配电线路带电作业技术八篇

配电线路带电作业技术 篇1

目前我国各方面的发展都离不开输配电线路带电作业技术, 虽然随着科技的进步, 我国的输配电线路带电作业技术得到很大的发展, 然而相对于外国的输配电线路带电作业技术, 我国还是略逊一筹, 在供电时的安全性等方面, 没有外国技术好。 而且输配电线路带电作业的工作本身就很危险, 如果没有先进的技术作为保障, 工作人员的安全就会受到极大的威胁, 所以发展输配电线路带电作业技术显得尤为紧急。

1 输配电线路带电作业技术的简单阐述

1.1 带电作业保护间隙

目前我国的许多电力部门为了能够有效地保证在进行带电作业时的安全, 都不断的将设计中的塔头加大, 这样的设计虽然符合操作的标准要求, 然而这样的做法却使得在电网运行中投入的资金加大, 加重了电力部门的资金负担[1]。 而且在实际工作中高压电的作业是很少出现的, 从此来看, 通过加大塔头来保证安全性是很不划算的。 另外, 在带电作业中加入保护间隙对工作人员的安全是很有保障, 也很有效的。 在进行正常的工作时, 如果电压值超过最高值, 很可能造成漏电, 这对整个电路的运行以及进行操作的人的安全都是很不利的, 在带电作业中加入了保护间隙, 就会在其过程中控制设备的电压, 从而起到保护设备及工作任务的目的。 除此之外, 部分绝缘串子的质量不是很好, 工作人员在进行更换绝缘串子时, 很可能会因为绝缘串子漏电, 而对自身安全造成威胁, 在带电作业中加入保护间隙, 就可以对工作的电压进行有效控制, 进而增加了电路运行及工作人员的安全性。并且, 这些保护间隙保护范围很长, 能达到几千米, 输电线路的每个相邻的电路间也不过一千米, 因此在带电作业时, 这些保护间隙可以进行有效保护。

1.2 1000k V特高压线路带电作业

1000k V带电作业是一种特高压线路带电作业, 在进行1000k V带电作业时, 工作人员的安全是必须要注意的, 否则造成的后果是十分严重的。 因此工作人员在工作是要穿特制的屏蔽服。 在一个高压的电场中屏蔽服可以形成一个等势体, 达到屏蔽周围电场及电流等的伤害, 达到保护操作人员的目的。 并且穿戴的屏蔽服最好是帽, 衣, 裤连体的形式, 避免出现裸露皮肤的情况, 避免电流的伤害。 另外, 为了保证屏蔽服的安全性, 屏蔽服在出厂和使用时一定要进行安全测试, 通过测试屏蔽服是否对电绝缘, 测试其抗老化的能力以及防水防潮能力等, 来决定生产出的屏蔽服是否能够投入使用, 只有达到要求的屏蔽服才可以投入使用[2]。

1.3 10k V配电线路带电作业

10k V配电线路带电作业一般采用间接作业法, 另外还有中间电位法, 分相检修法及带电冲水法。 相对于间接作业法, 中间电位法的操作工具更短, 安全性更好, 工作效率更高。 在10k V配电带电作业中, 中间电位法的具体方法就是利用绝缘斗臂车将操作人员运送到检修设备的中间电位, 工作人员再通过小型的绝缘工具来检修设备。 在目前国内的大多数带电作业公司中采用频率最高, 最安全可靠的也是这种作业方式。 分相检修法就是把检修相的电压降至零电压, 将旁边两相的电压提高至线电压, 操作人员再对需要检修的设备进行检修, 这样既不会对其他两相的设备造成伤害, 还能保持正常通电, 但是在工作过程中工作人员要小心跨步电压和接触电压以免对造成不可挽回的伤害。 带电冲水法有两种绝缘方法, 一个是单独依靠水柱来进行绝缘, 另一个是需要水柱和绝缘杆配合使用, 一起起到绝缘作用, 然而由于水柱的电性能较差, 所以在保障工作人员人身安全的方面, 后者起着重要的作用。

2 输配电线路带电作业技术的发展趋势

目前我国的输配电线路带电作业技术的发展趋势主要包括两个方向, 一个是进行带电作业的安全措施研究, 另一方面就是研究如何将配电网供电的安全性和可靠性提高。 截止到目前为止, 虽然我国的输配电线路带电作业技术已经取得了大跨步的进步, 但是, 也不能因此停滞不前, 还要加强对新型的安全防护工具的研究, 以及研究直升机和机器人在带电作业中的应用方法。 目前的绝缘工具已经很好地具有机械技能与隔电技能, 然而在防潮, 防老化方面做的不是很好, 在未来的新型工具的研制中, 科研人员要注重绝缘材料自身的性质, 提高工具的防潮, 防老化的能力。 很多情况下在进行带电作业时, 人力并不能或很难完成一些工作, 这时, 就需要直升机来帮忙, 直升机的优点就在于可以在高空拍摄, 获得一些必要的数据, 这些数据相对于人力获得的来说, 不仅精确度很高, 而且还很高效便捷, 同时也能应用于各种地方, 受到外界因素的影响很小, 由于直升机进行带电作业具有如此多的优势, 使用直升机进行带电作业已经成为未来输配电线路带电作业技术的不可或缺的发展趋势。 在科学技术的不断推动下, 机器人已经开始应用于多种工作之中, 其主要优势就是应用机器人进行工作可以避免出现人体损伤, 尤其是输配电线路带电作业这种具有危险性的工作, 另外还可以提高工作效率。 因此机器人在带电作业中的应用必然会成为未来的一种发展趋势。

3 输配电线路带电作业技术的安全技术

3.1 防止电流流经人体

带电作业应在良好的天气下进行, 目前的绝缘工具在防潮, 防老化方面做的并不是很好, 因此工作人员在进行带电作业时, 很有可能因为绝缘工具受潮漏电, 而对自身造成伤害, 所以, 操作人员在进行操作时, 一定要做好防护, 否则就会受到极大的安全威胁。 例如绝缘串子由于电阻高, 电容量小, 漏电仅能达到微安级, 然而如果绝缘串子受潮或者工作人员周围的空气湿度较大, 漏电的电量也会达到毫安级。 所以, 在进行带电作业时, 一定要注意天气的变化, 防止周围空气或绝缘工具被击穿从而导致电流流经人体。

3.2 工作时保持安全距离

所谓安全距离, 就是检修人员和不同电位物体间应保持最小空气间隙距离的总称。 在判断输配电线路带电作业是否安全, 并不是有一个固定的标准, 它需要由设备的电压安全等级来决定。 如果工作人员的安全距离不够, 可以在检修设备和工作人员之间加一层绝缘能力较好的绝缘材料, 来弥补安全距离的不足, 以防止因安全距离不够而对操作人员造成伤害, 从而增加安全性;当然还可以在导线与大地间并联一个放电空隙, 把配网线路作业方向的过电压在很短的时间内压缩到一定的范围, 通过这些来保证安全。 总之, 进行带电作业相对来说比较危险, 在进行工作时电力部门和工作人员要提高对安全距离的重视。

4 结语

总之, 输配电线路带电作业技术在我国不断发展, 即使取得了较高的成效, 还是有不断前进的潜力, 在未来的发展中科研人员可以在安全措施工具材料, 直升机及机器人上面多下功夫, 提高我国输配电线路带电作业技术的安全性和可靠性。 同时带电作业是一项相对危险的工作, 电力部门和工作人员也要提高对安全的重视, 工作人员在工作时要防止电流流经人体并保持安全距离。 目前我国的输电线路的发展所占的比重愈来愈大, 虽然存在着各种各样的问题, 但相信在不断的发展中我国的输配电线路带电作业技术将会更快更好地发展。

参考文献

[1]胡涛, 胡毅, 李景禄, 龙立宏.输配电线路带电作业的安全防护[J].高电压技术, 2006 (05) .

配电线路带电作业技术 篇2

关键词：10k V配电,电力线路,作业方法

随着我国经济发展水平的不断提高, 供电和配电方法以及供电或者配电安全日趋得到重视, 对其可靠性也提出了更高的要求。在以前的电路检修中, 接电和用电设备安装都要在断电情况下开展, 但是一旦大范围的停电, 会引发市民的不满, 为生产生活带来不便。与停电比起来, 配电线路带电作业能够减少停电带来的不便, 因此, 加强对10k V配电线路带电作业进行研究非常有必要。

1 10k V配电线路带电作业的重要性

带电作业在我国很多地区都不少见, 并且带电作业出现的时间非常早, 在我国二十世纪中期, 在某些地区就在3~66k V配电线路上开展电路更换和电路检修, 并在带电基础上安装电路设备, 此后, 带电作业就在我国很多地区广泛应用。10k V配电线路一般分布的地区、地形较为复杂, 其运行状态直接会对供电效果产生影响, 所以10k V配电线路带电作业开展是很有必要的。

一般, 单个的10k V配电线路能够和很多高压电力设备相连接, 双源的电力用户非常少, 并且配电线路上还安装着变压器、避雷针以及各种电路开关, 这种10k V的配电线路有很多, 并且分布的也不均匀, 常常会受外力作用产生各种故障。另外, 10k V的配电线路可以临近接入到新的用电住户中, 在接入以后就可以将临时的用户取消, 在配电线路上还可以进行电力的增容改造和检修等作业。10k V配电线路实施带电作业能够及时解决线路故障, 并且还能有效消除用户和供电单位之间的矛盾, 可以实现供电的可靠性, 检修的时间也得以减少。

2 10k V配电线路实施的条件

为了确保配电线路作业在操作时减少人员伤害, 首先要能满足配电实施的技术条件:要使带电作业达到安全状态, 就要在带电作业区域内留出一定的安全距离, 流过人体的电流必须控制在1毫安之下, 人体局部场强要控制在2千伏厘米以下, 要做好继电器的保护。具体措施是:

2.1 与用电作业区保持一定距离

这种距离是指操作人员与带电物体之间要留有空气间隙, 其数值会随着作业设备的移动发生改变。10k V配电线路作业时, 安全距离可控制在0.3米以上, 但是受电力设备和塔杆的制约, 电力操作人员一般不会和带电的物体保持规定的距离, 这时, 采取必要的补救手段是非常重要的, 可以带一个面积较大的保护套或者是隔离板, 阻绝人与带电物体。

2.2 流经人体的电流要在1毫安以下

在10k V配电线路作业中, 如果绝缘线杆受潮不能正常工作或者是泄露出大量的电流时, 会增加事故风险, 而在此时可以通过以下几个方法减少安全隐患:可以和大地相连一个体积较小并且灵活性较高的漏电报警器;在泄露的电流超过了规定的限度时, 泄露报警器就会发出报警提示, 作业人员就可以马上停止作业。

2.3 其他技术措施

要保证线路操作人员的在安全环境下实施作业, 必须对作业人员实施强烈电厂防护, 标准为:风速达到了5级以上, 地区温度降到了零下25摄氏度, 雷雨天或者雾霾较为严重的时候带电作业;因为线路环氧层制作应用的是绝物质, 吸水性和湿度都不尽相同, 因此, 作业时的温湿条件有很多不同, 地区差异表现的最为明显, 要全面综合的考虑;很多作业项目在实施过程中都要先对继电器实施保护, 比如, 在连接电压感应器时要事先安装失压的继电保护装置, 这样可以减少电气设备发生故障动作。

3 10k V配电线路带电作业方法

3.1 佩戴绝缘手套

绝缘手套是最为常见的防护作业法, 利用绝缘技术、绝缘物质以及绝缘梯等可以阻断线路和人员之间的电流减少人员损伤, 还可以在线路操作人员身上涂抹绝缘物质, 可以佩戴绝缘防护工具与带电物体进行隔绝, 绝缘手套可以在作业人员检查线路时应用。绝缘手套作业被大量应用在我国各个地区的10k V配电线路带电作业中, 具有操作简单、安全性高的特点, 并且对技术人员的专业知识限定不高, 因此, 操作时的效率较高而且作业强度和难度都相对较低。但是, 绝缘手套也有很多的缺点, 受环境的影响较大, 受线路设置的制约。一般来说, 10k V的配电线路适合在相对密集的导线之间进行, 间隔越小越能够发挥效果, 鉴于这种原因, 很多作业人员在进行10k V配电线路作业时不提倡作业人员穿着防护衣, 在这种规定下会引发很多的安全事故, 如果作业人员作业幅度大或者没有完全遮盖住带电的设备, 就极易在两个带电物体间产生两相带电或者的设备短路的状况, 致使人员生命安全受到威胁。而在这种条件下穿上必要的防护服是非常有必要的。使用绝缘手套进行作业, 可以配套使用绝缘遮蔽面罩和隔离的器具, 作业人员在佩戴完了绝缘手套以后就要在外表面佩戴防止磨损的手套。

3.2 带水冲洗法

带水冲洗方法在10k V配电线路作业中较为常见, 主绝缘的冲洗以组合形式为主, 适用在小型的水冲洗, 而大型的水冲洗可以将水柱作为主绝缘体。在水泵的电阻达到一定程度以后, 就可以对水进行施压处理, 用导水管将水输送到水枪中, 利用水枪的喷射压力实现对绝缘体的冲洗。冲洗使有一定的要求, 比如, 水柱一定要连续进行, 尤其是在大型的水冲洗中一定要对流经人体的电流进行限制, 并采取防护措施。比如, 可以先将水柱喷射在手背部试一下。

3.3 分组检修法

如果在较短的时间内就可以完成线路的检修, 那么, 就可以将10k V中性不接地的系统接在地面上, 这时将检修设备的电位降至为0, 作业人员就可以依据检修的工具对线路直接进行检修, 但检修必须保证在两个小时内完成。在进行分相检修时, 电位依旧要降至到0, 并要将两相的电压适当提高, 不会使两个设备出现损伤。但是因为线路电压是不对称的, 因此, 作业人员必须穿全套的防护服和电鞋, 操作要在绝缘工具将消弧开关处理完成之后进行。应用分组检修的方法也有一定缺点就是要进行人为的接地处理, 要在更换完新的绝缘子以后才能进行接地消除。

结束语

为了使各地的供电线路保持稳定和安全, 为人们提供安全质量高的电能, 就要在确保不断电的情况下不断提高电力系统运行的安全性, 推动我国电力行业的飞速发展。

参考文献

[1]崔丛菊.10k V配电线路带电作业及绝缘安全工器具的定期试验[J].中国电子商务, 2014 (14) .

[2]李学礼, 孙俊玲.10k V配电线路带电作业的探讨及安全防范措施[J].中国科技纵横, 2014 (6) .

[3]王刚.浅谈10k V配电线路带电作业存在的问题及防范措施[J].民营科技, 2014 (3) .

[4]林森.10k V配电线路带电作业安全综合评价应用分析[J].科技致富向导, 2014 (20) .

[5]李放, 柯夏楠.10k V配电线路绝缘保护罩带电安装钳的研制与应用[C]./2013配网带电作业技术经验交流与操作技能观摩会论文集, 2013.

配电线路带电作业技术特点分析 篇3

关键词：配电线路；带电作业；技术特点

中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）27-0097-02

配电线路，是从变电所向用户进行供电的线路以及城乡变压器之间对电能进行分配的线路，低压配电线路（0.4 kV）、中压配电线路（10 kV）和高压配电线路（35 kV以上）。在我国电力系统建设力度不断加大的同时，对于配电线路的不停电检修进行了深入的研究，带电作业已经成为配电线路检测、检修和改造的重要技术方法。为了保证我国电力系统的安全可靠稳定运行和国民经济的健康发展，还需要进一步加大对配电线路带电作业技术的研究力度，特别是旁路作业和绝缘操作杆作业等。

1 配电线路带电作业技术概述

带电作业指的是在高压电力设备之上，在不停电的状态之下而开展的一种线路和设备检修和测试的方法。将人体和带电体之间的关系作为分类依据，可以将带电作业分为地电位作业、等电位作业以及中间电位作业这三种类型。

从配电线路带电作业的技术条件来看，则体现在以下三个方面当中：①流经人体的电流不允许超过人体实际感知水平

1 mA；②对可能导致人身放电的空气距离进行准确的控制；③人体体表的场强需要人体实际感知水平2.4 kV/cm。其进行带电作业的工作地点大多都是在城市市区中，其环境条件较为复杂，且配电线路较为复杂，多回路及高低压共杆架设，各相间的距离及对地的距离较小，使得线路出现异常情况较多，与高电压等级的带电作业相比较，配电线路带电作业的难度和劳动强度相对较大，极易出现单相接地、相间短路以及人身伤亡等安全事故。

2 配电线路带电作业特点分析

带电作实际上是一种特殊的作业方式，通常是在高空和强电场等条件下而进行的，需要对外界气象条件、运行方式等进行必要的限制，且绝缘工具的选择还应该以设备特点、电压等级为依据。对于配电线路带电作业技术而言，其特点主要体现在以下几个方面。

其一，带电作业技术具有较高的科学性和安全性，使用特殊的绝缘工具在高空和强电场等特殊条件下作业，通常具有十分严格的规程规定、严密的组织分工以及可靠的实验数据；同时，带电作业通常是团队作业，技术人员之间能够实现密切的配合，还具有专门的监护人员，极大程度的保证了作业的安全。

其二，带电作业技术的效率较高，所使用的工具是由特殊材料制作而成，在使用的过程中十分的灵活轻便，使得检修作业的效率实现了较大程度的提升；另外，带电作业技术还不会受到停电时间的限制，不会因时间问题而无法保证检修质量，切实的减少了停电检修期间与其相邻其他线路再出故障的现象，从根本上保证了电力系统运行的稳定性。

其三，与停电作业相比较而言，带电作业的环境具有一定的特殊性，因此对于技术人员也提出了较高的要求，要求技术人员需要经过专业的培训，且在实际的工作中能够保证一定的安全距离；受到作业环境的影响，带电作业也会不同程度的受到环境和气候等因素的影响，如当风力>5级，湿度>80%RH，以及设备绝缘不良和安全距离不够的时候，都不能进行带电作业。

其四，带电作业技术能够有效的消除输变电设备的缺陷，切实减少对用户的停电时间，还增强了系统调度的灵活性，一方面保证了电网的安全运行，另一方面还减少了备用设备和容量，对于经济效益的获取具有十分重要的意义。

3 配电线路带电作业技术实际应用

3.1 旁路带电作业在更换架空线路导线上的应用

在配电网的架空线路当中，由于受到多种因素的影响，经常会出现导线老化和损坏等问题，需要对其进行及时的更换，传统操作方式需要停电作业，且更换施工时间较长，效率较低，而当前，旁路带电作业技术是配电架空电缆更换中最为常用的一种方式。旁路带电作业更换架空线路导线的原理，如图1所示。

首先是通过旁路电缆系统和旁路开关实现接入，然后将原有线路当中的负荷切换到旁通线路的上面，之后在带电的状态之下将待换线路予以切断，在待换线路完成更换之后，再将旁通电缆系统予以拆除；在此过程当中，需要对以下两个问题加以解决：其一是旁路电缆的铺设，其二是带电引接线式的安全防护。

从我国电力行业相关规范标准来看，其中规定，严禁在带负荷的状态下进行断接引流线的操作，带负荷的电缆线路对地实际上相当于一个电容，在对其进行断接的过程中，电缆的长度会对电容中的电流大小产生较大的影响，当电缆的长度达到一定值的时候，就会出现较为强烈的拉弧现象。而旁路带电作业的技术在断接引流线的时候会选用绝缘杆操作，进而实现待换线路和旁通线路的并联运行，同时将部分负荷转移到旁通线路之上，之后再按照公式：

Ic=[（95+1.44S）/（2200+0.23S）]×Un×L

对断接线时电缆电容中的电流大小进行计算，其中Ic指的是电缆电容电流，S表示电缆截面，Un是电缆缆线路额定电压，L为电缆长度；通常情况下使用规格为50 mm2的10 kV电缆进行配网架空线路的旁路带电作业，按照上述公式，L为50 m，通过计算可知Ic的值趋近于0.04 A，一般情况下是不会出现拉弧现象的。

3.2 绝缘杆作业法带电接引流线技术的应用

从配电线路带电作业的方法来看，常用的有绝缘杆作业法和绝缘手套作业法两种形式，其中的绝缘杆作业法也被称之为是间接作业法，指的是借助绝缘工具进行施工作业，使得人体和带电体之间能够保持规定范围之内的安全距离。

对于绝缘杆作业法而言其在带电接引流线的应用中还存在着以下几方面的问题：

①配电线路绝缘化的实施使得绝缘杆作业法剥除绝缘线外皮的难度加大，对绝缘导线线芯会造成不同程度的损坏；

②导线非承力接续问题；

③接引作业点的绝缘和密封恢复，使得现有架空配电线路导线接续点还不可避免的存在着大量的绝缘和密封不良问题。

为了有效的解决以上所谈到的实际问题，研究人员研制出了新型的绝缘导线剥皮器，主要是由剥皮器总成和操作杆两部分所构成，对绝缘操作杆摇柄的转向进行改变还能够实现嵌入导线和剥皮操作以及退出剥皮操作等功能，解决了绝缘杆作业法剥除导线绝缘皮的难题，极大程度的提高了带电作业的安全性。

其技术特点主要体现在以下几个方面当中：

首先，剥皮器总成配有不同线径的刀具，对于70 mm2、15 mm2、185 mm2和240 mm2等不同线径绝缘导线均适用；

其次，绝缘操作杆的手环到剥皮器总成的金属末端之间是绝缘部分，其长度≥0.7m，工频的耐压水平≥100 kV/1min，泄漏的电流≤0.5 mA；

再次，在绝缘操作杆上还设置了操作摇柄，在内部还设置了绝缘传动杆，使得的绝缘材料满足带电作业的相关规范要求。

4 加强配电线路带电作业技术措施

4.1 供电企业实行委托带电作业形式

在我国很多基层供电企业当中，由于其不具有较高的技术和资金实力，在配电线路出现故障的时候无法对其进行带电检测和检修，通常会采取委托的方式，特别是在我国农村地区当中，工业园区的建设数量不断的增加，一旦发生停电将会造成较大的经济损失，因此供电企业通常都会选择和其他单位签订带电作业委托协议，指派专业人员到现场进行勘察，在确定带电作业的实际危险程度之后再进行具体的检修工作。

4.2 供电企业建立完善带电作业制度

由于带电作业技术在我国供电企业的起步时间较晚，在经过多年的发展之间，其和国外发达国家还存在着一定的差距，在带电作业方案和经验等方面还有待实现进一步的加强。

一方面，供电企业要建立完善的配电线路带电作业制度，积极学习国外的相关经验来进行自身的革新，并结合我国的实际情况来制定带电作业技术的申请、初审和批准等制度；另一方面，各级供电企业应积极开展带电作业技术培训。

4.3 建立健全带电作业管理监督机制

要想切实强化配电线路带电作业技术的应用成效，供电企业需要建立健全带电作业管理制度，成立带电作业领导小组，由企业的高层进行直接领导，对带电小组的具体职能范围予以明确，定期对小组成员进行技能考核，并制定严密的组织管理制度，强化监督管理部门的独立性和权威性，从制度上保证带电作业的执行力。

5 结 语

综上所述，配电线路在我国电力系统的建设中具有越来越为重要的地位，而配电线路带电作业技术对于我国电网的建设和社会经济的健康发展起到了积极促进作用。

本文以旁路作业和绝缘操作杆作业为案例对配电线路带电作业技术的特点进行了分析研究，总结出配电线路带电作业技术具有作业环境特殊、效率高、停电时间短、安全性高和经济效益高等特点。由于配电线路带电作业的方法较多，在实际使用的过程中还应该坚持具体问题具体分析的原则，对线路故障实现有效的处理，切实提高配电线路运行的安全性和可靠性。

参考文献：

[1] 葛晨皎，顾金，钱忠.10 kV配电线路带电作业危险点分析及预控策略 [J].华东电力，2012，（11）：2098-2100.

[2] 曲谠，刘鹏，杨睿钦.对配电带电作业的必要性及安全技术分析进行探 讨[J].企业改革与管理，2015，（8）：209.

配电线路带电作业技术 篇4

从传统意义上来说, 我们的带电作业一般是在500千瓦以下的环境下进行的。但是随着社会对电力系统强化的需要, 电力设备也在进行逐年升级, 如今大规模投入运行的是75千瓦以上的电路系统, 有时甚至会达到1, 000千瓦。这也就意味着我们的带电工作环境出现了全新的变化。在这样的高压环境下, 对输电线路带电作业的工作人员的安全防护就是一个重要的议题。

一、作业环境对带电工作的影响

带电作业, 顾名思义就是对电气设备在不断电的情况下进行维护的方式。根据带电体与人体的关系, 可以分成三种主要方式:地电位作业、中间电位作业以及等电位作业。每一种方式工作原理各有差异。在进行地电位作业过程中, 人体位于连接地面的架构上, 通过绝缘工具进行工作, 因此, 这种作业模式又被称为“绝缘工具法”。等电位则是人体直接接触高压电设备的带电部位, 对人身安全会造成危险。中间电位工作模式是前两种的中间状况, 工作人员通过绝缘设备进入高压电场中作业。在进行带电作业时, 对于作业环境中的电场以及电流的情况要进行细致分析, 并且采取相应的防护措施。

(一) 作业的强电场环境。

在对交流电设备的维修过程中, 会产生“工频电场”。这种电场的主要特征就是会随着电压的提升而呈现正比例提高。人体一旦进入到这种电场当中就会产生电场畸变, 特别是在等电位作业时, 人体所承受的电场会达到最大值, 会给作业人员的安全带来极大的隐患。在这种强电场环境下, 作业人员要进行全身屏蔽, 屏蔽服装除了衣裤以外, 还要配备防护头盔、手套、袜子以及专用鞋, 以防人体出现导电现象。由于人体进入电场之后, 身体各个部分所承受的电阻值各有不同, 因此对于服装各部位的电阻值也有具体的要求 (见表1、2) 。除了要符合特殊的电阻要求之外, 屏蔽服还需要具有抗汗腐、耐电火花、抗燃性强等特点, 防止带电作业情况下, 电场中可能出现的突发情况。

注:位置1未等电位, 离导线1m;位置2等电位, 人头出导线0.5m;位置3等电位, 人头未超过导线。

(二) 对于静电影响的重视。

工频交流电场的一个主要特点就是电场处于一种缓慢的变化之中, 这种缓慢的变化电场, 通常也可以将其看作是一个静电场。因此对于静电的影响也是在作业环境中不可忽视的一个重要问题。在静电条件下, 如何会造成对人体的电击呢?诱因之一就是人体对地绝缘处于强电场, 接触到了接地体从而产生了电击;另一种情况就是由于人体处在地电位, 但是接触了位于强电场中的地绝缘导体, 因此诱发了电击。这两种电击情况都属于“暂态电击”, 与放电时的能量直接相关, 能量达到一定数值时, 会使人体产生刺痛感, 影响正常作业。因此, 为了避免静电的影响, 即使在没有漏电危险的情况下, 作业人员也要穿着由棉纤维和金属纤维混合纺织的网眼密集的防护服, 最大限度阻止电场线的穿透。

二、作业工具的维护

保证带电作业的顺利进行, 不仅需要对作业环境有一个整体的判断和掌控, 最重要的就是对作业工具的选择和维护。对于作业工具, 我们需要定期派专人进行系统的检验和检测, 对出现问题的工具进行及时地更新和修复。积极引进高科技设备, 降低带电作业风险, 提高工作效率。

在对作业工具进行管理时, 我们可以利用计算机技术, 设计管理程序, 对工具进行实时、动态化管理, 记录工具设备的运行状况和使用频率。在购买设计相关程序时, 要严格遵循电力行业的行业标准, 选择主流程序, 保证系统运转的可靠性。而且要对系统进行持续性的开发, 提高系统智能化水平。及时准确筛选出需要进行维护的工具, 提升工具的敏感度, 保证作业的安全高效。

针对工具使用中的具体情况, 我们要鼓励作业人员提出对工具革新的想法, 使工具和器具更加适应实际的工作需要。比如, 对绝缘工具的改进, 原来的绝缘工具具有质量重, 不便于携带的缺点, 特别是在高空作业中, 这样的绝缘工具对于操作人员的工作极不便利。因此, 我们便对工具进行改革, 选择轻型的泡沫塑料制作绝缘工具。

对于作业工具的改进有效地保证了施工的效率和人员安全。对工具的改进, 适应具体的作业环境, 可以有效地简化操作步骤, 提高操作的可靠性, 新技术和新材料的运用也可以帮助我们的输电线路工作达到国内外的先进水平, 实现电力工作的转型。

三、结语

总而言之, 在信息技术和材料技术高速发展的今天, 我们在进行带电作业的工作中, 要紧密地与先进的技术相衔接, 实现工具的革新, 营造对作业有利的环境。对于作业工具的管理也要实现数字化, 提升工具器具的监管效率, 及时发现作业工具中潜在的问题, 将作业风险降到最低。利用自然条件, 在不可改变的自然条件中, 则要积极地进行外部条件改造, 更好地适应当地的自然气候, 保证作业安全、可靠地进行。

参考文献

[1] .GB/T 18037-2000.带电作业工具基本技术要求与设计导则[S].2000

[2] .GB 13398-2003.带电作业用空心绝缘管、泡沫填充绝缘管和实心绝缘棒[S].2003

[3] .胡涛, 胡毅, 李景禄, 龙立宏.输电线路带电作业的安全防护[J].高电压技术, 2006

配电线路带电作业技术 篇5

配电网与输电网进行对比, 可以发现配电网虽然电压较低, 但却存在着设备密集、线路复杂、空间狭小、对地距离小等特点, 增加了配网带电作业的难度, 更是因为作业的范围狭小, 很容易接触到不同电位或不同的电力设备, 造成带电作业人员心理上的压力。配网带电作业的劳动强度和危险性远大于输电网带电作业。

为了避免在配网带电作业中出现事故, 需要结合情况, 穿戴全套绝缘防护工具, 并采用主要次要绝缘体相结合的安全作业方式进行操作。

一般来说, 10k V配网架空线路带电作业的内容包括以下几点:架空线设备检查、架空线路缺陷处理、架空线拆火、架空线接火、架空电缆头接火、架空电缆头拆火、架空导线修补、故障指示器的安装与更换等。

10k V配网架空线路复杂, 设备密集等特点限制了带电作业空间, 容易导致作业人员心理上的压力引起疲劳, 操作空间狭小, 就容易触及一些电力设备带来一定的危险, 严重会危及操作人员的生命安全。

所以在进行10k V配网架空线路带电作业之前, 就需要准备好安全措施, 明确采用的作业方式, 并选择好操作工具。此外, 10k V配网架空线路带电操作中采用绝缘遮蔽罩如果质量不达标, 将会造成电力外放甚至是击穿现象, 对作业人员和设备都存在着潜在隐患。

2 10k V配网架空线路带电操作的特点

1) 10k V配网线路带电作业方式

明确10k V配网线路带电作业的不同方式划分, 可以有效的明确带电作业工具及带电作业方法, 从而提高带电作业的效率。

按照作业工具, 可以将10k V配网线路带电作业方式分为绝缘杆作业法、综合不停电作业法、绝缘手套作业法, 按照带电作业的基本方法可以分为间接作业法、等电位作业法及中间电位作业法。其中间接作业法又被称为零电位作业法或地电位作业法, 等电位作业法又被称为直接作业法或同电位作业法, 中间电位作业法又称为绝缘手套作业法。

2) 10k V配网架空线路网络的结构特点

综合分析城市中存在的10k V配电网络结构不难发现其拥有以下几种特点:

(1) 对地距离近

在10k V配网线路众多采用针式PQ-15T类型的绝缘子, 在耐张杆绝缘子上选择双片悬式X-4.5居多, 这就出现了最小距离为0.5m的现象, 对地距离很低。

(2) 线路排列方式复杂

现在10k V配网线路多采用双回路水平排列, 但还有着许多排列方式选择以三角形和多回路水平相结合的方式进行排列, 甚至出现了五条线路在同一供电通道上的现象。

(3) 线路档距差别大

在乡镇的配网线路一般线路档距为60m左右, 而在城市市区线路档距多为40m-50m, 甚至出现了个别档距只有20m的情况, 可见线路档距差别很大, 交叉跨越较多。

3) 10k V配网带电作业方法的特殊性

(1) 等电位作业方法不适合在10k V配网带电作业中使用。因为在10k V配网线路中, 电压相对较低, 相间距很小, 兼配电设施复杂密集, 严重限制了作业空间, 使得作业人员很容易触及不同电位部位或其他电力设施, 如果采用等电位作业方法, 穿着导电手套和屏蔽服进行作业, 极为容易产生线路短路, 短路电流增大超过屏蔽服允许电流容量, 最终造成作业人员的伤害, 所以, 在10k V配网线路带电作业中, 不可以使用等电位作业方法;

(2) 多重绝缘防护。为保障10k V配网带电作业中的安全, 就需要进行多重绝缘防护, 多重绝缘防护主要由主绝缘工具和辅助绝缘工具组成, 如绝缘斗臂车的绝缘平台是主绝缘体, 辅助绝缘体则包括绝缘工具、绝缘护具、绝缘斗、绝缘遮蔽罩等。依托多重绝缘防护, 避免出现线路带电操作引起的事故;

(3) 10k V配网线路带电操作的主要技术手段为绝缘手套作业法, 辅助工作技术手段则是绝缘杆作业法。绝缘手套作业法可以让作业人员通过绝缘斗臂车或其他设备与大地绝缘, 直接的接触带电体, 作业人员穿戴全套绝缘装备, 通过绝缘手套进行检修和维护工作。而绝缘杆作业法则是需要作业人员与带电体保持一定的安全距离, 通过绝缘工具进行检修维护作业;

(4) 10k V配网带电作业的安全技术措施

为确保10k V配网线路带电作业操作中作业人员的安全, 需要合理使用绝缘防护用具, 采用绝缘遮蔽隔离措施, 明确带电作业的空间距离, 保证绝缘工具的有效长度, 如遇雷电、雨、雪、冰雹等恶劣天气, 则需要禁止带电作业操作, 确保人员安全。

3 10k V配网架空线路带电作业注意问题

3.1 带电作业人员

在进行10k V配网线路带电作业之前, 需要将作业人员的选择放在重要位置。选择经过培训学习、技术过硬、心理过关的操作人员, 可以最大限度的减少操作不规范或人为失误造成的损失。

3.2 工具设备保管及安全试验

10k V配网架空线路带电作业依靠相当多的作业工具, 比如说绝缘车、绝缘防护用具等, 这些设备具有相当高的安全可靠性, 自动化程度较高, 需要完善的将设备保管并及时进行安全试验, 保证各种工具设备的实用性和安全性。

3.3 操作规范

建立10k V配网架空线路带电作业监管制度, 规范操作标准, 严格按照标准进行操作, 可以防止因操作不当引起的事故。加强信息交流和经验总结, 提高操作人员的综合素质及作业能力。

4 10k V配网架空线路选择带电作业的优势

在10k V配网架空线路中采用带电作业的方式可以带来良好的经济效益和社会效益, 其优势主要包括以下三个方面。第一, 可以减少停电时间, 减少电量损失;第二, 缩短作业时间, 节省人力、物力, 带来经济效益;第三, 可以及时有效的处理线路故障, 带电作业技巧方便快捷, 节省抢修时间。

5 结论

10k V配网架空线路选择带电作业是十分有必要的, 通过带电作业, 可以提高供电稳定可靠性。在10k V配网架空线路带电操作中, 需要注意带电操作的特点, 采用合适安全的操作方式进行操作, 加大培训和学习力度, 建立并完善操作规范, 可以有效的提高作业安全, 避免事故的发生, 从而提高经济效益和社会效益。

参考文献

[1]雷宁.浅谈10kV配网架空线路运行检修带电作业[J].宁夏电力, 2009 (3) :17-19.

配电线路带电作业技术 篇6

一、配网带电作业安全影响因素分析

1. 作业环境因素

配网系统处于相对复杂的自然与社会环境中, 带电作业深受多种复杂因素的影响, 例如:交通条件、接线结构、设备类型、杆塔线路等。其中任何一个因素未能妥善防范都可能带来作业风险。例如:对于10k V配网来说, 通常线路布设密集、且高低同杆架设, 相路间距较小, 这就为带电作业带来了困难, 涉及更多的作业工具, 而且存在操作风险。作业人员如果未能充分熟练地掌握绝缘斗臂车的性质与操作方法也将酿成事故伤害。

2. 技术因素

配网带电作业对于作业人员有着特殊的技术水平要求, 任何误操作、低技能作业等都将游走在危险边缘。整个带电作业过程中, 各个操作环节都需要一定的技术支持, 从设备的操作、线路的架设以及操作流程的把握、各个环节的危险防范等都应具有一定的技术性、专业性, 要求带电操作人员不仅要具备合格的专业知识, 掌握高水平的技术, 而且也要具备一定的安全经验, 能够自觉规避一切安全风险。

技术源自人员的技术水准、专业素质等都将影响到带电作业安全度, 对此供电企业必须加大对供电人员的培训力度, 不断提高其资质和能力, 通过专业化的组织培训来优化并提高技术人员的安全意识, 使他们掌握带电作业安全技术, 从而提高带电作业的安全等级。

3. 器具与防护工具

配网带电作业需要一系列工具、器具以及安全防护性设备的运用, 其中安全防护性设备包括:绝缘防护面具、绝缘操作器具等。这些设备与器具的绝缘度以及机械强度等都将影响到带电作业的合理性以及风险等级。任何一类带电作业器具与工具都需要经过专业化的绝缘测试与监测, 要获得专业化检测机构的安全检测认可, 同时, 也要定期根据设计规程来进行预防性检测。例如:对于10k V配网系统来说, 带电作业过程中, 操作杆的绝缘长度要在0.7m以上, 因为操作杆的长时间运用, 可能出现绝缘破损、变质现象, 因此, 带电作业前必须对其进行绝缘耐压检测, 确保绝缘长度达到安全标准。

二、层次分析法下的配电作业安全评价指标体系

所谓的层次分析法其中涵盖了定性、定量的相互配合, 体现出一定的科学性、合理性。层次分析法能够使思维过程更加有层次、有条理, 同时, 也要逐层次、逐等级地深入剖析相关的关联性因素, 这样才能为深入剖析、预测以及调节带电作业供应定量分析的证据。其中的内容具体涵盖:创建层次模型、明确某一准则下不同元素的相对权重。具体的操作流程如下:

1.创建安全评价指标的等级性层次结构。通常来说, 等级层次构造内层数的多少没有一个限定标准, 然而, 单层内不同元素的评价指标一般要控制在9个, 超出这个数目则可能增加评判难度, 所创建的10k V安全评价指标体系中应该主要涵盖以下因素:生产环境、机具与防护、操作人员水平、现场管理、安全生产综合管理等。生产环境因素则又具体包括:设备环境、人为环境、作用机器环境等。操作人员因素则具体包括:操作人员的专业素质、知识技能、受教育程度等。10k V配网带电作业安全评价指标体系如图1所示。

式中:L代表专家数量。

3.算出不同层次元素对目标层的合成权重。按照一定的算出合成权重, 通常要本着从上到下的顺序, 积极合成单相准则下的权重, 直到最底指标层次。

三、配网带电作业综合评价模型的构建

安全评价最关键是要选择一个科学的评价方法, 其中模糊综合评价法不失为一种科学的方法, 将其应用于配网带电作业安全评估中具有一定的科学性、可行性。该评价法的主要原理为将带电作业安全系统看成是一个综合性系统, 容易受到各种因素、变量等干扰, 基于此可以选择多级模糊综合评价数学模型, 对带电作业安全性进行全面、综合地评价。

1. 综合评价的数学模型

(1) 因素分层。

配网带电作业主要受到以下因素的影响, 形成一个因素集合:U={u1, u2, u3, u4, ……um}, i=1, 2, 3, 4, ……m;其中u1是最高层中的第i个因素, 受到第二层内各因素的影响。

(2) 权重集合

不同层次内部, 配网作业安全评价标准的重要性也有所差异, 对各个因素赋予一定权重, 第一、二层各自的权重集如下:

(3) 模糊评价法

通常不层次之间会受到彼此的影响, 例如:第一层深受第二层中一些关键因素的影响, 所以, 第一层的单个因素评价需要参照第二层中的多种因素, 通过对多种因素进行综合分析、评价最终得出评判结论, 假设第二层单因素评价矩阵如下:

其中j的数量影响着Ri矩阵行数, 通过各因素权重的衡量能够得出第二模糊评价集, 也就是一级模糊评判集Bi。

(4) 二级模糊综合评判

要想能够得出上层的综合评判, 要实施二级模糊综合评价, 第一层单因素评判矩阵如下:

2. 模糊综合评价的模糊合成算子

要根据配网系统的具体情况, 必须将一切影响带电作业的相关因素都纳入思考范围, 其中要预留单因素的相关评价信息, 同时, 要积极控制单个因素为配网带电作业可能带来的不良影响, 要想更加真实、精准地判断出带电作业不同安全评价标准的重要程度, 应该引进模型的模糊算子。

结语

10k V配网系统带电作业存在一定的安全风险, 全面评价影响安全的因素, 通过层次分析法创建一系列制度来优化并支持创建配网作业安全评价指标体系, 能够有效防范危险的出现, 提高带电作业安全等级。模糊综合评价法则创建其了多种评价模型, 依靠这些模型能够为配网作业提供合理的安全评价标准, 从而为配网带电作业的安全进行提供依据。

参考文献

[1]曹东海, 魏立科.浅谈10k V配网带电作业安全隐患及防范措施[J].企业技术开发, 2011, 30 (23) :17-24.

超高压输电线路带电作业研究 篇7

【关键词】超高压；输电线路；带电作业

带电作业是电网监测和维修的重要手段，能显著提高电力系统稳定性和减少线路停电时间。在带电检修过程中，线路运行的稳定性及工作人员人身安全容易受到其他因素的影响，因此必须在实践中积极了解防护措施，并根据实际情况选择适当的检修方式。随着技术水平的不断提高以及用户对电力系统稳定性的要求日益提高，超高压输电线路带电作业的工作比例也逐渐提升，同时也不断出现新技术和新设备，为带电作业的发展提供了便利。

一、超高压输电线路的特点

高压输电是用变压器将发电机输出的电能升压后经输电线路传输的一种形式，其在降低损耗方面的效果比较明显。近些年来超高压输电线路的应用范围逐渐扩大，给人们提供便利的同时也带来很多问题。由于塔杆自身比较高，塔头尺寸比较大，因此存在的分裂线路越来越多，绝缘子片的数量也不断提升，其吨位也随之增大。其次由于线路运行过程中电压比较高，带电周围的电场强度比较大。而超高压输电线路的输送容量比较大，停电检修对受端电网影响较大，因此超高压输电线路带电检修作业是输电线路检修工作的必然趋势。但由于超高压输电线路比较长，容易受到地理环境、气候环境以及其他因素的影响，这就要求相关工作人员积极对现有的应用方式进行了解，并根据实际情况确定合理保护措施[1]。

二、影响带电工作人员安全的因素

由于现有超高压输电线路受到的影响因素比较大，必须根据实际情况对其进行适当的调整，同时要明确影响工作人员安全的因素。以下将对影响带电工作人员安全的因素进行分析。

1.电场的影响

输电线路在运行过程中会出现一定的工频电场，电场的强度和电压等级之间存在本质性的联系，随着与导线距离的不断减少，人体在强电场实践中会感到不适应，甚至出现异常反应。根据实践证明，人体进入到电场时会导致电场出现一定的变化，在输电线路杆塔上，作业人员则要在近距离位置，电场的强度比地面高出很多，尤其是在等电位作业位置中，基于人体表面的影响因素，必须根据实际测量值，对其进行测定。根据已知的电场感知水平确定预防措施。如果人体自身感受到不适，会给高空作业带来隐患，为了保证工作人员的人身安全，必须明确电场对人体的影响[2]。

2.电流对人体的影响

在输电线路带电作业实践中，存在暂态或者稳态的电流，不同的电流对人体会造成不同的伤害，因此必须让处于地电位的人接触到导体。由于导体上的电荷变化比较大，通常存在不规则释放的情况，其影响程度和带电体通过人体的放电量有一定的联系。稳态电击的导体主要是由耦合电容形成通过接触该导体的人体入地工频电流，这种电击结果的评价直接用电流大小来衡量。因此必须在实践中做好防护措施，减少不良因素对其整体的伤害。

3.静电感应对人体的影响

基于超高压输电线路的特殊性，经常会存在工频交流电场，由于该电场的变化不明显，因此可以将其作为静电场。但是工频电场同时存在一定的静电感应问题，由于经典感应会使人们遭受到比较小的电击，人体感受不明显，但是如果此时存在放电的情况，当能量值达到一定的范围内，则会对人体产生一定的影响，严重影响工作人员的安全[3]。

三、超高压输电线路带电作业中的防护措施分析

针对超高压输电线路对工作人员的影响，必须在实践中明确防护措施，并根据实际情况对其进行总结和分析。以下将对超高压输电线路带电作业中的防护措施进行详细的分析。

1.确定安全距离

原有的电网结构已经不适应当前国民经济的发展，必须明确超高压线路的应用趋势，明确超高压输电线路和特高压输电线路的差别，根据实际情况对其进行调整。由于各个典型的工况受到不同因素的影响，会产生一定程度的电流，为了提升工作人员自身的安全性，必须在实践中计算出带电线路的长短，并根据实际情况情况确定结构特点和操作方式，最后确定带电工作安全距离及组合间间隙。针对单回型的线路类型需要确定安全间隙。对于同塔回双直线塔需要根据塔的应用类型和方向确定应用条件。针对超高压交直流耐张塔线路，等电位作业工作人员必须根据实际情况进行针对性作业，对绝缘子片数进行分析，并最终确定应用类型[4]。

2.加强对作业人员的安全防护

基于超高压输电线路的特殊性，需要在实践中对其引起重视，相关工作人员必须选择适当的防护措施。在带电作业过程中，由于超高压输电线路的运行在电场比较强，因此在工作前必须对周围环境进行有效的检查，明确实践中存在的安全防护影响因素。基于超高压输电线路应用的特殊性，在实践中必须明确项目的应用趋势和类型，并对带电作业进行分级，根据级别差异确定防护措施。首先要穿戴专业的屏蔽服，在和周围带电体进行维修的过程中必须满足距离要求和最小组合间隙要求。

3.合理选择工具

由于超高压术输电线路的应用等级比较高，杆塔结构和尺寸比较大，受线路档距的影响，如果分裂数比较大，则会增加导线的应用范围，绝缘导线的长度和吨位也出现一定的变化。绝缘工具的选择对提升其整体安全性有一定的指导性意义，要求在实践中满足性能发展需要，通过点击测试对其进行适当的检验，如果存在异常情况要需要提前进行合理的而不知，选择适用超高压输电线路的绝缘线，同时必须满足荷载力的基本要求。

结束语

由于当前我国超高压输电线路工作的特殊性，为了对其进行适当的检验，必须了解500kV输电线路带电作业安全防护的研究，对带电作业的安全防护进行详细的分析，根据实际情况对其进行适当的调整。基于带电作业的特殊性，相关工作人员要对其引起重视，在工作中采用绝缘材料，并做好切身防护措施。

参考文献

[1]胡涛，胡毅，李景禄，龙立宏.输电线路带电作业的安全防护[J].高电压技术，2011，10（23）：90-92.

[2]王建军，吴季浩，苏梓铭.10 kV 电缆终端带电作业仿真及试验研究[J].电力建设，2014，35（2）：41-46.

[3]胡毅，刘凯，彭勇，苏梓铭，吴田.带电作业关键技术研究进展与趋势[J].电压技术，2011，01（23）：80-82.

[4]胡毅，聂定珍，王力农1500 kV紧凑型双回线路的安全作业方式研究[J].高电压技术，2011，27（12）：31-33.

配电线路带电作业技术 篇8

随着国内首条1 000 k V特高压交流输电线路 (晋东南—荆门试验示范工程线路) 的建设、调试和运行, 学者们对特高压交流输电线路带电作业也进行了相关研究。国网电力科学研究院对1 000 k V特高压交流输电线路带电作业的电场强度测量、人体表面电场、安全防护、组合间隙放电机理以及安全距离等内容进行了试验研究, 得出了具有指导意义的结论, 并对带电作业的发展提出了一些展望[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]。清华大学的学者利用直升机缩比模型研究了直升机对交流导线周围空间电场畸变的影响[11,12]。

国外学者对直升机带电作业的研究相对早于国内。直升机带电作业可分为平台法和吊篮法, 美国主要采用平台法, 而法国则主要采用吊篮法。1981年, Michael Kurtgis使用Bell206型直升机在沙特实现了世界上首次直升机与300 k V线路等电位连接, 随后成立专门从事电力作业服务的直升机公司Airmobile。1983年, 美国Haverfield直升机公司将MD500型直升机与500 k V线路进行等电位连接, 开始了直升机带电作业服务。1991年, 美国电科院通过大量试验研究了最高线电压为800 k V时, 进行中相和边相直升机带电作业的最小安全距离[13,14]。近年来, 直升机带电检修技术在我国也得到了广泛应用。2007年, 北京超高压公司采用Bell206型直升机平台作业法, 进行了500 k V交流输电线路边相的直升机带电作业试验。2010年, 湖北超高压输变电公司采用MD500E型直升机, 在双玉一回494号和495号杆塔之间进行了地线防振锤安装和更换、标志球安装和更换等项目的带电作业。作业过程中, 直升机不仅在地线之间和导、地线之间穿行, 而且还飞入水平布局结构的中相进行带电作业[15,16,17,18]。

综上所述, 虽然目前对1 000 k V交流输电线路带电检修技术的研究已较为深入, 对800 k V交流输电线路直升机带电作业安全距离也有了一些研究, 但是对直升机带电作业侵入导线路径方面的研究尚未开展。随着1 000 k V特高压交流输电线路的投运, 这方面的研究十分有必要。本文针对直升机平台法带电作业, 通过计算直升机平台及附近空间电场分布的方法, 综合考虑各方面因素, 选择最优侵入路径, 并通过试验验证了该方法的可靠性。

1 直升机带电作业平台模型

1.1 有限元模型

分析直升机带电作业平台 (HLLWP) 在侵入导线路径上的电场, 实质等同于分析空间悬浮电位对导线周围电场畸变程度的影响[19], 这个问题可通过计算电磁场有限元解决。该有限元模型的计算域包括直升机带电作业平台、操作人员、三相导线、大地及周围的整个剩余空间。

考虑到计算量的问题, 原本在无限远处的0电位边界面被截断至与直升机带电作业平台前、后、左、右以及上方各相距100 m的平面处, 上述5个面以及地面在内的6个面所包含的空间构成了近似的整体有限元计算域。上述6个平面即为计算域的边界面, 与导线平行的4个平面为0电位边界条件, 与导线垂直的2个平面为自然边界条件;三相导线在某一时刻的电位是确定的, 可固定其电位自由度;直升机带电作业平台及操作人员可视作等势体, 耦合其电位自由度作为约束条件。

1.2 直升机计算模型

目前, 国际上在直升机带电作业中普遍采用的机型主要有Bell206系列和MD500系列, 这2种机型都通过了国际上的500 k V等电位试验认证;其中MD500系列机型更为小巧, 更加适合特高压线路的相间带电作业。因此本文以MD500型直升机作为侵入路径的研究对象, 其几何参数如图1所示。

1.3 作业人员计算模型

研究直升机平台法带电作业侵入路径, 需要建立相应的作业人员模型, 并根据人体模型不同部位表面电场强度情况确定最优的侵入路径。不同操作人员的体型特征各不相同, 因此需要参考GB10000—88《中国成年人人体尺寸》中的统计数据[20]。为了适当简化分析难度, 根据标准中的统计数据, 在建立模型时将人体模型尽量简化, 其中人体头部采用球形模拟, 上半身采用长方体模拟, 肩部进行圆滑处理。同时, 作业人员手臂和腿部的电场也是关注的重点之一, 将手臂和腿部采用圆柱体模型模拟。考虑到作业人员在侵入导线过程中通常固定坐在平台上, 因此建立的人体仿真模型也采用坐姿方式。最终确定作业人员的主要模型数据如表1所示。

1.4 整体计算模型

悬浮电位情况下, 为了分析直升机带电作业平台在不同侵入路径下的操作平台及操作人员表面电场情况, 分别对直升机带电作业平台处于空间不同位置, 即与导线成0°、15°、30°、45°和60°以及与导线距离3 m、5 m和10 m的情况下建模进行电场分析, 不同路径下的计算位置选取如图2所示。

1 000 k V特高压交流输电线路模型根据实际运行线路参数建立, 导线采用八分裂结构, 分裂间距为400 mm, 子导线直径为30 mm, 三相导线呈三角形排布方式, 导线线电压为1000 k V, 线路相电压最大值为816.5 k V。在直升机机身下侧建立与滑撬相连的操作平台, 操作平台长4.14 m, 宽1.05 m, 固定于直升机滑撬后端, 操作人员坐于操作平台外侧。直升机带电操作平台位于边相导线附近某位置时的计算模型如图3所示。

2 直升机带电作业平台侵入路径分析

2.1 中相导线侵入路径分析

在直升机带电作业平台进行侵入导线、等电位作业以及退出等电位的过程中, 作业人员始终身着屏蔽服、屏蔽帽、屏蔽手套及脚套。因此在进行电场计算时, 将人体表面当作导体来处理。通过电场计算可以得到平台整体及作业人员表面的电场分布结果, 以0°路径侵入1 000 k V特高压交流输电线路中相导线的情况下, 直升机带电作业平台及作业人员身体表面的电场分布结果如图4所示。

分析图4可知, 悬浮电位情况下, 直升机离导线越远, 直升机带电操作平台和作业人员表面的电场数值越小。当距离为10 m、5 m和3 m时, 平台整体电场强度最大值分别为690 k V/m、1 188 k V/m和1 562 k V/m, 出现位置均为靠近导线侧的机翼末端;作业人员身体表面电场强度最大值分别为355 k V/m、724 k V/m和1 079 k V/m, 均出现在操作人员手尖。

针对不同的侵入角度, 对直升机带电作业平台进行电场分析, 得到不同路径下电场强度最大值和距离的关系如表2所示。

表2所示结果表明, 直升机带电作业平台整体电场强度最大值随侵入角度增大呈减小的趋势, 在侵入角度为0°和15°时, 电场强度最大值出现在近导线侧的螺旋桨末端, 当侵入角度增大至30°以后, 电场强度最大值出现在作业人员的手尖、脚尖和远离导线侧的螺旋桨末端。从直升机安全角度进行考虑, 60°是最可靠的入侵角度。

为了得到最优的导线侵入路径, 除了要考虑直升机带电作业平台整体在不同路径下的表面电场情况, 作业人员的表面电场情况也必须作为考量因素。作业人员身体表面各部位电场强度最大值与侵入路径的关系如图5所示。

图5表明, 侵入角度越大, 则作业人员手尖、头部和胸前表面电场强度最大值越小, 而作业人员脚尖电场强度在0°和60°侵入角度时均较小。综合考虑直升机作业平台整体和作业人员的分析结果, 应该选择60°作为侵入角度。但是由于侵入角度为60°时的作业难度较大, 因此实际操作过程中建议选取45°作为侵入角度。

2.2 边相导线侵入路径分析

2.1节研究了中相悬浮电位情况下5种不同侵入角度时的电场强度, 并以此为依据给出了侵入路径的参考建议。由于边相和中相附近空间电场分布的差异性, 因此也有必要对边相导线侵入路径进行分析。

针对不同的侵入角度, 对直升机带电作业平台进行电场分析, 得到不同路径下电场强度最大值和距离的关系如表3所示。

计算结果表明, 随着侵入角度增大, 直升机带电作业平台电场强度最大值没有呈现单一减小的趋势。从0°到30°的变化过程中, 直升机带电作业平台场强最大值呈现减小的趋势;从30°到60°的变化过程中, 直升机带电作业平台场强最大值呈现增大的趋势。若以直升机作业平台场强为参考依据, 应选择15°~30°侵入比较好。分析其原因, 从边相悬浮电位侵入时, 随着侵入角度的增大, 直升机与中相的距离变小, 此时直升机带电作业平台的场强是边相导线与中相导线共同作用的结果, 这与从中相侵入时的情况是不同的。

作业人员身体表面及各部分电场强度最大值与侵入角度及距离的关系如图6所示。

观察图6可以发现, 各角度侵入过程中, 作业人员手尖和脚尖的电场强度相对较大, 手尖最大电场受路径的影响很小, 而脚尖最大电场则与路径有较大关系, 因此应该以脚尖的电场为选择依据, 侵入角度选为0°~15°较好。综合直升机带电作业平台和作业人员两方面的因素, 实际操作过程中建议选取15°作为边相导线侵入角度。

3 直升机带电作业电场分析方法验证

3.1 试验测量

前文主要通过仿真方法, 对直升机平台法带电作业在不同相和不同侵入路径的电场分布进行了研究。由于计算模型进行了适当的简化, 同时考虑到1 000 k V直升机平台法带电作业电场分布研究在国际上尚属首次, 因此有必要将仿真结果与试验结果进行对比, 验证仿真方法的正确性。

将MD500型直升机固定于距离地面12 m高的实验平台上, 实验平台的尺寸为2.7 m×2.4 m×0.2 m。身着屏蔽服、屏蔽手套、屏蔽鞋和屏蔽帽的模拟人放置在直升机作业平台的右端, 通过模型人手中的等电位转移棒与导线进行等电位连接。特高压试验导线采用八分裂线, 距离转移棒端部1.5 m, 试验现场布置如图7所示。

试验过程中, 将导线电压逐渐提升至线路的最高运行相电压635 k V, 通过导线对转移棒放电使得作业平台与导线处于等电位状态。实验人员在机舱内将电场测量探头置于模拟人头顶测量电场强度, 其结果为206 k V/m。

3.2 仿真方法验证

根据试验布置及加载条件建立相应的直升机带电作业仿真模型, 计算得到整体试验模型及模型人身体表面电场分布结果如图8所示。

仿真结果表明, 直升机螺旋桨末端的电场最大值为3 207 k V/m;模型人身体表面的电场强度最大值为976 k V/m, 出现在模拟人的脚尖处。考虑到电场测量探头的厚度为2 cm, 在模拟人头顶高2 cm处沿垂直导线方向选取路径观测点, 绘制路径上电场分布曲线如图9所示。由图9可知, 模拟人头顶正上方2 cm处电场计算结果为216 k V/m, 与实际测量结果较为接近。

4 结论

本文对1 000 k V特高压交流输电线路直升机平台法带电作业侵入路径进行研究, 得出以下结论:

a.直升机带电作业平台对中相进行作业时, 建议选择45°作为侵入角度;

b.直升机带电作业平台对边相进行作业时, 建议选择15°作为侵入角度;

c.通过建立试验现场布置的仿真模型进行电场计算, 并与试验现场测量电场数据进行对比, 证明了仿真方法在进行直升机带电作业平台电场分析上的可行性。

摘要：基于MD500直升机和国内1 000 k V三角形排布输电线路的实际参数, 建立了直升机带电作业平台 (HLLWP) 模型。在不同的直升机带电作业平台的侵入角度和直升机带电作业平台与导线的距离下, 通过有限元方法计算了直升机带电作业平台和操作人员身体表面的电场强度。考虑操作人员的人身安全, 提出了直升机带电作业平台靠近不同相导线时的侵入路径。