特高壓帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與智能裝備及應(yīng)用

李世成

摘要：結(jié)合國(guó)內(nèi)外帶電作業(yè)技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，總結(jié)了我國(guó)在交、直流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)參數(shù)、人員安全防護(hù)、工器具研制及標(biāo)準(zhǔn)制定等多方面解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題和取得的重要研究成果，介紹了配電線路帶電作業(yè)和變電設(shè)備帶電作業(yè)的研究進(jìn)展、帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定及仿真培訓(xùn)等相關(guān)情況。結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展及新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用的背景及需求，分析了輸配變帶電作業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)，

關(guān)鍵詞：帶電作業(yè);關(guān)鍵技術(shù);智能裝備，應(yīng)用

一、帶電作業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

從世界范圍來(lái)看，帶電作業(yè)除繼續(xù)進(jìn)行日常帶電作業(yè)以外的項(xiàng)目，有向兩個(gè)方向發(fā)展的趨勢(shì)：一是特高壓輸電線路，緊湊型線路，超高壓同桿多回輸電線路，超高壓直流輸電線路的發(fā)展，對(duì)特高壓、超高壓帶電作業(yè)提出來(lái)新的問(wèn)題，需要研究相對(duì)應(yīng)的安全操作方法，配套設(shè)備和人身安全的防護(hù)設(shè)備;二是對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高，在配電網(wǎng)中帶電作業(yè)作不僅可以提高供電的可靠性，減少斷電的范圍和時(shí)間，還具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。配電網(wǎng)帶電作業(yè)已經(jīng)在世界上得到了廣泛的開展。

二、帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展

1.輸電線路帶電作業(yè)最小安全間距、最小組合間隙、絕緣工具最小有效絕緣長(zhǎng)度等是輸電線路帶電作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，其中最小安全間距主要是依據(jù)帶電作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)確定的，結(jié)合帶電作業(yè)過(guò)電壓水平和間隙試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行概率計(jì)算并且必須校正海拔，帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率必須<10-5。此外，還要綜合考慮線路桿塔結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)、實(shí)際作業(yè)位置、線路走廊海拔高度等多種因素來(lái)準(zhǔn)確確定輸電線路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，獲取數(shù)據(jù)時(shí)還要利用準(zhǔn)確的方法來(lái)試驗(yàn)。

2.配電線路帶電作業(yè)電力系統(tǒng)通過(guò)配電線路實(shí)現(xiàn)對(duì)電力用戶輸送電能的目的，其是直接面向電力用戶的電力基礎(chǔ)設(shè)施。由于全國(guó)各地的各個(gè)行業(yè)和人們的日常生活都需要用到電力能源，因此配電線路具有覆蓋面廣、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜等特性。同時(shí)，根據(jù)各個(gè)區(qū)域的地理環(huán)境不同，配電線路的帶電作業(yè)條件不同。配電線路帶電作業(yè)主要的技術(shù)方法包括絕緣桿作業(yè)法、機(jī)械臂作業(yè)法、綜合不停電作業(yè)法等，應(yīng)綜合考慮配電線路的具體情況采用適宜的帶電作業(yè)方法。配電線路帶電作業(yè)是增強(qiáng)供電可靠性的主要途徑之一，主要包括帶電更換電力設(shè)備與元件以及修補(bǔ)各種破損的線路，例如更換絕緣子、熔斷器等;修補(bǔ)接引線、導(dǎo)線等，以提高電力設(shè)備及線路的使用效能，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、有序的供電服務(wù)。另外，我們還需要注意配電線路的帶電作業(yè)需要在配電設(shè)備密集的區(qū)域工作，狹小的空間間隙增加了作業(yè)人員同時(shí)觸及不同電位電力設(shè)施的概率。因此在配電線路帶電作業(yè)范圍內(nèi)，作業(yè)人員進(jìn)行直接作業(yè)或間接作業(yè)時(shí)必須穿戴絕緣防護(hù)用具，根據(jù)帶電作業(yè)時(shí)最大過(guò)電壓水平確定作業(yè)間隙及絕緣工具的絕緣水平，有效防止作業(yè)時(shí)擊穿與閃絡(luò)事故。

3.帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系和仿真培訓(xùn)帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的分析與研究主要是針對(duì)超高壓線路帶電作業(yè)專項(xiàng)技能的培訓(xùn)，包括超高壓帶電作業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)、技術(shù)特征、安全操作規(guī)范及技術(shù)要求等理論知識(shí)的培訓(xùn)，還有選擇典型作業(yè)項(xiàng)目，結(jié)合示范與訓(xùn)練的方式有效提升作業(yè)人員的專業(yè)技能。目前，帶電作業(yè)還開展了充分結(jié)合多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與帶電作業(yè)技術(shù)的仿真培訓(xùn)，采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成逼真的三維環(huán)境，仿真真實(shí)的帶電作業(yè)環(huán)境，基于是Quest3D虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺(tái)，利用3dsMax、photoshop和zbrush構(gòu)建模型場(chǎng)景，利用mySQL數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，利用VC++6.0編程來(lái)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的顯示、場(chǎng)景的漫游、培訓(xùn)過(guò)程的演示，模擬操作典型的帶電作業(yè)項(xiàng)目，快速查詢帶電作業(yè)資料，并高效管理培訓(xùn)工作。

三、特高壓設(shè)備技術(shù)

自20世紀(jì)50年代高壓直流輸電投運(yùn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，高壓、超高壓直流輸電技術(shù)已逐步完善，其中巴西兩回±600千伏超高壓直流輸電工程已運(yùn)行20多年，我國(guó)的±500千伏超高壓直流輸電工程也已建設(shè)、運(yùn)行近20年，通過(guò)超高壓直流輸電工程的建設(shè)、運(yùn)行，對(duì)直流輸電技術(shù)有了更成熟的認(rèn)識(shí)，也為±800千伏特高壓直流輸電工程的設(shè)備制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

上世紀(jì)70、80年代，前蘇聯(lián)進(jìn)行過(guò)±750千伏特高壓直流輸電工程實(shí)踐，其主要設(shè)備已通過(guò)出廠試驗(yàn)并已建成1000多公里輸電線路。國(guó)際工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)超過(guò)±600千伏的特高壓直流輸電技術(shù)的研究一直沒(méi)有中斷，主要工作集中在±800千伏這一電壓等級(jí)。1000千伏級(jí)交流輸電技術(shù)的研究和開發(fā)，特別是前蘇聯(lián)和日本交流特高壓工程的建設(shè)和運(yùn)行，以及750千伏級(jí)交流輸電30多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，交流變壓器、避雷器、開關(guān)等關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已發(fā)展成熟，有關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)盡管不能直接照搬，但可在±800千伏特高壓直流設(shè)備的研發(fā)過(guò)程中充分借鑒。各種研究和試驗(yàn)均表明，±800千伏特高壓直流輸電技術(shù)工程應(yīng)用的條件已經(jīng)具備，已經(jīng)可以制造出±800千伏特高壓直流所需的所有設(shè)備，特高壓直流輸電技術(shù)用于實(shí)際工程是完全可行的。

四、我國(guó)應(yīng)用前景

特高壓直流在我國(guó)的應(yīng)用前景廣闊。以國(guó)家電網(wǎng)為例，金沙江一期溪洛渡和向家壩送出工程將采用3回±800千伏、640萬(wàn)千瓦直流特高壓送出，四川錦屏水電站采用1回±800千伏、640萬(wàn)千瓦直流特高壓送出，以上工程計(jì)劃在2011年底～2016年期間陸續(xù)建成投運(yùn)。金沙江二期烏東德、白鶴灘水電站送出工程也將采用3回±800千伏、640萬(wàn)千瓦直流特高壓送出。發(fā)展特高壓直流輸電，還為我國(guó)后備能源基地西藏水電和新疆煤電開發(fā)提供經(jīng)濟(jì)的輸電方式，為加強(qiáng)與俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦等國(guó)的電力合作提供技術(shù)保障。

結(jié)語(yǔ)

總之，電力系統(tǒng)的安全、有序運(yùn)行離不開帶電作業(yè)，帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，對(duì)提高帶電作業(yè)水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，必須明確帶電作業(yè)的研究現(xiàn)狀及未來(lái)的研究方向，以便研制出符合我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的帶電作業(yè)方法、標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備與工具，高效開展檢測(cè)電網(wǎng)設(shè)備、檢修、維護(hù)及改造等工作。從2014年9月，國(guó)網(wǎng)湖南帶電作業(yè)中心開展了世界上首次特高壓帶電作業(yè)，目前已開展了15次。從零突破，到現(xiàn)在智能裝備代替人工?？梢哉f(shuō)，特高壓帶電作業(yè)，中國(guó)創(chuàng)造了世界第一，更好的服務(wù)于中國(guó)夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)

參考文獻(xiàn)：

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社，2005.