交流特高壓復合橫擔對帶電作業(yè)安全影響分析

周程　黃靜　章自勝

摘? 要：交流特高壓復合橫擔結構不同與常規(guī)塔型，在作業(yè)中要合理的分析帶電作業(yè)安全性。分析交流特高壓復合橫擔對帶電作業(yè)安全距離、進出等電位方式等因素，通過試驗以及方針計算可以了解交流特高壓復合橫擔對帶電作業(yè)安全性產生的影響，得出了交流特高壓復合橫擔帶電作業(yè)最小安全距離為5.6m，其最小組合間隙距離為6.0m。相對于常規(guī)塔型來說要高。交流特高壓復合橫擔在作業(yè)中通過復合橫進入等電位方式進行作業(yè)工作人員體表電廠強度最大主要集中在頭部、肩膀等區(qū)域，要高于常規(guī)塔型的線路狀況。對此，在作業(yè)中工作人員要加強對頭部以及肩膀區(qū)域的重點防護處理。

關鍵詞：交流特高壓復合橫擔;帶電作業(yè);安全影響

中圖分類號：TM84? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）34-0073-02

Abstract： The structure of AC UHV composite crossbar is different from that of conventional tower， so the safety of live operation should be reasonably analyzed in operation. The factors such as the safe distance of AC UHV composite crossbar to live work and the equal potential mode in and out of live work are analyzed. Through the test and policy calculation， the influence of AC UHV composite crossbar on the safety of live work can be understood. It is concluded that the minimum safe distance of AC UHV composite crossbar live operation is 5.6 m， and the minimum combined question gap distance is 6.0 m. It's taller than a regular tower. During the operation， the AC UHV composite crossbar is mainly concentrated in the head， shoulder and other areas， which is higher than the line condition of the conventional tower type， which is mainly concentrated in the head， shoulder and other areas. In view of this， in the operation， the staff should strengthen the key protection of the head and shoulder area.

Keywords： AC UHV composite crossbar; live operation; safety impact

1 交流特高壓復合橫擔關鍵技術

1.1 節(jié)點設計

在交流特高壓復合橫擔應用要重視節(jié)點設計。鋼套管式節(jié)點承載能力較高，其連接便捷，具有傳力可靠的優(yōu)勢，在交流特高壓復合橫擔中應用效果顯著。通過ANSYS有限元模擬，通過分析橫擔部件實驗結果可以確定此種方式連接傳遞方式清晰、節(jié)點更為安全，具有良好的推廣價值。

1.2 結構選型

特高壓交流工程根據(jù)導線掛線方式、橫擔布置方案以及節(jié)點處理方案等因素確定通過上翹型復合橫擔塔方案進行處理，其整體結構可以基于750kV復合橫擔布置進行改進，可以保障掛點與塔身之間水平距離最小，在滿足橫擔絕緣長度的同時通過降低橫擔小平面主材上翹，其最大上翹角度則就是橫擔下平面主材以及風偏后聯(lián)板、線夾碰撞的角度。

交流特高壓復合橫擔的絕緣性良好，通過取消懸垂絕緣子串的方式可以有效的減小到底線荷載作用，減小塔重以及基礎作用力。交流特高壓復合橫擔結構簡單，通過兩根斜拉索以及管型壓桿、若干個鋼節(jié)點共同構成，在復合材料絕緣特性以及鋼結構節(jié)點傳力可靠的基礎之上，其鏈接更為便捷。

交流特高壓復合橫擔傳力清晰，在不同設計工況的共同作用之下，橫擔上平面可以有效的傳遞拉力，而其下平面則可以傳遞壓力，合理的利用了復合材料的抗拉特性。同時，其也具有良好的擴展性，整體結構合理，具有良好的經濟性。

2 交流特高壓復合橫擔對帶電作業(yè)安全影響分析

交流特高壓復合橫擔與普通塔型具有異性的差異性，這些差異性直接影響了帶電作業(yè)的安全性，為了保障工作人員帶電安全性，就要分析其產生的影響，根據(jù)實際狀況采取有效的防護措施與手段。

2.1 復合橫擔對帶電作業(yè)安全距離的影響

2.1.1 典型帶電作業(yè)工況

交流特高壓復合橫擔線路在帶電作業(yè)中，復合橫擔塔型與其電極操作進行沖擊放電的時候，因為負荷橫擔的引入，導致放點過程與常規(guī)類型之下的純空氣間隙的放電類型不同，會直接影響帶電作業(yè)的安全距離以及組合間隙距離。

通過模擬復合橫擔塔型之下的帶電作業(yè)間隙的沖擊放電試驗，通過標準沖擊波進行放電試驗，根據(jù)標準要求進行實驗數(shù)據(jù)處理。通過實驗獲得間隙操作沖擊放電特性之后，根據(jù)線路設計中對于過電壓水平以及帶電作業(yè)危險率的具體要求，用帶電作業(yè)絕緣配合的方式計算分析安全距離的具體要求。

2.1.2 最小安全距離試驗

在模擬中，將假人始終放置在等電位，調節(jié)模擬假人與塔身距離，獲得間隙沖擊放電電壓，獲得放電特征曲線，對比常規(guī)狀態(tài)之下放電曲線可以發(fā)現(xiàn)，在相同間隙距離狀況之下，特高壓復合橫擔解耦股的放電電壓要低于常規(guī)類型的7%～10%左右。

2.1.3 最小組合間隙距離試驗

將模擬假人放在最低放電位置，調節(jié)J假人與塔身距離獲得間隙操作沖擊放電電壓，獲得放電特征曲線對比常規(guī)狀態(tài)之下特征曲線可以發(fā)現(xiàn)在間隙距離同等的狀態(tài)之下，特高壓復合橫擔間隙結構放電電壓要低于常規(guī)性的10%左右。

根據(jù)試驗結果，綜合帶電作業(yè)絕緣配合方法以及帶電作業(yè)的危險率要求，計算分析其最小距離以及組合間隙距離。分析線路過電壓對比常規(guī)塔型其具體結果如表1。

通過分析結果可以發(fā)現(xiàn)，在同等的作業(yè)工況中，特高壓復合橫擔塔型的間隙放電電壓低于常規(guī)塔型。主要就是因為常規(guī)塔型的作業(yè)工況屬于純空氣間隙結構，而復合橫擔塔型結構會轉變圓通的間隙結構，造成作業(yè)工況的改變。純空氣間隙放電電壓要高于固體絕緣介質的表面，隨著閃絡放電電壓，也就是通過應用復合橫擔結構會降低帶電作業(yè)間隙擊穿的電壓。在同等的過電壓狀況之下，復合橫擔線路的最小安全距離以及最小的組合間隙距離均要高于常規(guī)塔型結構。

分析帶電作業(yè)絕緣配合計算結果可以確定，復合橫擔塔型之下帶電作業(yè)最小安全距離大于常規(guī)塔型0.3m;最小組合間隙距離要大于0.4m，這樣才可以保障帶電作業(yè)符合常規(guī)的塔型安全性。

2.2 特高壓復合橫擔塔型對進出等電位方式的影響

特高壓常規(guī)塔型線路進出等電位主要通過吊籃法進行施工。作業(yè)人員要在塔上合適位置，固定安裝吊籃裝備，等電位作業(yè)人員要做好安全防護措施然后進入到吊籃中，通過塔上地點位作業(yè)人員進行控制，沿著一定軌跡進行高電場等電位處理，退出等電位則根據(jù)其相反的程序進行處理。

在特高壓復合橫擔塔型中通過對應的金具將分裂導線與復合橫擔連接固定。在處理中可以通過上層符合橫擔安裝設備實現(xiàn)等電位進出，也可以隨著作業(yè)相復合絕緣子進行等電位的進出。

通過試驗分析確定特高壓復合橫擔塔型下帶電作業(yè)處理中，其最小組合間隙為6.5m，因此在處理中導線與作業(yè)人員距離、作業(yè)人員與塔身距離之和要高于等于6.5m。在施工中特高壓復合橫擔絕緣距離數(shù)值為8.3m，高壓側金具以及塔身凈空距離8.2m。對此，在處理中，如果作業(yè)人員通過復合橫擔連接攀爬進入到等電位中，則要分析人體占位短接0.5m的間隙距離，保障組合間隙距離要大于等于7.7m，保障其滿足最小組合間隙距離的需求，其仍然剩余一定的安全裕度。對此，可以沿復合橫擔攀爬的方式進入到等電位。

2.3 特高壓復合橫擔對電場防護的影響

因為其進出等電位的方式具有一定的差異性，復合橫擔連接塔型之下，工作人員進行等電位進出的過程中體表電場強度的分布也不同于常規(guī)類型，其采取的電場防護策略也不同。

通過有限元計算原理，基于ANSYS分析計算實際的電場分布狀況。通過仿真對比分析確定電場分布狀況。其具體如下：第一，通過吊籃法進入的時候，人體呈現(xiàn)坐姿狀態(tài)，可以忽略絕緣吊籃對電場分布產生的影響。通過分析進入軌跡上部分的典型位置。作業(yè)人員與塔身的水平距離為7m，作業(yè)人員與等電位金具水平距離為0.5m。第二，通過復合橫擔進入等電位，工作人員通過彎腰的姿勢站立，雙手會扶住復合橫擔，通過橫向的方式移動。選擇行進軌跡的典型位置計算分析。其具體結果如表2所示。

通過對比仿真的方式計算分析，可以發(fā)現(xiàn)特高壓復合橫擔線路進入等電位中，人體體表中頭部位置、肩膀位置的電場強度最大。而通過常規(guī)的塔型吊籃進行作業(yè)，則主要電場集中在手腳等位置。同時，通過復合橫擔連接進入等電位的過程中，在典型位置之下，工作人員體表的最大電廠強度要高于常規(guī)狀態(tài)之下的強度。主要就是因為符合橫擔長度要小于常規(guī)類型的金屬橫擔長度，這樣就會造成高壓導線與塔身之間的空間距離縮小，導致在此方向中的電場分布加強。

對此，復合橫擔線路相對于常規(guī)類型來說，在進行帶電作業(yè)以及進出等電位作業(yè)的過程中，要做好頭部、肩部位置的電場防護處理。在移動過程中要保持身體平衡，避免在移動中失衡而導致手臂以及頭部等伸展幅度過大等問題的出現(xiàn)。

3 結束語

通過計算以及分析可以確定，交流特高壓復合橫擔線路帶電作業(yè)最小安全距離為5.6m以及最小組合間距為6.0m。要高于常規(guī)的塔型相同工況的數(shù)值參數(shù)。因此，在進行交流特高壓復合橫擔處理中可以通過沿復合橫擔進入等電位的方式進行作業(yè)處理，因為其最大電場強度集中在頭部以及肩部等位置，要重點防護。

參考文獻：

[1]雷興列，彭勇，肖賓，等.交流特高壓復合橫擔對帶電作業(yè)安全影響[J/OL].中國電力：1-7[2019-11-12].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.32

65.TM.20190926.1035.002.html.

[2]閆宇，閆旭東，祝銘悅.特高壓輸電線路帶電作業(yè)的安全防護[J].農村電氣化，2019（08）：58-59.

[3]張媛，喻新強，李峰，等.用于交流特高壓工程的GFRP橫擔塔關鍵技術研究[J].高電壓技術，2018，44（07）：2402-2409.

[4]吳昊，孫珍茂，劉勇.復合橫擔在1000kV特高壓交流輸電雙回路鐵塔中的應用探討[J].電力與能源，2018，39（01）：45-48+62.

[5]羅新.解析特高壓輸電線路帶電作業(yè)安全防護[J].低碳世界，2016（13）：20-21.