帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展與趨勢(shì)

向宇軍 國網(wǎng)重慶市電力公司石柱供電分公司

一、配電網(wǎng)帶電作業(yè)的原理及主要方法

（一）中間電位作業(yè)原理

中間電位作業(yè)法是指帶電作業(yè)人員在進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，人體電位既不與帶電導(dǎo)線等電位也不與大地等電位，而是處于二者之間的一個(gè)中間電位。其示意圖如圖1 所示。

圖1 中間電位法作業(yè)示意圖

作業(yè)人員處在與地面絕緣的平臺(tái)上，通過絕緣工具對(duì)帶電設(shè)備進(jìn)行帶電作業(yè)，這種作業(yè)方式即為中間電位作業(yè)法。該方法的等效電路如圖2 所示。

圖2 中間電位法等效電路

圖中作業(yè)人員與帶電設(shè)備之間的絕緣工具電阻記為R1，作業(yè)人員與地面之間的絕緣平臺(tái)電阻記為R2，同時(shí)，人與帶電設(shè)備之間還存在著電容C1，人與地面之間的電容則記為C2。電路中，電阻R1和R2將作業(yè)人員與帶電體和接地體隔離開，兩部分絕緣起到了限制流經(jīng)人體電流的作用，電路中的兩個(gè)電容起到了限制電容電流的作用。在絕緣工具與絕緣平臺(tái)狀態(tài)良好、作業(yè)環(huán)境符合規(guī)程的情況下，帶電作業(yè)時(shí)流經(jīng)人體的電流最大僅為微安級(jí)別，不會(huì)對(duì)作業(yè)人員造成傷害。

（二）絕緣桿作業(yè)法

作業(yè)人員與帶電設(shè)備保持規(guī)定的安全距離，通過絕緣工具對(duì)帶電設(shè)備進(jìn)行作業(yè)的工作方式稱為絕緣桿作業(yè)法。在絕緣桿作業(yè)法中，最主要的特點(diǎn)為絕緣工具作為作業(yè)時(shí)的主絕緣，絕緣防護(hù)用具作為輔助絕緣。這種作業(yè)方法既可以在登桿作業(yè)中使用，也可以在使用絕緣臂斗車時(shí)配合使用。與絕緣手套作業(yè)法相比，絕緣桿作業(yè)法更適合在設(shè)備布置密集，各相導(dǎo)線距離較小，作業(yè)人員活動(dòng)空間受限的情況下使用，可以免去進(jìn)行大量的絕緣遮蔽工作，提高作業(yè)效率。此外，絕緣桿作業(yè)法對(duì)裝備要求較低，更適合在絕緣臂斗車不易到達(dá)的偏僻地區(qū)進(jìn)行不停電作業(yè)。但絕緣桿作業(yè)法對(duì)作業(yè)人員的技能與體能要求較高，需要作業(yè)人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行判斷與調(diào)整。

（三）絕緣手套作業(yè)法

絕緣手套作業(yè)法的作業(yè)方式為作業(yè)人員在穿戴全套的絕緣防護(hù)設(shè)施的情況下，在絕緣梯或絕緣平臺(tái)上直接對(duì)帶電設(shè)備進(jìn)行操作的不停電作業(yè)方式。與絕緣桿作業(yè)法不同，絕緣手套作業(yè)法中，主絕緣為作業(yè)時(shí)人員所在的絕緣梯、絕緣臂斗等絕緣平臺(tái)，作業(yè)人員穿戴的防護(hù)設(shè)備仍起到輔助絕緣作用。與絕緣桿作業(yè)法相比，絕緣手套作業(yè)法由于作業(yè)人員可以直接接觸帶電設(shè)備，所以操作更為靈活舒適。

（四）綜合不停電作業(yè)法

雖然上述方法可以實(shí)現(xiàn)大部分的配網(wǎng)不停電作業(yè)，但在進(jìn)行導(dǎo)線更換、線桿移動(dòng)等作業(yè)時(shí)，仍需要對(duì)用戶供電進(jìn)行中斷，降低了用戶供電可靠率。為解決這一問題，綜合不停電作業(yè)法應(yīng)運(yùn)而生。這種作業(yè)方法也稱作旁路作業(yè)法，具體作業(yè)方式為利用備用電源車、移動(dòng)箱變等設(shè)備構(gòu)成旁路系統(tǒng)，將作業(yè)部分的導(dǎo)線進(jìn)行跨接，使作業(yè)部分與帶電部分隔離，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)部分不帶電的情況下對(duì)用戶的持續(xù)供電。

二、配網(wǎng)帶電作業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（一）帶電作業(yè)機(jī)器人

目前，我國在全自主型機(jī)器人研究領(lǐng)域已走在世界前列。2019 年8 月，由我國研發(fā)的全球首臺(tái)全自主配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人在天津完成了首次帶電作業(yè)任務(wù)。隨后寧波、廈門、揚(yáng)州等多地先后裝備了全自主型機(jī)器人并順利完成相關(guān)帶電作業(yè)任務(wù)。未來，帶電作業(yè)機(jī)器人仍會(huì)是帶電作業(yè)領(lǐng)域重要的研究方向，其發(fā)展主要圍繞兩個(gè)方面進(jìn)行：一是提高機(jī)器人的安全性，在作業(yè)過程中不僅要保證作業(yè)人員的安全性，同時(shí)要進(jìn)一步提高機(jī)器人的安全以及帶電線路的安全性，防止機(jī)器人在作業(yè)時(shí)對(duì)線路造成損壞，帶來更嚴(yán)重的損失。二是提高機(jī)器人的適應(yīng)性，要加強(qiáng)機(jī)器人在進(jìn)行不同作業(yè)類型以及不同環(huán)境下的適應(yīng)能力，以應(yīng)對(duì)配網(wǎng)中故障類型多，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)。

（二）帶電作業(yè)智能培訓(xùn)系統(tǒng)

目前，對(duì)于帶電作業(yè)培訓(xùn)常見的培訓(xùn)方式有理論教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)觀摩、電腦仿真等方式，雖然可以基本滿足培訓(xùn)需求，但仍然存在著安全隱患多，模擬操作效果差、不直觀等問題。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的發(fā)展，將VR 技術(shù)用于帶電作業(yè)培訓(xùn)以增強(qiáng)模擬操作真實(shí)感、提升培訓(xùn)效果成為了帶電作業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域新的發(fā)展方向。通過VR 頭盔與手柄的配合，可以在完全安全的環(huán)境下模擬各種帶電作業(yè)環(huán)境與作業(yè)類型，有效提升操作技能。由于帶電作業(yè)有著較強(qiáng)的專業(yè)性，且VR 技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用尚處于起步階段，因此目前沒有完全適用配網(wǎng)作業(yè)培訓(xùn)的相關(guān)VR設(shè)備。要使VR 技術(shù)在帶電作業(yè)培訓(xùn)中實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，應(yīng)重點(diǎn)解決場(chǎng)景模型的搭建、交互模式的設(shè)計(jì)、硬件設(shè)施的配套以及培訓(xùn)體系的構(gòu)建等問題。

三、結(jié)束語

帶電作業(yè)是實(shí)施不停電作業(yè)，提高供電可靠性的重要措施，帶電作業(yè)的實(shí)施既可以保證用戶良好的用電體驗(yàn)，也可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，是配電網(wǎng)檢修的重要手段，也是符合電網(wǎng)發(fā)展方向的重要技術(shù)。