500 kV交流線路對(duì)并行±800 kV直流線路帶電作業(yè)人員安全防護(hù)的影響

馬愛清，王潔，畢永翔

(上海電力大學(xué) 電氣工程學(xué)院，上海 200090)

0 引言

為適應(yīng)中國(guó)電力工業(yè)的需求，建設(shè)特高壓輸電線路已成為中國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。截止到2019年年底，中國(guó)已建成近30條特高壓交直流輸電線路。輸電線路的大幅增加，使中國(guó)東部沿海地區(qū)輸電線路走廊資源逐漸緊缺。為優(yōu)化土地資源配置，提高輸電線路走廊利用率，超特高壓交直流輸電線路利用同走廊并行架設(shè)的情況逐漸增多。而超特高壓輸電線路投入運(yùn)行之后，若發(fā)生線路停電將會(huì)造成巨大損失，因此帶電作業(yè)工作方式被廣泛地運(yùn)用到超特高壓輸電線檢修工作中。在帶電作業(yè)相關(guān)研究中，作業(yè)人員安全防護(hù)是其中一個(gè)重要課題，關(guān)系到帶電作業(yè)人員人身安全以及帶電作業(yè)的順利進(jìn)行，因此需對(duì)超特高壓并行輸電線路帶電作業(yè)人員安全防護(hù)進(jìn)行深入研究。

由于中國(guó)是唯一工業(yè)運(yùn)行特高壓線路的國(guó)家，國(guó)外相關(guān)研究很少。國(guó)內(nèi)對(duì)特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)人員安全防護(hù)的研究，主要集中于超、特高壓直流線路本身對(duì)電位轉(zhuǎn)移及人體體表電場(chǎng)的影響研究。文獻(xiàn)[1-3]在±800 kV及以下輸電線路相關(guān)作業(yè)人員安全防護(hù)研究試驗(yàn)中，根據(jù)作業(yè)人員進(jìn)出等電位時(shí)體表電場(chǎng)強(qiáng)度給出吊籃法水平進(jìn)入等電位的優(yōu)化方法。文獻(xiàn)[4-5]對(duì)獨(dú)立架設(shè)的超、特高壓交直流輸電線路帶電作業(yè)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)特高壓直流線路帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移電流小于交流線路，當(dāng)電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中能量＞1.0 J時(shí)，會(huì)擊穿導(dǎo)電手套，需要使用電位轉(zhuǎn)移棒進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移，以確保工作人員進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移時(shí)的安全。

超高壓交流線路與特高壓直流線路并行架設(shè)時(shí)，交流線路對(duì)直流線路會(huì)產(chǎn)生靜電和電磁耦合，產(chǎn)生工頻對(duì)地電壓和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。文獻(xiàn)[6]中研究了交流線路對(duì)并行直流線路的影響規(guī)律，結(jié)果表明，交流線路對(duì)直流線路的影響與交流線路電壓等級(jí)成非線性、正相關(guān)的關(guān)系。由此可見，超/特高壓交直流輸電線路并行架設(shè)時(shí)，同走廊交流線路將對(duì)直流線路周圍電磁環(huán)境會(huì)產(chǎn)生影響，混合線路中帶電作業(yè)環(huán)境也將隨之發(fā)生變化[7-12]。

在國(guó)內(nèi)外研究中，對(duì)超/特高壓交直流輸電線路并行架設(shè)帶電作業(yè)鮮有提及。并行線路中進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，雖可參考獨(dú)立架設(shè)的超/特高壓輸電線路帶電作業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，但并行架設(shè)與獨(dú)立架設(shè)的輸電線路電磁環(huán)境仍存在一定差異，因此本文針對(duì)超/特高壓并行輸電線路帶電作業(yè)進(jìn)行研究。文中利用模擬分析的方法，建立超/特高壓交直流并行輸電線路帶電作業(yè)等比例仿真模型，從體表電場(chǎng)、轉(zhuǎn)移電流以及暫態(tài)能量3個(gè)方面深入分析混合線路中500 kV超高壓交流線路對(duì)±800 kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)的影響，為帶電作業(yè)人員安全防護(hù)提供數(shù)值依據(jù)和理論支撐。

1 計(jì)算對(duì)象與計(jì)算流程

1.1 計(jì)算對(duì)象

以向家壩-上?！?00 kV特高壓直流輸電線路與常見的500 kV超高壓交流輸電線路同走廊并行輸電為例，建立等比例仿真模型，對(duì)混合線路中±800 kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)人員安全防護(hù)進(jìn)行計(jì)算分析。

1.2 計(jì)算內(nèi)容及研究思路

500 kV 交流線路對(duì)并行±800 kV 直流線路帶電作業(yè)人員主要影響內(nèi)容及研究思路圖1所示。

圖1 混合線路帶電作業(yè)安全防護(hù)分析流程Fig. 1 Flow chart of safety protection analysis for live working of hybrid lines

在帶電作業(yè)時(shí)，隨著輸電線路運(yùn)行電壓的升高，作業(yè)人員體表電場(chǎng)相應(yīng)增高，會(huì)導(dǎo)致作業(yè)人員皮膚感到重麻、刺激等不適感，對(duì)作業(yè)人員身體造成不適感。電位轉(zhuǎn)移指的是帶電作業(yè)人員利用帶電作業(yè)工具進(jìn)出等電位的過(guò)程，作業(yè)人員進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移時(shí)，作業(yè)人員與導(dǎo)線之間將出現(xiàn)電弧，伴有轉(zhuǎn)移電流和暫態(tài)能量。若在超特高壓輸電線路進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)未采取適當(dāng)安全防護(hù)措施，作業(yè)人員極有可能觸電受傷，造成安全事故[13]。

2 帶電作業(yè)人員體表電場(chǎng)分析

2.1 并行線路帶電作業(yè)計(jì)算模型

體表電場(chǎng)三維計(jì)算模型如圖2所示，500 kV超高壓交流輸電線路具體參數(shù)為：導(dǎo)線型號(hào)為4×LGJ-400/35，水平排列，四分裂結(jié)構(gòu)，分裂間距450 mm，子導(dǎo)線半徑13.41 mm，導(dǎo)線懸掛高度31 m，絕緣子串長(zhǎng)度 3.875 m，相間距為 12 m?！?00 kV特高壓直流輸電線路具體參數(shù)為：導(dǎo)線型號(hào)為6×ACSR-720/50，水平排列，六分裂結(jié)構(gòu)，分裂間距450 mm，子導(dǎo)線半徑18.12 mm，導(dǎo)線懸掛高度 49 m，絕緣子串長(zhǎng)度 8 m，+800 kV 和?800 kV兩極導(dǎo)線間距22 m。直流導(dǎo)線正極線路與交流C相線路水平距離為19 m。

圖2 桿塔、導(dǎo)線及人體三維圖Fig. 2 The three-dimensional figure of towers,lines and worker

帶電作業(yè)人員在距離作業(yè)導(dǎo)線0.3 ～0.8 m處以吊籃法進(jìn)入，坐姿模型主要參考GB 10000—88《中國(guó)成年人人體尺寸》中的相關(guān)參數(shù)[14]。本文主要計(jì)算超特高壓并行輸電線路下的體表電場(chǎng)強(qiáng)度，不考慮人體內(nèi)不同器官的介電常數(shù)及電導(dǎo)率的差異，將人體看作由均勻介質(zhì)構(gòu)成，其中人體電導(dǎo)率取0.1 S/m，相對(duì)介電常數(shù)取106。三維人體模型如圖2中放大部分所示，幾何尺寸如表1所示。

表1 人體模型幾何尺寸Table 1 The geometry size of human model

2.2 作業(yè)人員體表電場(chǎng)計(jì)算方法

分析作業(yè)人員進(jìn)入等電位路徑上的體表電場(chǎng)，實(shí)質(zhì)上為分析空間懸浮電位對(duì)導(dǎo)線周圍電場(chǎng)的畸變程度。作業(yè)人員在超/特高壓交直流并行輸電線路中進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，同時(shí)受到交流和直流線路對(duì)作業(yè)人員的靜電感應(yīng)。根據(jù)文獻(xiàn)[15]中仿真及試驗(yàn)對(duì)比得知，考慮疊加場(chǎng)的體表電場(chǎng)分布情況與只考慮標(biāo)稱電場(chǎng)的體表電場(chǎng)分布一致。本文針對(duì)500 kV交流線路對(duì)并行±800 kV直流線路帶電作業(yè)產(chǎn)生的影響，忽略導(dǎo)線的電暈情況以及空間離子場(chǎng)，只考慮標(biāo)稱電場(chǎng)的情況。

混合線路帶電作業(yè)模型包含桿塔、作業(yè)人員、分裂導(dǎo)線、大地及周圍空間。以交直流導(dǎo)線為激勵(lì)源，考慮到電場(chǎng)強(qiáng)度的衰減及僅關(guān)注作業(yè)人員體表電場(chǎng)，無(wú)窮遠(yuǎn)標(biāo)志設(shè)置在整個(gè)模型大小的3倍距離處，無(wú)窮遠(yuǎn)處電位為零；忽略鐵塔接地電阻和自身電阻，將鐵塔和大地設(shè)置為零電位；作業(yè)人員身著全套屏蔽服，表面可視作等勢(shì)體；本文主要分析作業(yè)人員以吊籃法從塔身水平進(jìn)入等電位的情況，因此算例中忽略線路弧垂、地線、導(dǎo)線附近絕緣子串和金具等影響[16]。

實(shí)際中工頻電場(chǎng)是隨時(shí)間的變化而變化的，但變化速度相對(duì)于電子運(yùn)動(dòng)的速度是相對(duì)緩慢的，且電極間的距離也遠(yuǎn)小于相應(yīng)電磁波的波長(zhǎng)，可以將瞬間工頻電場(chǎng)近似地按照靜電場(chǎng)考慮[17-18]。但為了使仿真結(jié)果更接近實(shí)際情況，本文選取交流電壓正弦波變換一個(gè)周期內(nèi)16個(gè)不同點(diǎn)進(jìn)行仿真計(jì)算（下文簡(jiǎn)稱一個(gè)周期），如表2所示，表2中的相位指的是交流線路A相相位。

表2 計(jì)算點(diǎn)對(duì)應(yīng)表Table 2 Calculation point number table

2.3 體表電場(chǎng)計(jì)算結(jié)果及分析

作業(yè)人員在0.3 ～0.8 m轉(zhuǎn)移距離時(shí)的體表電場(chǎng)最大值區(qū)間為 4224 ～9355 kV/m。本文計(jì)算所得電場(chǎng)值與文獻(xiàn)[19]中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，電場(chǎng)變化規(guī)律相符，計(jì)算結(jié)果符合電場(chǎng)基本規(guī)律。圖3給出了在一個(gè)周期內(nèi)作業(yè)人員不同轉(zhuǎn)移距離最大體表電場(chǎng)值趨勢(shì)圖。由圖3可知，隨著作業(yè)人員轉(zhuǎn)移距離的增加，作業(yè)人員最大體表電場(chǎng)值呈振蕩減小趨勢(shì)。并行交流線路與直流線路相對(duì)作業(yè)人員位置不同，作用于作業(yè)人員的體表電場(chǎng)方向不同，對(duì)作業(yè)人員體表電場(chǎng)變化造成一定影響。

圖3 體表電場(chǎng)趨勢(shì)Fig. 3 The trend of body surface electric field

取 0.3 m、0.5 m、0.7 m 轉(zhuǎn)移距離的混合電場(chǎng)及獨(dú)立運(yùn)行特高壓直流線路電場(chǎng)兩種帶電作業(yè)人員最大體表電場(chǎng)值進(jìn)行對(duì)比，分析并行交流線路產(chǎn)生的影響，如圖4所示。由圖4可知，混合線路中的最大體表電場(chǎng)值在直流線路的最大體表電場(chǎng)值上方浮動(dòng)，即并行的交流線路使作業(yè)人員體表電場(chǎng)值有所升高?；旌暇€路中，由于交流線路相位變化，作業(yè)人員體表電場(chǎng)變化幅度較明顯。隨著距離的增加，混合場(chǎng)中體表電場(chǎng)值與直流電場(chǎng)體表電場(chǎng)的差值平均值逐漸減小，即帶電作業(yè)人員越靠近特高壓直流輸電線路，交流輸電線路對(duì)體表電場(chǎng)影響越明顯。

圖4 混合場(chǎng)與直流場(chǎng)體表電場(chǎng)對(duì)比Fig. 4 The comparison chart of body surface electric field between hybrid electric field and DC electric field

圖5給出了混合線路中作業(yè)人員體表電場(chǎng)分布云圖，由圖5可知，體表電場(chǎng)最大處出現(xiàn)在作業(yè)人員手部，即在混合線路中進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員手部電場(chǎng)最高，實(shí)際作業(yè)中需要手持電位轉(zhuǎn)移棒以降低體表電場(chǎng)過(guò)大對(duì)人體的威脅。

圖5 體表電場(chǎng)云圖Fig. 5 The cloud figure of body surface electric field

3 帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移電流分析

3.1 電位轉(zhuǎn)移電流計(jì)算原理

在進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移時(shí)，當(dāng)帶電作業(yè)人員進(jìn)入到極導(dǎo)線和桿塔間的氣隙中，可把作業(yè)人員看作氣隙中的懸浮電位，導(dǎo)體之間的空氣間隙看作以空氣為絕緣介質(zhì)的空間電容[20]。為了分析交流線路對(duì)直流線路電位轉(zhuǎn)移電流的影響，本文將超高壓交流線路與作業(yè)人員之間的空間電容考慮在內(nèi)，此時(shí)作業(yè)人員、直流線路正負(fù)極導(dǎo)線、交直流桿塔、交流ABC三相八個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成多導(dǎo)體系統(tǒng)?；趫D2計(jì)算模型，獲得多導(dǎo)體系統(tǒng)集總電容矩陣，各導(dǎo)體間的電容值如表3、表4所示。表3為并行交流線路A相相位處于t1時(shí)，作業(yè)人員距離導(dǎo)線0.3 ～0.8 m時(shí)各導(dǎo)體間的電容；表4為作業(yè)人員距離導(dǎo)線0.3 m時(shí)，一個(gè)周期內(nèi)交流線路不同相位時(shí)各導(dǎo)體間的電容。

表3 t1時(shí)0.3 ～0.8 m各導(dǎo)體間的電容值Table 3 Capacitance between conductors from 0.3 m to 0.8 m at t1

表4 0.3 m時(shí)t1 ～t16各導(dǎo)體間的電容值Table 4 Capacitance between conductors from t1 to t16 at 0.3 m

從表3和表4數(shù)據(jù)中可發(fā)現(xiàn)，作業(yè)人員在同一交流相位、不同轉(zhuǎn)移距離時(shí)，除C1g隨距離的增大而減小，其余電容隨距離的增大而增大；在同一轉(zhuǎn)移距離、不同交流相位時(shí)，一個(gè)周期內(nèi)的C1p、C1g各個(gè)值之間相差小于 1.00 pF，C1a、C1b、C1c、C1ac各個(gè)值之間相差小于0.01 pF。其中：C1p為人與正極導(dǎo)線間電容，C1g為人與直流桿塔間電容，C1n為人與負(fù)極導(dǎo)線間電容，C1a為人與交流線路A相間電容，C1b為人與交流線路B相間電容，C1c為人與交流線路C相間電容，C1ac為人與交流桿塔間電容。

作業(yè)人員在進(jìn)行等電位作業(yè)時(shí)，空間間隙由絕緣變成導(dǎo)電，作業(yè)人員與作業(yè)導(dǎo)線之間的電容被短接，出現(xiàn)電容暫態(tài)放電電流。本文將利用電磁暫態(tài)軟件對(duì)混合線路中帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移時(shí)的轉(zhuǎn)移電流過(guò)程進(jìn)行模擬分析。

3.2 電位轉(zhuǎn)移電流計(jì)算模型

結(jié)合表3和表4，建立轉(zhuǎn)移電流計(jì)算等效電路模型，如圖6所示，考慮電位轉(zhuǎn)移棒的接觸電阻,其值分別選取 R 為 100 Ω，L為 0.01 mH[21]。

圖6 轉(zhuǎn)移電流計(jì)算模型Fig. 6 The calculation model transfer current

作業(yè)人員進(jìn)入等電位的過(guò)程相當(dāng)于圖6中開關(guān)K閉合，作業(yè)人員與直流導(dǎo)線間的電容C1p儲(chǔ)存的能量由人體釋放，交流三相線路和直流負(fù)極線路對(duì)轉(zhuǎn)移電流的影響分別以電容C1a、C1b、C1c、C1n的方式體現(xiàn)在模型中，各電容值均可由多導(dǎo)體系統(tǒng)集總電容矩陣得知。由于多導(dǎo)體系統(tǒng)中電容值均較小（以pF計(jì)量），放電時(shí)間較短（以μs計(jì)量），因此認(rèn)為在電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中，各導(dǎo)線的電壓均為恒定值。

3.3 轉(zhuǎn)移電流計(jì)算結(jié)果及分析

結(jié)合圖6及表4中各導(dǎo)體間電容值，作業(yè)人員在0.3 m轉(zhuǎn)移距離時(shí)、不同相位的轉(zhuǎn)移電流曲線如圖7所示，圖7中放大部分分別為t1～t8、t9～t16的峰值曲線。由圖7可知，作業(yè)人員轉(zhuǎn)移距離為0.3 m時(shí)，混合線路中交流線路處于不同相位時(shí)的作業(yè)人員電位轉(zhuǎn)移電流區(qū)間為547 ～548 A，并行交流線路的相位變化對(duì)電位轉(zhuǎn)移電流影響變化在 1 A 內(nèi)。

圖7 0.3 m不同相位點(diǎn)轉(zhuǎn)移電流變化曲線Fig. 7 The transfer current curve of different phase point at 0.3 m

圖8為作業(yè)人員距導(dǎo)線0.3 m時(shí)并行輸電線路中的轉(zhuǎn)移電流與特高壓直流輸電線路獨(dú)立架設(shè)的轉(zhuǎn)移電流對(duì)比。如圖8所示，并行架設(shè)時(shí)帶電作業(yè)轉(zhuǎn)移電流高于獨(dú)立架設(shè)所示的轉(zhuǎn)移電流。

圖8 0.3 m混合電場(chǎng)與直流場(chǎng)轉(zhuǎn)移電流對(duì)比Fig. 8 The comparison chart of transfer current between hybrid electric field and DC electric field at 0.3 m

結(jié)合圖6及表3中各導(dǎo)體間電容值，對(duì)并行交流線路相位處于t1時(shí)，作業(yè)人員距導(dǎo)線0.3 ～0.8 m時(shí)電位轉(zhuǎn)移電流進(jìn)行分析。作業(yè)人員處于不同轉(zhuǎn)移距離時(shí)的轉(zhuǎn)移電流曲線如圖9所示，不同轉(zhuǎn)移距離的轉(zhuǎn)移電流幅值及達(dá)到幅值時(shí)間如表5所示。

結(jié)合圖9和表5可知，轉(zhuǎn)移電流為衰減振蕩，衰減時(shí)間約為1 μs，不同轉(zhuǎn)移距離的轉(zhuǎn)移電流幅值到達(dá)時(shí)間較為接近，轉(zhuǎn)移電流隨著幅值轉(zhuǎn)移距離的增加而增大。

表5 t1時(shí)轉(zhuǎn)移電流幅值及到達(dá)時(shí)間Table 5 The magnitude and its time of the transfer current at t1

結(jié)合圖7、圖8和圖9，在混合線路中進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員轉(zhuǎn)移距離和并行交流線路是影響電位轉(zhuǎn)移電流的主要因素。隨著作業(yè)人員轉(zhuǎn)移距離的增大，電位轉(zhuǎn)移電流幅值也增大；并行交流線路對(duì)電位轉(zhuǎn)移電流產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)移電流幅值上，交流線路的存在使得混合場(chǎng)中轉(zhuǎn)移電流幅值變大，而交流線路相位的變化對(duì)轉(zhuǎn)移電流的影響較小，基本可以忽略不計(jì)。

圖9 t1時(shí)0.3 m ～0.8 m轉(zhuǎn)移電流曲線Fig. 9 The curve of transfer current from 0.3 m to 0.8 m at t1

4 電位轉(zhuǎn)移暫態(tài)能量分析

4.1 暫態(tài)能量計(jì)算原理

超特高壓交直流混合線路帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中，隨著轉(zhuǎn)移電流的出現(xiàn)，暫態(tài)能量也將通過(guò)人體進(jìn)行釋放。當(dāng)暫態(tài)能量過(guò)大時(shí)，可能將作業(yè)人員的屏蔽服或屏蔽手套燒毀，威脅帶電作業(yè)人員人身安全。

多導(dǎo)體系統(tǒng)總能量可由式（1）計(jì)算所得

式中：V為電場(chǎng)所占有的空間體積；E為場(chǎng)強(qiáng)，V/M；D為電通密度，C/m2；ui為第i個(gè)導(dǎo)體與地之間的電壓，qi計(jì)算式為

式中：C為導(dǎo)體的自電容或?qū)w間的互電容，把式（2）代入式（1）中化簡(jiǎn)，則多導(dǎo)體系統(tǒng)總能量為

根據(jù)式（3）可知，混合線路中帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移過(guò)程，人與特高壓直流輸電線路正極導(dǎo)線之間進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移時(shí)，暫態(tài)能量計(jì)算公式如式（4）所示

式中：C1p為人與正極導(dǎo)線之間的電容、U1p為人與正極導(dǎo)線之間的電位差，C1p、作業(yè)人員電位均可由三維仿真計(jì)算直接計(jì)算得出。

4.2 混合場(chǎng)暫態(tài)能量分析

根據(jù)式（4）計(jì)算帶電作業(yè)人員等電位過(guò)程中的暫態(tài)能量的大小，圖10為作業(yè)人員轉(zhuǎn)移距離為0.3 ～0.8 m時(shí)交流線路一個(gè)周期內(nèi)電位轉(zhuǎn)移暫態(tài)能量變化。由圖10可見，作業(yè)人員在0.3 ～0.8 m不同轉(zhuǎn)移距離、并行交流線路不同相位時(shí)的暫態(tài)能量在 1.13 ～1.76 J變化。

圖10 不同轉(zhuǎn)移距離時(shí)各相位點(diǎn)暫態(tài)能量變化曲線Fig. 10 Curve of transient energy change of each phase point at different transfer distances

從考慮作業(yè)人員帶電作業(yè)安全性的角度，取電位轉(zhuǎn)移時(shí)暫態(tài)能量最大值進(jìn)行分析，表6為0.3 ～0.8 m各轉(zhuǎn)移距離時(shí)作業(yè)人員暫態(tài)能量最大值以及暫態(tài)能量最大時(shí)作業(yè)人員人體電位，從表6中可以看出，電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中暫態(tài)能量最大值的大小隨作業(yè)人員轉(zhuǎn)移距離的增大而增大。

表6 不同轉(zhuǎn)移距離時(shí)的暫態(tài)能量最大值Table 6 The maximum of transient energy at different transfer distances

4.3 交流線路對(duì)暫態(tài)能量影響分析

圖11給出并行架設(shè)時(shí)暫態(tài)能量最大值與獨(dú)立架設(shè)帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移暫態(tài)能量對(duì)比。如圖11可知，混合場(chǎng)中的暫態(tài)能量變化略高于直流場(chǎng)中的暫態(tài)能量，并行交流線路對(duì)直流線路帶電作業(yè)暫態(tài)能量的影響不大，但2種情況下的暫態(tài)能量大小均有可能擊穿屏蔽服飾，因此在混合線路中進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，需要注意屏蔽服及導(dǎo)電手套局部能量過(guò)大的問(wèn)題。

圖11 混合電場(chǎng)與直流場(chǎng)暫態(tài)能量對(duì)比Fig. 11 The comparison chart of transient energy between hybrid electric field and DC electric field

5 結(jié)果討論

在混合電場(chǎng)進(jìn)行帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移操作時(shí)，電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中轉(zhuǎn)移電流均在540 A以上，暫態(tài)能量>1.13 J，可能燒毀導(dǎo)電手套。在并行輸電線路中進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，應(yīng)手持電位轉(zhuǎn)移棒以防止能量過(guò)高燒毀導(dǎo)電手套。

根據(jù)GB/T 6568—2008《帶電作業(yè)用屏蔽服裝》，在電場(chǎng)中人體外露部分的體表局部電場(chǎng)不得大于 240 kV/m，屏蔽服電場(chǎng)不得大于 15 kV/m[21]。而混合線路中作業(yè)人員體表電場(chǎng)最大值均在4 MV/m以上，超出240 kV/m的電場(chǎng)感知水平。屏蔽服屏蔽效率的計(jì)算公式為

作業(yè)過(guò)程中作業(yè)人員應(yīng)手持電位轉(zhuǎn)移棒，身穿屏蔽效率56 dB以上屏蔽服（配置金屬面罩）進(jìn)行帶電作業(yè)，同時(shí)需要注意局部溫度升高問(wèn)題[22]。

6 結(jié)論

本文利用三維仿真和電磁仿真對(duì)超特高壓交直流并行輸電線路帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移特性過(guò)程進(jìn)行計(jì)算，分析并行架設(shè)500 kV超高壓交流線路對(duì)±800 kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)人員安全防護(hù)的影響，通過(guò)體表電場(chǎng)、轉(zhuǎn)移電流以及暫態(tài)能量3方面進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論。

（1）并行線路中進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員體表電場(chǎng)隨交流線路相位的變化發(fā)生變化，體表電場(chǎng)最大處出現(xiàn)在人體手部，最高可達(dá)9355 kV/m，且作業(yè)人員越靠近特高壓直流輸電線路，交流輸電線路對(duì)體表電場(chǎng)影響越明顯。

（2）相對(duì)特高壓直流線路獨(dú)立架設(shè)，并行交流線路的存在使帶電作業(yè)人員的體表電場(chǎng)、電位轉(zhuǎn)移電流幅值明顯升高，但對(duì)電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中的暫態(tài)能量影響不大。

（3）綜合體表電場(chǎng)、轉(zhuǎn)移電流以及暫態(tài)能量大小及變化趨勢(shì)，建議作業(yè)人員身穿屏蔽效率56 dB以上屏蔽服（配置金屬面罩），手持電位轉(zhuǎn)移棒在距離導(dǎo)線0.4 ～0.5 m位置進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移工作，同時(shí)需注意局部溫升問(wèn)題。