特高壓帶電作業關鍵技術與智能裝備及應用

李世成

摘要：結合國內外帶電作業技術的發展歷史和現狀，總結了我國在交、直流輸電線路帶電作業技術參數、人員安全防護、工器具研制及標準制定等多方面解決的關鍵技術問題和取得的重要研究成果，介紹了配電線路帶電作業和變電設備帶電作業的研究進展、帶電作業標準制定及仿真培訓等相關情況。結合電網發展及新技術、新設備應用的背景及需求，分析了輸配變帶電作業技術的發展方向和趨勢，

關鍵詞：帶電作業;關鍵技術;智能裝備，應用

一、帶電作業發展趨勢

從世界范圍來看，帶電作業除繼續進行日常帶電作業以外的項目，有向兩個方向發展的趨勢：一是特高壓輸電線路，緊湊型線路，超高壓同桿多回輸電線路，超高壓直流輸電線路的發展，對特高壓、超高壓帶電作業提出來新的問題，需要研究相對應的安全操作方法，配套設備和人身安全的防護設備;二是對供電可靠性的要求越來越高，在配電網中帶電作業作不僅可以提高供電的可靠性，減少斷電的范圍和時間，還具有明顯的經濟效益。配電網帶電作業已經在世界上得到了廣泛的開展。

二、帶電作業關鍵技術研究進展

1.輸電線路帶電作業最小安全間距、最小組合間隙、絕緣工具最小有效絕緣長度等是輸電線路帶電作業的關鍵技術參數，其中最小安全間距主要是依據帶電作業的危險系數確定的，結合帶電作業過電壓水平和間隙試驗結果進行概率計算并且必須校正海拔，帶電作業的危險率必須<10-5。此外，還要綜合考慮線路桿塔結構、系統參數、實際作業位置、線路走廊海拔高度等多種因素來準確確定輸電線路帶電作業關鍵技術參數，獲取數據時還要利用準確的方法來試驗。

2.配電線路帶電作業電力系統通過配電線路實現對電力用戶輸送電能的目的，其是直接面向電力用戶的電力基礎設施。由于全國各地的各個行業和人們的日常生活都需要用到電力能源，因此配電線路具有覆蓋面廣、構建網絡復雜等特性。同時，根據各個區域的地理環境不同，配電線路的帶電作業條件不同。配電線路帶電作業主要的技術方法包括絕緣桿作業法、機械臂作業法、綜合不停電作業法等，應綜合考慮配電線路的具體情況采用適宜的帶電作業方法。配電線路帶電作業是增強供電可靠性的主要途徑之一，主要包括帶電更換電力設備與元件以及修補各種破損的線路，例如更換絕緣子、熔斷器等;修補接引線、導線等，以提高電力設備及線路的使用效能，保障電力系統穩定、有序的供電服務。另外，我們還需要注意配電線路的帶電作業需要在配電設備密集的區域工作，狹小的空間間隙增加了作業人員同時觸及不同電位電力設施的概率。因此在配電線路帶電作業范圍內，作業人員進行直接作業或間接作業時必須穿戴絕緣防護用具，根據帶電作業時最大過電壓水平確定作業間隙及絕緣工具的絕緣水平，有效防止作業時擊穿與閃絡事故。

3.帶電作業標準體系和仿真培訓帶電作業標準體系的分析與研究主要是針對超高壓線路帶電作業專項技能的培訓，包括超高壓帶電作業基礎理論知識、技術特征、安全操作規范及技術要求等理論知識的培訓，還有選擇典型作業項目，結合示范與訓練的方式有效提升作業人員的專業技能。目前，帶電作業還開展了充分結合多媒體、虛擬現實技術與帶電作業技術的仿真培訓，采用以計算機技術為核心的虛擬現實技術生成逼真的三維環境，仿真真實的帶電作業環境，基于是Quest3D虛擬現實開發平臺，利用3dsMax、photoshop和zbrush構建模型場景，利用mySQL數據庫存儲和管理數據，利用VC++6.0編程來實現場景的顯示、場景的漫游、培訓過程的演示，模擬操作典型的帶電作業項目，快速查詢帶電作業資料，并高效管理培訓工作。

三、特高壓設備技術

自20世紀50年代高壓直流輸電投運以來，經過50多年的發展，高壓、超高壓直流輸電技術已逐步完善，其中巴西兩回±600千伏超高壓直流輸電工程已運行20多年，我國的±500千伏超高壓直流輸電工程也已建設、運行近20年，通過超高壓直流輸電工程的建設、運行，對直流輸電技術有了更成熟的認識，也為±800千伏特高壓直流輸電工程的設備制造奠定了堅實的技術基礎。

上世紀70、80年代，前蘇聯進行過±750千伏特高壓直流輸電工程實踐，其主要設備已通過出廠試驗并已建成1000多公里輸電線路。國際工業界和學術界對超過±600千伏的特高壓直流輸電技術的研究一直沒有中斷，主要工作集中在±800千伏這一電壓等級。1000千伏級交流輸電技術的研究和開發，特別是前蘇聯和日本交流特高壓工程的建設和運行，以及750千伏級交流輸電30多年運行經驗的積累，交流變壓器、避雷器、開關等關鍵設備的設計、制造技術已發展成熟，有關知識和經驗盡管不能直接照搬，但可在±800千伏特高壓直流設備的研發過程中充分借鑒。各種研究和試驗均表明，±800千伏特高壓直流輸電技術工程應用的條件已經具備，已經可以制造出±800千伏特高壓直流所需的所有設備，特高壓直流輸電技術用于實際工程是完全可行的。

四、我國應用前景

特高壓直流在我國的應用前景廣闊。以國家電網為例，金沙江一期溪洛渡和向家壩送出工程將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，四川錦屏水電站采用1回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，以上工程計劃在2011年底～2016年期間陸續建成投運。金沙江二期烏東德、白鶴灘水電站送出工程也將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出。發展特高壓直流輸電，還為我國后備能源基地西藏水電和新疆煤電開發提供經濟的輸電方式，為加強與俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦等國的電力合作提供技術保障。

結語

總之，電力系統的安全、有序運行離不開帶電作業，帶電作業關鍵技術的深入研究，對提高帶電作業水平具有重要的現實意義。因此，必須明確帶電作業的研究現狀及未來的研究方向，以便研制出符合我國社會與經濟發展需求的帶電作業方法、標準以及設備與工具，高效開展檢測電網設備、檢修、維護及改造等工作。從2014年9月，國網湖南帶電作業中心開展了世界上首次特高壓帶電作業，目前已開展了15次。從零突破，到現在智能裝備代替人工。可以說，特高壓帶電作業，中國創造了世界第一，更好的服務于中國夢的實現

參考文獻：

[1]劉振亞.特高壓電網[M].中國經濟出版社，2005.