输配电线路带电作业技术的研究与发展

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　　【摘  要】随着我国电网的建设和发展，经过五十多年来的研究及应用，带电作业已成为输配电线路检测、检修、改造的重要手段和方法，为电力系统的安全可靠运行和提高经济效益发挥了十分重要的作用。输电线路开展带电作业方式具备诸多优势，有效的作业方式不仅可减少输电损失，而且还能为电网安全运行和维护提供安全保障。因此，加强对特高压直流电网的相关探究已成为国内电网建设的一个重要课题。
　　【关键词】输配电线路带电作业技术;发展;
　　带电作业，即对高压电气设备进行检测、检修，发现有缺陷的设备并进行及时更换，避免电网发生停电现象，为电网的稳定运行提供保障。近年来，在现代化技术的支持下，电力生产得到了进一度的发展，超高压运输电网也进入新的发展阶段，为了适应其发展，需要加强对输配电线路带电作业技术的研究，不断革新、完善其技术手段，保证带电作业技术的科学性与先进性。
　　一、输配电线路带电作业技术的研究
　　1.保护间隙取值的确定。以1000kV线路酒杯塔的试验数据为例进行具体说明。一是保护间隙最小取值的确定。当线路最高工作电压为1100kV（其相电压有效值为635.1kV）时，由保护间隙工频闪络放电曲线，保护间隙取2.1 m 可耐受1000kV 线路最高工频相电压而不发生闪络。二是保护间隙最大取值的确定。大量试验研究表明，保护间隙布置于边相时的操作冲击放电特性与布置于中相时相差很小。且考虑操作冲击波的波前长度对带电作业放电间隙的操作冲击放电特性影响后，各带电作业间隙的作业危险率均有降低。因此，由保护间隙布置于中相时的操作冲击放电特性曲线确定保护间隙取值有足够安全裕度，从而可保证带电作业的安全可靠性。根据保护间隙操作冲击放电特性曲线，结合1000kV 线路带电作业最小安全距离研究成果，将作业间隙与保护间隙进行绝缘配合。保护间隙与作业间隙进行绝缘配合时，可能出现保护间隙耐受工频电压不发生闪络的最小取值大于保护间隙的最大允许取值的情况，即保护间隙与作业间隙无绝缘配合值。假设在带电作业工作过程中，沿线传播操作冲击过电压，其传播方向为从带电作业点至保护间隙挂点，若各间隙的放电总是在波前发生，则为使保护间隙发挥保护作用以降低作业危险率，且避免保护间隙频繁动作提高线路跳闸率，必须同时满足2个条件：一是作用在带电作业点的操作冲击过电压幅值小于作业间隙的操作耐受电压;二是作用在保护间隙上的操作冲击过电压值使保护间隙放电。
　　2.作业人员安全防护。（1）由于超/特高压输电线路电压等级高，杆塔结构尺寸大，线路档距大，导线分裂数多，绝缘子串长度和吨位也相应增大，这些特点对作业工器具提出了更高的技术要求。对于金属卡具，通过实用化技术研究，根据超、特高压线路工程中的不同吨位、不同型式的绝缘子串型的特点，已研制完成了型式众多、结构优化的钛合金卡具，为减轻作业人员工作强度还配套研制有带液压传动装置的紧线工具。二是为满足不同长度的要求，一般由多节连接而成。在电气性能方面，要结合实际线路工程满足相应的最小有效绝缘长度，在机械性能方面，为满足大荷载的要求，允许荷载须≥120kN。（2）输电线路带电作业用屏蔽服。一是研制的特高压交、直流线路带电作业全套专用屏蔽服，采用金属纤维与柞蚕丝混纺后与蒙乃尔合金丝并捻交织而成，成套屏蔽服装包括上衣、裤子、帽子、手套、短袜、鞋子及连接头和连接线。二是在带电作业人员等电位转移过程中，因电容放电会产生高幅值、高频率的电位转移脉冲电流，利用身穿全套屏蔽服的模拟人进行现场实测，发现电位转移电流的大小及分散性与作业人员进出等电位的速度、导线布置及接触导线的方式有相关性，等电位过程瞬间会产生明显的电弧，为保障带电作业人员的安全，在满足特高压线路带电作业最小安全距离等关键技术参数的前提下，作业人员还需采用以下安全防护措施：一是等电位作业人员亦应穿戴专用屏蔽服，使用绝缘操作杆时，绝缘杆的有效绝缘长度须满足要求。在绝缘子两端悬挂支、拉、吊等绝缘件时，绝缘件的有效长度须满足要求。二是等电位作业人员须穿戴带电作业专用屏蔽服，与周围带电体及接地体的距离须满足要求。进出等电位时的最小组合间隙须满足要求。作业人员进出1000kV线路时须使用电位转移棒。等电位电工进出强电场时应有后备保险带，从杆塔、地面向等电位电工传递工具等时，要用干燥、清洁的绝缘绳。
　　二、发展方向
　　1.高海拔带电作业技术研究。针对海拔3000～4000m 及以上的高海拔地区，还需深入研究适用于该类地区的超、特高压带电作业关键技术，包括安全作业间隙、安全防护技术、绝缘操作工具、作业导则等。针对该地区配电线路的带电作业，需试验论证绝缘防护用具、遮蔽用具、操作工具的性能及尺寸是否满足安全作业的要求，并根据需要研制或改进相应的作业工器具和防护用具，提升高海拔地区配网带电作业安全水平。
　　2.机器人在带电作业中的应用。随着科技的进步，机器人已被广泛应用于很多作业工作中，并显示出显著的优势。而在输配电线路带电作业技术的发展中，机器人的应用也必将成为其重要发展趋势。首先，利用机器人进行带电作业的实施，可以使操作人员无需直接进入高压电场区域，从而在很大程度上避免了高压给操作人员带来的危险，为其人身安全提供了有效的保障，而且，利用机器人进行劳动强度较大的作业，还在很大程度上减轻了带电作业人员的工作强度。机器人在带电作业中的应用显示出强烈的人文关怀精神，是电力发展人性化的彰显。其次，利用机器人可以实现远距离遥控操作高压，完成很多高难度、高危險系数的作业，而且其作业工序的实施更加准确，避免了人为因素的失误，大大提高了输配电线路带电作业的效率，还为带电作业的实施质量提供了有力的保障。因此，在未来的电力发展中，要提高其安全性与可靠性，机器人作业是一个很好的技术手段。
　　3.新型检测设备在带电作业中的应用。随着越来越多的现代化技术被开发出来，通信、光纤，尤其是自动控制技术将会被应用到检测设备的创新中，新型的检测设备在带电作业的操作中将更加便捷，其检测结果也将更加精确、可靠。现在机械手臂已经慢慢开始在带电作业中应用开来，利用这种技术，操作人员可以在控制室对机械手臂进行遥控指挥，利用机械手臂完成一些带电操作，人们已经看到了这种新兴技术的优势，对其的研究与完善必将成为带电作业技术革新的重要项目。应加大新技术、新设备在变电站和换流站带电检修中的研究和应用。在带电清洗方面，应在分析站内绝缘设备参数特点和积污特性的基础上，加强研究站内设备的带电清洗技术，特别是超、特高压直流设备的带电清洗（扫）技术，包括研制智能化自动带电清洗洗装置、研究高绝缘性能清洗材料、制定相关的安全技术规范等。整体推进变电站带电清洗和清扫技术的实际应用。
　　我国在特高压交、直流输电线路带电作业关键技术、人员安全防护、工器具研制、标准制定及工程应用等方面开展了深入的研究，取得一系列创新性成果，为线路的设计及运行维护提供了技术依据。为了使带电作业能始终适应电网的发展，必须加强对带电作业技术的研究，结合理论知识与实践经验的成果，不断推动带电作业技术的发展，促进我国电网运行的稳定性与可靠性，从而促进我国国民经济的发展。
　　参考文献：
　　[1]胡声机.关于配电线路带电作业方式与安全防护问题探讨[J].华章，2018.
　　（作者单位：内蒙古电力集团包头供电局九原供电分局）
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