變電站帶電作業用電位轉移棒的研制及應用

唐建輝

（廣東電網有限責任公司佛山供電局，廣東 佛山528000）

在變電站運行過程中，變電設備由于長期運行以及受到大氣污染、大負荷、大電流等因素的作用，會發生引線接頭處會出現異常過熱、絕緣子自爆等缺陷，一旦發生這種情況，直接威脅電力系統的安全穩定運行，必須及時進行檢修；由于設備增容改造、基建擴建或其他方面的原因，經常迫使母線停電以滿足施工的需要，這些非計劃停電或運行方式的改變，降低了電力系統安全穩定運行的可靠性，停、送電的這些操作又增加了誤操作的可能，影響了電氣氣備的使用壽命，若要做到不停電又能解決這些問題，則就必須開展帶電作業[1]。

等電位帶電作業是變電站常用的帶電作業方式，等電位作業人員進入電場后，人體始終要與帶電體保持緊密接觸，由于高空作業及位置限制，作業人員體力消耗大及容易產生疲勞而存在安全隱患，或作業人員由于工作疏忽脫離了帶電體，就產生帶電體與人員之間來回放電的電弧，會損傷屏蔽服甚至危及作業人員安全。

因此，非常有必要加強變電站帶電作業的技術水平和工器具改進，保障帶電作業人員的安全。本文將根據變電站等電位作業使用絕緣平臺或絕緣硬梯帶電拆除與搭接引線項目，研制一款能快速進出電場、作業過程中與帶電體緊密接觸的電位轉移棒。

1 變電站帶電拆除與搭接引線作業方法及承載工具

1.1 變電站帶電拆除與搭接引線作業方法

變電站帶電拆除與搭接引線的作業方法主要是采用等電位作業法和間接作業法[2]，但是間接作業方法對工器具和人員操作有較高要求，在現場施工難以應用此方法，所以目前變電站帶電拆除與搭接引線的作業方法通常采用等電位作業方法，等電位電工借助于絕緣承載工具對地絕緣后，穿戴屏蔽服進入電場，實現與帶電體保持同一電位進而直接接觸帶電體進行檢修作業。

變電站等電位帶電拆除與搭接引線是利用等電位帶電作業技術在帶電的或鄰近帶電的變電站間隔拆除與搭接母線聯絡引線、隔離開關、電壓互感器、避雷器、耦合電容器等設備引線[2]，從而解決母線停電困難或常規檢修作業安全距離不足所造成的消缺困難或不能及時消缺的問題。

1.2 變電站等電位帶電拆除與搭接引線作業的承載工具

目前在變電站等電位帶電拆除與搭接隔離開關等設備引線作業中，進出電場的承載工具主要是絕緣軟梯、絕緣硬梯、絕緣平臺等，其優缺點如表1 所示，可以發現：選用不同的承載工具，等電位電工進出電場和作業過程中的姿勢不同，絕緣軟梯可使等電位電工始終處于等電位狀態，絕緣硬梯和絕緣平臺要等電位電工保持某一姿勢才能進行等電位作業，不同的等電位方式直接影響帶電作業的效率和作業人員的勞動強度。

表1 承載工具的優缺點

2 電位轉移棒的研制

2.1 設計思路

針對110kV-500kV 變電站常用絕緣平臺或絕緣硬梯進行等電位帶電作業，存在等電位作業人員需要長時間保持與帶電體接觸的等電位姿勢，容易產生工作疲勞及對人體放電的問題，研制一款能快速進出電場、作業過程中與帶電體緊密接觸的電位轉移棒，使等電位電工在絕緣平臺或絕緣硬梯上不需要與帶電體緊密接觸也可以處于等電位狀態。等電位電工進電場時使用電位轉移棒，等電位瞬間帶電設備只對電位轉移棒放電，確保了作業人員的安全；等電位電工在絕緣平臺進行等電位作業時，只需將與屏蔽服連接好的電位轉移棒牢固的掛在帶電的母線上，就可以使等電位電工不用接觸帶電體而處于等電位狀態，解決長時間保持與帶電體緊密接觸的姿勢，避免產生疲勞和接觸松懈而引起的來回放電現象。等電位電工可以輕松自如地在開展作業，大大提高了安全可靠性和工作效率。該套工具設計如圖1 所示，主要有三部分構成：導電線夾、絕緣棒、電位轉移線。

圖1 電位轉移棒結構設計圖

2.2 材料選型

2.2.1 導電線夾選型

目前常用于電位轉移棒的的導線端線夾型狀有Ω 型、鴨嘴型、蝴蝶型[3]、舌型等，綜合分析4 種導線端線夾的優缺點（如表2 所示），可以發現：前3 種導線端線夾設計均存在一定的不足，而舌型方案綜合了前3 種方案的優點，符合等電位轉移棒的技術要求。因此，最終采用舌型電位轉移棒設計方案。

考慮到特高壓線路的電場強度大，對直接接觸的金屬材料剛性及韌性要求較高，同時在等電位轉移過程中，需盡可能減小電弧強度，因此要選擇導電性能好、機械強度高的材質來制作，綜合考量后，選擇紫銅制作舌型導電線夾。

2.2.2 絕緣棒的選材

絕緣棒主要起到絕緣、操作等基本功能，考慮到良好的電氣絕緣性能、機械強度和輕便性，選擇環氧玻璃鋼空心管作為絕緣棒的制作材料。根據《交流輸電線路帶電作業技術導則》的規定，進入或脫離等電位時，人體裸露部位與帶電體安全距離必須滿足要求：110kV 至220kV 不得小于30cm，500kV 不得小于40cm。考慮到保留一定的裕度，并輕便地開展等電位作業，本工具決定選擇有效絕緣長度為45cm，直徑為30mm 的絕緣棒，抓持部位長度為10cm，抓持部位安裝防滑膠套和防掉繩圈。

表2 導線線夾優缺點比較

圖2 輕便電位轉移棒現場應用情況

2.2.3 電位轉移線選型

等電位電工在進出電場的瞬間會有一個電容放電脈沖電流，并伴隨著較大的電弧。同時，這一脈沖電流隨著電壓等級的提高而增大，而電弧則隨著脈沖電流的增大而同步增強，為了使所選擇的電位轉移線具有普適性，計算隨著距離接近而變小，由于本項目所涉及的脈沖電流持續的時間非常短，不可能產生較大的熱能而引起導線劇烈溫升，從而導致電位轉移線熔斷，因此從實際上來講電位線與屏蔽服的連接電阻，可參照成套連接好屏蔽服的最遠兩端電阻不大于15Ω，選取25mm2多股軟銅線（帶透明絕緣皮）作為電位轉移線[4]，連接線耳采用銅制螺絲確保連接良好。

3 電位轉移棒測試

為保證樣品符合等電位工作要求，需要對樣品進行組裝和試驗，確保電位轉移棒相關技術參數符合標準規定。在變電站進行現場試點應用，現場圖片如圖2 所示，取得滿意效果。

4 結論

本項目研制的電位轉移棒，電位電工不用緊密接帶電體也可以處于等電位狀態，為變電站常用絕緣硬梯或絕緣平臺開展等電位作業提供了專用工器具支持，有效降低勞動強度，提高帶電作業工作效率和安全。該工具輕便、易用，非常便于等電位高空作業，擴展其應用范圍，也適用于220kV 絕緣斗臂車等電位修補導線和等電位閉式卡更換500kV 耐張絕緣子串導線側前兩片絕緣子。