35kV線路帶電作業安全距離試驗研究

2015-10-31 11:03:29崔玉坤褚志強楊偉輝閔瓊唐盼

中國科技縱橫 2015年15期

崔玉坤　褚志強　楊偉輝　閔瓊　唐盼

（1.云南電網有限責任公司紅河供電局，云南紅河　661400；2.中國電力科學研究院，湖北武漢　430074）

35kV線路帶電作業安全距離試驗研究

崔玉坤1褚志強1楊偉輝1閔瓊1唐盼2

（1.云南電網有限責任公司紅河供電局，云南紅河661400；2.中國電力科學研究院，湖北武漢430074）

在帶電作業中無論使用何種方法，為了確保作業安全都必須嚴格保證人體各部位，包括手持導電工具與不同電位任何部件之間的最小空氣間隙，即最小安全距離。文章首先進行了棒板間隙的操作沖擊放電試驗，得到其放電特性，然后依據統計法計得出安全距離，最后采用典型工況的模擬工作間隙操作沖擊放電試驗驗證了安全距離的有效性。

35kV線路帶電作業安全距離

1　背景

據統計，目前國內能在35kV線路上開展的帶電作業項目不多，作業次數十分有限。其主要原因是35kV線路本身結構較為緊湊，按GB 50061-2010《66kV及以下架空電力線路設計規范》設計要求：在海拔高度1000m以下空氣清潔地區，懸垂絕緣子串的絕緣子數量宜采用絕緣子型號XP-70，其單片結構高度為146mm，直線絕緣子串為3片，絕緣子串有效長度為438mm；耐張絕緣子串為4片，絕緣子串有效長度為584mm。實際線路設計中，根據各地運行經驗，設計中相應增加了絕緣子片數，一般直線絕緣子串設計為4片、耐張絕緣子串為5片。而開展帶電作業的依據是帶電作業規程GB26859-2011《電力安全工作規程電力線路部分》。規程［1］明確規定：35kV線路進行帶電作業時，人身與帶電體或等電位人員對地的安全距離應不小于0.6m的最小安全距離，若不能滿足時則必須采取可靠的絕緣隔離措施。既使滿足所述安全距離要求，也因作業時的安全距離與實際作業時對象的空間距離，二者間活動余地相當小，存在很大作業安全風險而不能得以普遍開展。

圖1　試驗區照片

圖2　棒板間隙布置及操作沖擊電壓放電圖像

2　棒板間隙的操作沖擊試驗

（1）試驗條件。該次試驗過程中，使用棒—板電極和2400kV沖擊電壓發生器，如圖1所示，2400kV沖擊電壓發生器通過調整波頭電阻得到操作沖擊電壓，操作沖擊波形為標準波形250/2500μs；棒—板電極中的棒電極采用直徑為16mm、頭部為半球形、長度為10cm的棒，模擬作業過程中作業人員手指或絕緣操作桿的金屬部分正對帶電體，而板電極的尺寸為0.5m×0.5m。

（2）棒板間隙的正極性操作沖擊放電試驗。采用升降法進行間隙絕緣特性試驗，根據間隙放電的分散性，確定標準操作沖擊波的絕緣耐受水平時在每個試驗距離下的試驗次數為40次。棒板間隙的布置及在操作沖擊下的放電圖像如圖2所示；放電電壓數據如表1所示；棒板間隙在操作沖擊電壓下的放電電壓與間隙距離具有較好的線性關系，如圖3所示。

3　35kV帶電作業安全距離計算

3.1帶電作業危險率的計算［2］

帶電作業危險率為

式中p0（U）為操作過電壓幅值的概率密度函數，根據單相接地三相分閘過電壓分布得到；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，即：

表1　棒板間隙正極性操作沖擊放電電壓U50

圖3　棒板間隙空氣間隙的正極性操作過電壓放電特性曲線

式中50U為空氣間隙的操作沖擊50%放電電壓；dσ為空氣間隙操作沖擊放電電壓標準偏差。

根據公式（1）的數學模型編制計算程序，即可計算得到相應的帶電作業危險率。

3.2最小安全距離的確定

在系統最大過電壓為4.0P.U.時，相應的帶電作業危險率如表2所示。帶電作業最小安全距離由滿足放電危險率的間隙距離并考慮人體允許活動范圍后求得。

在《帶電作業工具基本技術要求與設計導則》標準中，規定可以接受的危險率水平為1.0×10-5，因此35kV線路帶電作業安全距離為0.4m，即可滿足危險率的要求。

4　典型工況下的驗證試驗

本次試驗分3種典型工況進行，每種工況分別進行3個距離的間隙放電試驗，共9個間隙試驗，如圖4所示［3］［4］。在3種不同工況中，模擬人身穿屏蔽服，手觸摸模擬導線，與模擬導線等電位，通過調整模擬人與模擬桿塔之間的間隙距離，如圖5所示，間隙距離分別為0.4m、0.5m、0.6m，記錄取各個間隙距離時的擊穿電壓峰值，并根據得到的數據計算出模擬人與模擬桿塔之間的50%沖擊放電電壓U50，如表3所示。

通過實驗數據的記錄以及相關軟件的計算［5］［6］，可得不同工況下U50%并計算其帶電作業危險率如下：

通過表3可知，作業人員在35kV直線塔塔頭附近作業時，頭頂距離橫擔的作業間隙放電電壓最低。三種典型工況間隙大于0.4m時，帶電作業危險率均小于10-5的安全要求。