輸配電線路帶電作業技術的研究與發展

段文成 程政國

【摘 ?要】隨著我國電網的建設和發展，經過五十多年來的研究及應用，帶電作業已成為輸配電線路檢測、檢修、改造的重要手段和方法，為電力系統的安全可靠運行和提高經濟效益發揮了十分重要的作用。輸電線路開展帶電作業方式具備諸多優勢，有效的作業方式不僅可減少輸電損失，而且還能為電網安全運行和維護提供安全保障。因此，加強對特高壓直流電網的相關探究已成為國內電網建設的一個重要課題。

【關鍵詞】輸配電線路帶電作業技術;發展;

帶電作業，即對高壓電氣設備進行檢測、檢修，發現有缺陷的設備并進行及時更換，避免電網發生停電現象，為電網的穩定運行提供保障。近年來，在現代化技術的支持下，電力生產得到了進一度的發展，超高壓運輸電網也進入新的發展階段，為了適應其發展，需要加強對輸配電線路帶電作業技術的研究，不斷革新、完善其技術手段，保證帶電作業技術的科學性與先進性。

一、輸配電線路帶電作業技術的研究

1.保護間隙取值的確定。以1000kV線路酒杯塔的試驗數據為例進行具體說明。一是保護間隙最小取值的確定。當線路最高工作電壓為1100kV（其相電壓有效值為635.1kV）時，由保護間隙工頻閃絡放電曲線，保護間隙取2.1 m 可耐受1000kV 線路最高工頻相電壓而不發生閃絡。二是保護間隙最大取值的確定。大量試驗研究表明，保護間隙布置于邊相時的操作沖擊放電特性與布置于中相時相差很小。且考慮操作沖擊波的波前長度對帶電作業放電間隙的操作沖擊放電特性影響后，各帶電作業間隙的作業危險率均有降低。因此，由保護間隙布置于中相時的操作沖擊放電特性曲線確定保護間隙取值有足夠安全裕度，從而可保證帶電作業的安全可靠性。根據保護間隙操作沖擊放電特性曲線，結合1000kV 線路帶電作業最小安全距離研究成果，將作業間隙與保護間隙進行絕緣配合。保護間隙與作業間隙進行絕緣配合時，可能出現保護間隙耐受工頻電壓不發生閃絡的最小取值大于保護間隙的最大允許取值的情況，即保護間隙與作業間隙無絕緣配合值。假設在帶電作業工作過程中，沿線傳播操作沖擊過電壓，其傳播方向為從帶電作業點至保護間隙掛點，若各間隙的放電總是在波前發生，則為使保護間隙發揮保護作用以降低作業危險率，且避免保護間隙頻繁動作提高線路跳閘率，必須同時滿足2個條件：一是作用在帶電作業點的操作沖擊過電壓幅值小于作業間隙的操作耐受電壓;二是作用在保護間隙上的操作沖擊過電壓值使保護間隙放電。

2.作業人員安全防護。（1）由于超/特高壓輸電線路電壓等級高，桿塔結構尺寸大，線路檔距大，導線分裂數多，絕緣子串長度和噸位也相應增大，這些特點對作業工器具提出了更高的技術要求。對于金屬卡具，通過實用化技術研究，根據超、特高壓線路工程中的不同噸位、不同型式的絕緣子串型的特點，已研制完成了型式眾多、結構優化的鈦合金卡具，為減輕作業人員工作強度還配套研制有帶液壓傳動裝置的緊線工具。二是為滿足不同長度的要求，一般由多節連接而成。在電氣性能方面，要結合實際線路工程滿足相應的最小有效絕緣長度，在機械性能方面，為滿足大荷載的要求，允許荷載須≥120kN。（2）輸電線路帶電作業用屏蔽服。一是研制的特高壓交、直流線路帶電作業全套專用屏蔽服，采用金屬纖維與柞蠶絲混紡后與蒙乃爾合金絲并捻交織而成，成套屏蔽服裝包括上衣、褲子、帽子、手套、短襪、鞋子及連接頭和連接線。二是在帶電作業人員等電位轉移過程中，因電容放電會產生高幅值、高頻率的電位轉移脈沖電流，利用身穿全套屏蔽服的模擬人進行現場實測，發現電位轉移電流的大小及分散性與作業人員進出等電位的速度、導線布置及接觸導線的方式有相關性，等電位過程瞬間會產生明顯的電弧，為保障帶電作業人員的安全，在滿足特高壓線路帶電作業最小安全距離等關鍵技術參數的前提下，作業人員還需采用以下安全防護措施：一是等電位作業人員亦應穿戴專用屏蔽服，使用絕緣操作桿時，絕緣桿的有效絕緣長度須滿足要求。在絕緣子兩端懸掛支、拉、吊等絕緣件時，絕緣件的有效長度須滿足要求。二是等電位作業人員須穿戴帶電作業專用屏蔽服，與周圍帶電體及接地體的距離須滿足要求。進出等電位時的最小組合間隙須滿足要求。作業人員進出1000kV線路時須使用電位轉移棒。等電位電工進出強電場時應有后備保險帶，從桿塔、地面向等電位電工傳遞工具等時，要用干燥、清潔的絕緣繩。

二、發展方向

1.高海拔帶電作業技術研究。針對海拔3000～4000m 及以上的高海拔地區，還需深入研究適用于該類地區的超、特高壓帶電作業關鍵技術，包括安全作業間隙、安全防護技術、絕緣操作工具、作業導則等。針對該地區配電線路的帶電作業，需試驗論證絕緣防護用具、遮蔽用具、操作工具的性能及尺寸是否滿足安全作業的要求，并根據需要研制或改進相應的作業工器具和防護用具，提升高海拔地區配網帶電作業安全水平。

2.機器人在帶電作業中的應用。隨著科技的進步，機器人已被廣泛應用于很多作業工作中，并顯示出顯著的優勢。而在輸配電線路帶電作業技術的發展中，機器人的應用也必將成為其重要發展趨勢。首先，利用機器人進行帶電作業的實施，可以使操作人員無需直接進入高壓電場區域，從而在很大程度上避免了高壓給操作人員帶來的危險，為其人身安全提供了有效的保障，而且，利用機器人進行勞動強度較大的作業，還在很大程度上減輕了帶電作業人員的工作強度。機器人在帶電作業中的應用顯示出強烈的人文關懷精神，是電力發展人性化的彰顯。其次，利用機器人可以實現遠距離遙控操作高壓，完成很多高難度、高危險系數的作業，而且其作業工序的實施更加準確，避免了人為因素的失誤，大大提高了輸配電線路帶電作業的效率，還為帶電作業的實施質量提供了有力的保障。因此，在未來的電力發展中，要提高其安全性與可靠性，機器人作業是一個很好的技術手段。

3.新型檢測設備在帶電作業中的應用。隨著越來越多的現代化技術被開發出來，通信、光纖，尤其是自動控制技術將會被應用到檢測設備的創新中，新型的檢測設備在帶電作業的操作中將更加便捷，其檢測結果也將更加精確、可靠。現在機械手臂已經慢慢開始在帶電作業中應用開來，利用這種技術，操作人員可以在控制室對機械手臂進行遙控指揮，利用機械手臂完成一些帶電操作，人們已經看到了這種新興技術的優勢，對其的研究與完善必將成為帶電作業技術革新的重要項目。應加大新技術、新設備在變電站和換流站帶電檢修中的研究和應用。在帶電清洗方面，應在分析站內絕緣設備參數特點和積污特性的基礎上，加強研究站內設備的帶電清洗技術，特別是超、特高壓直流設備的帶電清洗（掃）技術，包括研制智能化自動帶電清洗洗裝置、研究高絕緣性能清洗材料、制定相關的安全技術規范等。整體推進變電站帶電清洗和清掃技術的實際應用。

我國在特高壓交、直流輸電線路帶電作業關鍵技術、人員安全防護、工器具研制、標準制定及工程應用等方面開展了深入的研究，取得一系列創新性成果，為線路的設計及運行維護提供了技術依據。為了使帶電作業能始終適應電網的發展，必須加強對帶電作業技術的研究，結合理論知識與實踐經驗的成果，不斷推動帶電作業技術的發展，促進我國電網運行的穩定性與可靠性，從而促進我國國民經濟的發展。

參考文獻：

[1]胡聲機.關于配電線路帶電作業方式與安全防護問題探討[J].華章，2018.

（作者單位：內蒙古電力集團包頭供電局九原供電分局）