帶電作業關鍵技術的應用與發展趨勢

邵開山，張瑞博

（國網蒙東檢修公司興安運維分部，內蒙古烏蘭浩特 137400）

0 引言

隨著我國城市化與工業化建設的不斷深入，人們對于電力的需求越來越大，遠距離輸電工程越來越多。且隨著超高壓與特高壓交直流輸電工程的不斷建設，輸電工程建設對帶電作業關鍵技術的要求也逐漸提升。為了保證輸電工程的建設質量，需要重視對帶電作業關鍵技術的研究，并深入分析其發展趨勢，以保證電力系統運行的穩定性，為社會經濟快速發展提供保障。

1 帶電作業關鍵技術研究現狀

1.1 輸電線路帶電作業

1.1.1 帶電作業關鍵技術參數

輸電線路帶電作業的關鍵技術參數包括最小安全間距、絕緣工具最小有效絕緣長度，以及最小組合間隙等內容，其中最小安全間距的設定由帶點作業的危險系數決定，需要進行電壓水平的概率計算，以及間隙實驗結果的概率計算，同時還要校正海拔，保證帶電作業的危險率＜10-5。除了概率計算以外，還要考慮其他方面的因素，包括實際帶電作業位置、路線桿塔結構、線路走廊海拔高度，以及系統參數等，以確保輸電線路帶點作業關鍵技術參數的準確性，在獲取數據時，需要使用合適的方法進行試驗，以保證試驗結果的準確性。

由于帶電作業過程中輸電線路與塔頭尺寸過于緊湊，相間與相地的距離比較小，導致工作人員作業過程中進出受限，不利于高效地開展工作。工作人員在帶電作業過程中需要選擇最優的電位路徑，要結合具體情況選擇最佳的作業間隙，同時，還需要將相導線之間的間隙放電特性考慮在內，通過反復試驗計算出最小安全距離，保證工作人員在安全范圍內工作，保障其生命安全。除此之外，還需要加長保護間隙，以保證部分緊湊型輸電線路帶電作業間隙不足的安全作業。在設計保護間隙時，要遵守設計原則，根據具體線路要求進行設計，并通過加裝保護間隙的絕緣配合實驗，科學合理的設定保護間隙的數值，使保護間隙安全作業方式能夠滿足帶電作業的基本要求。

1.1.2 帶電作業人員的安全防護

由于超高壓與特高壓的輸電線路周圍的電場強度較高，工作人員帶電作業過程中，進出電場很可能導致電場出現電位轉移的現象，使帶電工作人員的體表電場強度增大，此外，電位轉移還會導致電容放電脈沖電流與電弧的出現，因此，為了保證工作人員的人身安全，需要加強超高壓與特高壓環境下工作人員的帶電作業安全防護要求，進一步保障帶電作業的安全性。

目前我國對于500 kV 高壓環境下帶電作業工作熱源的安全防護研究主要有兩種，一是采用仿真計算的形式進行研究，其次是利用現場實測進行研究。隨著近幾年研究的不斷深入，對于安全防護的研究逐漸將兩者結合起來。經過調查分析發現，工作人員帶電作業過程中距離鐵塔的距離越近，體表的電場強度就會越大，且體表電場強度較高的部位為頭頂、指尖等尖端部位。在帶電作業的過程中，等電位作業時人的體表電場強度最大。通過對國內外各種實驗數據，以及實驗結果進行分析可知，直流電路的可感知場強遠小于交流線路的可感知場強，交流電流對人體產生的影響較大，因此，為保證帶電作業人員的人身安全，需要加強對交流電流安全防護標準，以提升帶電作業的安全性，為直流線路安全防護標準提供參考。

1.1.3 帶電作業設備的應用

500 kV 的超高壓輸電線路具有很多的特性，包括桿塔結構尺寸大、導線分裂數多等，這些特性對帶電作業設備，以及帶電作業工具提出了更高的技術要求[1]。隨著近幾年對帶電作業關鍵技術研究的不斷深入，目前已經在此方面取得了較大的突破，并研制出了能夠滿足超高壓帶電作業最小有效絕緣長度要求的帶電作業絕緣提線工具，同時滿足實際線路機械荷重要求，此外還研究出了鈦合金卡具，主要是根據不同噸位、型式的絕緣子串型特點進行研制。這些新型帶電作業工具的研發使得帶電作業的效率大大提升，減少人力使用，并降低了帶電作業人員的工作強度，使得帶電作業質量得到了進一步的保障。

1.2 配電線帶電作業

電力系統主要是通過配電線進行電能輸送，配電線是電力系統基礎設施組成部分。隨著我國城市化建設的不斷深入，電力能源的需求不斷增大，各地區、各行業，以及人們日常生活都離不開電力能源，因此，配電網的覆蓋面極廣，并具有一定的復雜性。且由于我國各地的地理環境存在較大的差異，配電線路的帶電作業條件也受其影響有所不同，綜合來講，配電線路帶電作業的關鍵技術主要有機械臂作業法、絕緣桿作業法等，具體的使用方法需要根據帶電作業的具體情況決定[2]。

配電線路帶電作業能夠為電能用戶提供可靠的供電途徑，其主要內容包括電力設備的更換、元件更換，以及線路修補，以此保證配電線路的使用效能，使電力系統運行的穩定性得到保障。在進行配電線路帶電作業時還需要重視工作環境，要保證在配電設備較為密集的區域進行帶電作業，以此提升作業人員同時觸及不同電位電力設施的概率。為了確保帶電作業人員的人身安全，要重視絕緣防護用具的穿戴，保證防護用具的正確穿戴，同時，還要確定作業間隙與絕緣工具的絕緣水平，避免出現安全事故。

1.3 帶電作業標準體系與仿真培訓

帶電作業標準體系主要是針對超高壓線路帶電作業的專項技能培訓，主要包括超高壓帶電作業基礎理論知識、安全操作規范，以及技術特征與要求等方面的培訓；其次，還要選擇典型作業項目，培訓主要采用訓練與示范相結合的方式進行，以此保證帶電作業工作人員在提升自身專業技能的同時，鍛煉實踐能力。

隨著科學技術、信息技術等新型技術的不斷發展，我國目前的帶電作業還將多媒體技術、虛擬現實技術融合到了帶電作業過程中，并結合帶電作業技術開展仿真培訓。通過計算機技術，以及虛擬現實技術的應用，將帶電作業的環境展現出來，生成具有較強真實性感的三維環境，制作仿真三維環境的虛擬現實開發平臺Quest3D，然后通過3dMAX、Zbrush 等軟件的應用進行場景建模、附貼圖等，以此呈現出真實感極強的三維模型場景，應用mySQL 數據庫進行存儲及數據管理工作，然后利用編程實現場景顯示、場景漫游、培訓演示等內容，將帶電作業項目通過虛擬模型進行演示，提升帶電作業的安全性，并提升整體的管理效率，充分發揮培訓工作的效用[3]。

2 帶電作業關鍵技術發展趨勢

2.1 帶電作業工具

帶電作業工具的研究主要包括以下4 個方面：

（1）高強度柔性絕緣材料。帶電作業過程中，為了提高機械強度，并加強帶電作業工具的絕緣性能，需要加強對高強度柔性絕緣材料的研究，研制出軟質柔性的絕緣吊拉工器具，以提升帶電作業工具的性能質量。

（2）硬質絕緣材料。為保障工作人員的人身安全、增強帶電作業環境的絕緣性能，要加強對新型軟、硬質絕緣材料的研究，提升運行設備的安全性，以推動帶電作業關鍵技術的研究發展，提升帶電作業的工作質量[4]。

（3）機械化裝置。為提升帶電作業的工作效率，保證其工作開展的有效性，并減少帶電作業的勞動強度，需加強帶電作業機械化裝置的研究，并保證各種帶電裝置的輕型化，以提升其便捷性。

（4）檢測設備。要加強檢測設備的研制。帶電作業過程中，若帶電作業設備存在問題，很可能會造成安全事故，因此，要加強檢測裝置的研制，使其機械化與智能化，保證帶電作業安全進行[5]。

2.2 配電網帶電作業

配電網帶電作業的研究主要是向兩個方面開展：一是加強推廣，二是對應用城市電網不停電作業法的研究，其中最重要的是對不停電作業項目的研究。不停電作業項目的研究，首先要對不同工況進行研究，深入分析其過電流與過電壓，同時，還要加強對不停電作業工具與設備的研究，提升不停電作業設備與工具的便捷化，以此提升不停電作業的工作效率。其次，還需要深入研究帶電作業的步驟，使其工作步驟程序化，讓帶電作業人員能夠按照具體作業步驟開展工作，確保帶電作業的安全性與有序性，提升不停電作業的工作質量[6]。

2.3 帶電作業設備清洗

要重視帶電作業中的清洗工作。變電設備帶電清洗時若出現操作問題，很可能會危及作業人員的生命安全，因此，要加強對變電設備帶電清洗作業的研究，綜合分析變電設備的積污特點，以便更為高效的開展帶電清洗工作。此外，還要加強對高絕緣性能清洗材料的研究，以保證帶電作業人員的安全。為了提升變電設備的帶電清洗效率，要深入研究智能化的帶電清洗裝置，在節省人力的同時，進一步提升帶電作業的穩定性。同時，為了保證作業人員能更高效、安全地開展工作，要加強對安全技術操作規范的研究，讓帶電作業人員按照相關操作規范操作，優化變電設備帶電清洗技術[7]。

3 結語

為保證電力系統的安全運行，需要保證帶電作業的安全性與穩定性，保證帶電作業的各項關鍵技術得到正確應用，以提升帶電作業的工作水平，保證電網運行質量。為此，需要加強對帶電作業關鍵技術的研究，并明確帶點作業關鍵技術的研究方向，以使各種帶電作業設備、技術、方法符合經濟發展需要，更高效地開展電網設備檢測、維修與改造工作。