保障，而且，利用機(jī)器人進(jìn)行勞動(dòng)強(qiáng)度較大的作業(yè)，還在很大程度上減輕了帶電作業(yè)人員的工作強(qiáng)度。機(jī)器人在帶電作業(yè)中的應(yīng)用顯示出強(qiáng)烈的人文關(guān)懷精神，是電力發(fā)展人性化的彰顯。其次，利用機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控操作高壓，完成很多高難度、高危險(xiǎn)系數(shù)的作業(yè)，而且其作業(yè)工序的實(shí)施更加準(zhǔn)確，避免了人為因素的失誤，大大提高了輸配電線路帶電作業(yè)的效率，還為帶電作業(yè)的實(shí)施質(zhì)量提供了有力的保障。因此，在未來的電力發(fā)展中，要提高其安全性與可靠性，機(jī)器人作業(yè)是一個(gè)很好的技術(shù)手段。

3.新型檢測設(shè)備在帶電作業(yè)中的應(yīng)用。隨著越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)被開發(fā)出來，通信、光纖，尤其是自動(dòng)控制技術(shù)將會被應(yīng)用到檢測設(shè)備的創(chuàng)新中，新型的檢測設(shè)備在帶電作業(yè)的操作中將更加便捷，其檢測結(jié)果也將更加精確、可靠?，F(xiàn)在機(jī)械手臂已經(jīng)慢慢開始在帶電作業(yè)中應(yīng)用開來，利用這種技術(shù)，操作人員可以在控制室對機(jī)械手臂進(jìn)行遙控指揮，利用機(jī)械手臂完成一些帶電操作，人們已經(jīng)看到了這種新興技術(shù)的優(yōu)勢，對其的研究與完善必將成為帶電作業(yè)技術(shù)革新的重要項(xiàng)目。應(yīng)加大新技術(shù)、新設(shè)備在變電站和換流站帶電檢修中的研究和應(yīng)用。在帶電清洗方面，應(yīng)在分析站內(nèi)絕緣設(shè)備參數(shù)特點(diǎn)和積污特性的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)研究站內(nèi)設(shè)備的帶電清洗技術(shù)，特別是超、特高壓直流設(shè)備的帶電清洗（掃）技術(shù)，包括研制智能化自動(dòng)帶電清洗洗裝置、研究高絕緣性能清洗材料、制定相關(guān)的安全技術(shù)規(guī)范等。整體推進(jìn)變電站帶電清洗和清掃技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

我國在特高壓交、直流輸電線路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、人員安全防護(hù)、工器具研制、標(biāo)準(zhǔn)制定及工程應(yīng)用等方面開展了深入的研究，取得一系列創(chuàng)新性成果，為線路的設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)提供了技術(shù)依據(jù)。為了使帶電作業(yè)能始終適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展，必須加強(qiáng)對帶電作業(yè)技術(shù)的研究，結(jié)合理論知識與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的成果，不斷推動(dòng)帶電作業(yè)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)我國電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，從而促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡聲機(jī).關(guān)于配電線路帶電作業(yè)方式與安全防護(hù)問題探討[J].華章，2018.

（作者單位：內(nèi)蒙古電力集團(tuán)包頭供電局九原供電分局）