輸電線路引流板帶電消缺作業安全性校核

朱丹，梁煒，曾東，溫鎮

（嘉興電力局，浙江嘉興314033）

輸電線路引流板帶電消缺作業安全性校核

朱丹，梁煒，曾東，溫鎮

（嘉興電力局，浙江嘉興314033）

為確保輸電線路引流板帶電消缺作業的安全，以220 kV線路SJ41桿塔為例，分析帶電作業的安全性。計算得到開展引流板帶電消缺作業時，作業人員的作業間隙及作業危險率，為工作人員的作業安全提供有力保證。

輸電線路；引流板；帶電消缺；安全性

0 引言

輸電線路長期暴露在戶外，運行環境復雜，使得線路設備易產生銹蝕、磨損和發熱等缺陷，耐張線夾引流板發熱是輸電線路運行中經常發生的問題之一。在線路滿負荷運行情況下，耐張線夾引流板發熱問題尤其突出，嚴重時會發生熔斷引流線的事故。根據不同電壓等級輸電線路特點，采用理論分析、試驗研究和現場應用相結合的研究方法，已研制開發引流板帶電消缺專用工器具[1－5]。

鑒于引流板帶電消缺作業項目的特殊性，作業人員進入作業位置的過程可能與常規帶電作業有所差異，因此有必要對典型桿塔上引流板帶電消缺作業過程中可能面臨的安全距離和組合間隙進行校核，以保證作業人員的安全。

1 安全性校核計算依據

1.1 校核方法及步驟

按照下列方法及步驟校核典型塔型的帶電作業最小安全距離及各種進入方式的組合間隙。

（1）確定各電壓等級桿塔的典型帶電作業位置及進入途徑。

（2）帶電作業研究的同電壓等級桿塔的試驗研究結果，已經擬合成典型的帶電作業間隙操作沖擊放電曲線。因此，根據這些曲線計算各電壓等級桿塔間隙的U50（操作沖擊50%放電電壓值），并進行海拔校正。

（3）根據典型作業位置的U50及海拔校正結果，計算典型作業位置的帶電作業危險率，依據相應危險率的計算結果，對線路桿塔的各類作業間隙及進入強電場的途徑進行校核。

1.2 帶電作業間隙操作沖擊放電特性

IEC 60071－2－1996推薦的空氣間隙緩波前過電壓絕緣特性的經驗公式為[6]∶

式中：U50為間隙的操作沖擊50%放電電壓；d為空氣間隙距離；K為間隙系數；U50RP為相應電壓波形及間隙距離下棒－板間隙操作沖擊50%放電電壓。

根據各帶電作業間隙結構的操作沖擊放電試驗數據，計算求取間隙系數K，得出帶電作業間隙結構的操作沖擊放電電壓公式及擬合曲線。

1.3 氣象及海拔高度修正

文中列出的所有試驗數據，均已經按GB/T 16927．1－1997《高電壓試驗技術第一部分：一般試驗要求》修正為標準氣象條件下的數據[7]。

在確定帶電作業最小安全距離和最小組合間隙時，需考慮海拔高度的影響。海拔校正系數Ka采用IEC 60071－2－1996推薦公式：

式中：H為海拔高度；m為與最小放電路徑及電壓波形相關的系數。

為滿足工程實際需求，進行了海拔1 000 m的校正。

1.4 帶電作業危險率計算

在帶電作業中，通常將絕緣破壞的概率稱為危險率。設系統操作過電壓的概率分布和空氣間隙擊穿的概率分布都服從正態分布，帶電作業的危險率（國家規定：R0＜1．0×10－5）可由式（4）計算求得[8－9]：

式中：P0（u）為操作過電壓幅值的概率密度函數；Pd（u）為空氣間隙在幅值為u的操作過電壓下擊穿的概率分布函數，分別為：

式中：um為操作過電壓平均值；σ0為操作過電壓的標準偏差；U50為空氣間隙50%放電電壓；σd為空氣間隙放電電壓的標準偏差。

運用上述數學模型可編制計算程序，根據試驗結果計算相應的帶電作業危險率，在計算中，系統相對地最大操作過電壓U0．13取2．18 p．u．，相對標準偏差取為12%，操作過電壓平均值Um可按下式計算：

式中：[σ0]為過電壓相對標準偏差。

2 220 kV SJ41耐張桿塔帶電消缺作業安全校核

2.1 引流線對側面塔身地電位人員安全距離校核

圖1為引流線對側面塔身地電位人員安全距離校核示意圖。

圖1 引流線對側面塔身地電位人員安全距離

考慮帶電作業時的人體占位0．5 m，對220 kV線路各相引流線的帶電作業安全距離進行校核，具體的計算結果如表1中所示。

表1 引流線對側面塔身地電位人員安全距離校核

根據SJ41桿塔的塔型設計，在除去人體占位0．5 m后，SJ41塔上相的間隙距離為3．4 m，中相的間隙距離為5．0 m，下相的間隙距離為3．7 m，均滿足帶電作業的安全性要求。

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2.2 引流線對其下方橫擔上地電位人員安全距離校核

帶電消缺作業中，作業人員需要在橫擔上走動。此時，人員頭頂與上方引流線就構成放電間隙。因此，必須校核作業人員位于橫擔上對其上方引流線的安全距離。

圖2為引流線對其下方橫擔上地電位人員安全距離校核示意圖。

圖2 引流線對其下方橫擔上地電位人員安全距離

考慮到作業人員在橫擔上移動時，可以采用俯身彎腰低頭等姿勢；在作業中，可以采用蹲姿作業，以降低人體占位高度。因此，在對作業人員與其上引流線安全距離校核時，按1.0 m考慮人體活動范圍即可。針對該作業位置的帶電作業危險率的計算結果如表2和表3中所示。

表2 引流線對其下方橫擔上地電位人員安全距離校核結果（引流線自然懸掛）

表3 引流線對其下方橫擔上地電位人員安全距離校核結果（引流線采用跳串懸掛）

根據SJ41桿塔的塔型設計，在除去人體占位1.0 m后，若引流線采用自然懸掛的架構方式，SJ41塔中第2層橫擔的間隙距離為1.8 m，第3層橫擔的間隙距離為2.5 m；若引流線采用跳線懸掛的架構方式，SJ41塔中第2層橫擔的間隙距離為1.8 m，第3層橫擔的間隙距離為2.5 m。

由表2和表3的計算結果可知，SJ41桿塔引流線采取自然懸掛方式或跳串懸掛方式時，作業位置的安全距離均滿足帶電作業的安全性要求。但是人體在第2層橫擔上作業的危險率相對較高，海拔1 000 m時分別為3.38×10-7和6.26×10-8，作業時應時刻注意控制人體占位，以免發生危險。

2.3 耐張絕緣子串安全距離校核

圖3 耐張串最小安全距離

根據耐張串等電位操作沖擊放電試驗及不同海拔高度下的海拔校正系數，對220 kV SJ41桿塔耐張串的安全距離進行校核，考慮人體占位范圍為0.5 m，校核的結果如表4中所示。

表4 耐張絕緣子串安全距離校核結果

由表4的計算結果可知，SJ41桿塔的耐張串絕緣子配置雖然可以滿足帶電作業安全距離的要求，但是如果發生絕緣子零值損壞情況，將會增大帶電作業危險率。

2.4 耐張絕緣子串組合間隙校核

大量的研究結果表明，作業人員在沿耐張絕緣子串進入等電位的過程中，作業人員在位于距均壓環（高電位）2片絕緣子處，U50值最低。

在進行耐張串組合間隙校核時，模擬人身穿屏蔽服，以“跨二短三”方式俯姿蹲在耐張串上，作業人員在距均壓環（高電位）2片絕緣子處，模擬人兩肩寬度為0.5 m。試驗布置見圖4中所示。

根據耐張串等電位操作沖擊放電試驗及不同海拔高度下的海拔校正系數，對220 kV SJ41桿塔耐張串的組合間隙進行校核，考慮人體占位范圍為0.5 m，校核的結果如表5中所示。

圖4 耐張串最小安全距離

表5 耐張絕緣子串組合間隙校核結果

由表5可知，SJ41桿塔的耐張串絕緣子配置雖然可以滿足帶電作業安全距離的要求，但是在海拔1 000 m條件下，17片絕緣子串帶電作業組合間隙的帶電作業危險率達到6．92×10－6，此時如果發生絕緣子零值損壞情況，組合間隙的危險率將超過1．0×10－5。因此，使用沿耐張串進入等電位的方法在絕緣子片數較少的情況下是不滿足帶電作業安全性要求的。

3 結語

運用帶電作業間隙操作沖擊放電特性公式、氣象及海拔高度修正公式、帶電作業危險率計算公式，對220 kV SJ41耐張桿塔帶電消缺作業安全校核，得出在SJ41桿塔上進行帶電消缺作業是安全的結論。需要注意的是：

（1）作業人員在橫擔上時應該時刻注意控制人體占位在1．0 m以內，與頭頂引流線保持距離。

（2）當良好絕緣子大于17片時，可以沿耐張串進入等電位，否則應采取導線上加掛軟梯的方式攀爬進入等電位。

[1]胡建勛，劉凱，劉庭，等．500 kV高海拔緊湊型輸電線路帶電作業試驗研究[J]．高壓電器．2010，46（4）∶35－39．

[2]胡毅，王力農，舒印彪．帶電作業保護間隙的放電特性研究[J]．高電壓技術，2002，28（11）∶17－18．

[3]郝旭東，朱蕓，李雪彥，等．220 kV緊湊型線路帶電作業的研究與工具開發[J]．電力設備，2007，8（8）∶17－18．

[4]KIM D S，KOREA ELECTR CONTRACTORS ASSOC, SEOUL，et al．Analysis of electrical safety level test for barehand work at 765 kV vertical double circuit six bundle conductors T/L in Korea[J]．IEEE，2009，6（3）∶1－5．

[5]XU YING，YE ZHENG，GAO XU，et al．The Live Line Inspection Method of Poor Insulators on±500 kV DC Transmission Lines[J]．IEEE，2012，9（3）∶750－753．

[6]IEC 60071－2－1996 Insulation Coordination Part 2 Application Guide[S]．1996．

[7]GB/T 16927．1－1997高電壓試驗技術第一部分：一般試驗要求[S]．北京：中國電力出版社，1997．

[8]丁一正，談克雄．帶電作業技術基礎[M]．北京：中國電力出版社，1998．

[9]胡毅．送變電帶電作業技術[M]．北京：中國電力出版社，2004．

（本文編輯：楊勇）

舟山電力發明海纜防錨損監控技術

近日，舟山電力局申報的“用于海底電纜免受過往船舶損壞的監控方法”發明專利，榮獲浙江省電力公司2013年專利獎二等獎，達到國內一流，國際先進水平。此項專利應用4年來，僅舟山電網范圍內就避免極有可能發生的海纜錨損事故共約60余次，挽回直接經濟損失6 000余萬元。

舟山地理條件特殊，海底電纜成為島際與島內供電的重要“紐帶”。而船舶錨損成為海纜安全運行的“頭號公敵”，屢屢引發海纜外力損壞事故。該發明專利的主要技術方案是在充分應用船舶自動識別系統的基礎上，在電子海圖上對海纜保護區設置警戒范圍，實現對進入警戒區域后停留或疑似停留的船舶進行監控方自動報警提示。海纜禁錨區內船舶信息可長期記錄在系統數據庫中，具備對曾進入的船舶軌跡進行實時記錄和回放功能，便于發生海纜外力損壞時對肇事船只的責任追究。同時系統平臺可實現與海纜保護區夜視頻監視、雷達監測、海纜警示標志遙測、海纜遠程語音告警、光電復合海纜擾動監測等系統的集成和聯動。

來源：中國電力網

The Security Checking of Live Defects Eliminate on Current Plate of Transmission Lines

ZHU Dan，LIANG Wei，ZENG Dong，WEN Zhen
（Jiaxing Electric Power Bureau，Jiaxing Zhejiang 314033，China）

In order to ensure the safety of live defects elimination on current plate of transmission lines，the paper takes SJ41 tower of 220 kV lines as an example to analyzes the safety of live work，conclude the work clearance of the operators and hazard index during live defects elimination on current plate，which provides guarantee for work safety of the operators．

transmission lines；current board；live defect elimination；security

TM752

：B

：1007－1881（2013）05－0008－04

2012-09-08

朱丹（1965-），男，浙江嘉興人，工程師，主要從事輸電線路運行管理工作。

項目簡介：該項目為浙江省電力公司2011年科技項目