220 kV輸電線路垂直吊籃等電位作業方法分析

李瑞剛，凌志剛，溫衛東，李 彭

（薛家灣供電局，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

0 引言

輸電線路帶電作業是指在線路不停電狀態下對設備進行檢修消缺，在不影響線路的正常運行前提下，提高了供電可靠性。由于條件限制，輸電線路大多導線側的檢修通常需進入電場進行處理，而等電位作業為高壓輸電線路帶電檢修常用的進入電場方式[1-2]，是目前35 kV及以上輸電線路帶電作業中工效最高的檢修方法，而如何在保證人員及設備安全的前提下進入電場進行等電位檢修作業是帶電作業中最重要的一個環節[3]。在等電位作業過程中需面對的風險較多，對作業人員體力、技能及各項措施的要求較高，因此需對進入電場的各環節、各因素進行分析研究。近年來，學者們對帶電作業及進入電場的方法進行了大量研究。文獻[4]對500 kV緊湊型同塔雙回輸電線路進入等電位方法進行了研究，提出了針對500 kV緊湊型同塔雙回輸電線路幾種可行的進電場方案。文獻[5]對220 kV窄基塔帶電作業方法及工具進行了改進研究，提出了針對該類型鐵塔下不同缺陷的檢修方法，而目前針對220 kV輸電線路進入等電位新方法的研究較少。

近年來，新建220 kV輸電線路因地形地貌等因素，設計的塔頭尺寸及窗口間隙較傳統桿塔顯著增大，采用吊籃法進入電場在部分桿塔理論上同樣適用。本文根據220 kV輸電線路桿塔結構特點，分析了220 kV典型桿塔的窗口間隙[6]，并根據線路實際運行情況，對垂直吊籃法實現等電位的路徑和方法進行了分析研究，對220 kV輸電線路吊籃法進入電場的可行性進行了理論分析與實踐驗證，為220 kV輸電線路帶電作業實現等電位提供了新方法及安全保障。

1 220 kV輸電線路典型桿塔窗口間隙簡介

1.1 單回直線塔窗口間隙

220 kV典型三角形排列直線塔結構形式如圖1所示。絕緣子采用16片0.16 m懸式盤型瓷質絕緣子或高度大于2.4 m的復合絕緣子，邊相對上橫擔處的距離為2.65 m，對塔身最小距離為4 m；中相對上橫擔距離為2.65 m，對下橫擔最大距離為4 m，最小距離為3 m，對塔身水平距離為3.5 m。

圖1 220 kV典型三角形排列直線塔結構窗口間隙尺寸圖

1.2 雙回直線塔窗口間隙

220 kV典型雙回直線塔結構形式如圖2所示（以六角形排列鐵塔為例）。絕緣子采用16片0.16 m瓷質絕緣子，下相對橫擔距離為2.65 m，對塔身距離為3 m；中相對上橫擔距離為2.65 m，對下橫擔最小距離為3 m，對塔身距離為3.8 m；上相對上橫擔距離為2.65 m，對下橫擔距離為2.8 m，對塔身距離為3 m。

圖2 220 kV典型雙回直線塔結構窗口間隙尺寸圖

1.3 耐張塔窗口間隙

220 kV典型耐張塔結構窗口尺寸如圖3所示。引流線對橫擔的距離為2.65 m，內角側引流線對塔身的距離為3 m，耐張串長2.65 m，絕緣子采用16片高度為0.16 m的懸式盤型瓷絕緣子。

圖3 220 kV典型耐張塔結構窗口尺寸圖

2 220 kV輸電線路實現等電位作業方法分析

傳統220 kV輸電線路塔頭尺寸及窗口間隙小，與330 kV及以上輸配電線路存在較大差異，常規220 kV等電位的方式主要有“跨二短三”法、絕緣斗臂車法、絕緣梯法等[7-8]，這幾種方法對人員體力及作業現場地形地貌要求較高，部分桿塔上應用效果較差。根據規程要求，吊籃法一般適用于330 kV及以上輸電線路[9]。

2.1 絕緣梯法

絕緣梯主要有直立式絕緣豎梯、絕緣平梯及絕緣軟梯。

（1）絕緣豎梯在使用前，應在地面進行組裝豎立，利用絕緣繩作為拉線以保證絕緣梯的充分平衡，等電位作業人員需從地面沿豎梯向上攀爬直至進入電場作業。該方法僅適用于塔身較低桿塔，一般在220 kV及以上輸電線路應用較少。

（2）絕緣平梯在頭部設置導線掛鉤或絕緣吊拉繩，使用前將尾端固定在桿塔的合適位置，將頭部掛在導線、架空地線上或使用絕緣吊拉繩懸吊控制，絕緣平梯安裝掛接完成后，等電位作業人員坐在絕緣平梯上緩慢移動進入電場，該方法省時、省力，適用于直線塔，在耐張塔上應用較少。

（3）絕緣軟梯主要由絕緣管制材料及絕緣繩索組成，使用時先在橫擔側將絕緣軟梯頭部懸掛在導線上，在地面側將絕緣軟梯繃緊后，等電位作業人員沿軟梯從地面攀爬進入電場，絕緣軟梯運輸方便、操作靈巧、安全可靠，但攀爬過程需消耗作業人員大量體力，目前廣泛應用于220 kV輸電線路帶電作業[10-12]。

2.2 絕緣斗臂車法

絕緣斗臂車等電位作業法主要應用在35 kV及以下輸配電線路，而在更高等級輸電線路上應用較少。使用此方法時，等電位作業人員乘坐在工作斗內，斗臂車駕駛員通過調節絕緣臂將工作斗與等電位作業人員從地電位轉移進入等電位。絕緣斗臂車車體較大，使用前支腿需可靠牢固支撐，不適用于溝壑丘陵地區及塔身結構存在問題的桿塔。

2.3 “跨二短三”法

按規程要求，“跨二短三”法一般適用于220 kV及以上電壓等級輸電線路的耐張絕緣子串[9]。作業時等電位作業人員身體與絕緣子串保持垂直狀態，腳踩其中一串絕緣子，手扶另一串絕緣子，手腳并用同時挪動，進入電場過程中手腳在絕緣子串上的位置必須保持平行同步，短接的絕緣子不能超過3片。由于220 kV輸電線路耐張串絕緣子一般為16片，絕緣距離約2.56 m，扣除人體進入電場時的身體寬度0.5 m及組合間隙2.06 m后，不能為作業人員預留0.5 m的安全裕度，因此“跨二短三”法等電位操作對于大多數220 kV絕緣子串并不適用。

2.4 吊籃法

吊籃由絕緣材質制成，一般通過兩根絕緣吊拉繩與一個絕緣滑車組來控制起吊，絕緣吊籃及絕緣吊拉繩均采用絕緣材料制成，絕緣吊籃呈簸箕形狀，進入電場過程中等電位作業人員盤坐或蹲在吊籃中，絕緣吊拉繩通過絕緣滑車固定在絕緣子串掛點橫擔附近，絕緣吊拉繩的長度須經過正確測量計算，以確保作業人員進入等電位位置后頭部不超過導線側第一片絕緣子。該作業方式一般采用從橫擔側進入電場，進入電場人員移動軌跡上的多個組合間隙均須滿足規程要求，一般適用于330 kV及以上的直線塔等電位作業。

近年來，新建220 kV輸電線路設計的塔頭尺寸及窗口間隙顯著增大。以下對垂直吊籃法220 kV等電位作業的可行性進行分析。

3 220 kV垂直吊籃法進入電場路徑分析

3.1 耐張塔

3.1.1 懸掛點在橫擔側

使用吊籃時將懸掛點懸掛在橫擔上，作業人員在乘坐吊籃垂直進入電場的過程中，其組合間隙由人體與邊相帶電體以及人體與塔身兩部分間隙組成，具體路徑如圖4所示。作業人員垂直進入電場，與塔身的距離為L2，與帶電體的絕緣距離為L1，進入電場過程中組合間隙為L1+L2。由于作業人員垂直進入電場，且人員與塔身距離L2始終大于2.6 m，扣除作業人員0.5 m的活動裕度，其組合間隙始終大于規程要求的2.1 m[9]，作業人員可通過此方法進入電場，此種懸掛方式進入電場適用于對耐張塔引流線側的檢修以及防風偏改造。

圖4 懸掛點在橫擔側下耐張塔進入電場路徑示意圖

3.1.2 懸掛點在導線側

地電位作業人員攜帶傳遞繩登塔，地面作業人員將絕緣操作桿傳至地電位作業人員，地電位作業人員利用絕緣操作桿將絕緣滑車掛至導線側。等電位作業人員在乘坐吊籃垂直進入電場的過程中，其組合間隙由人體與邊相帶電體及人體與塔身兩部分間隙組成，即L1+L2，具體路徑分析如圖5所示。作業人員在垂直進入電場的過程中，與塔身始終保持大于3 m的安全距離，組合間隙滿足大于最小組合間隙（2.1 m）的要求。

圖5 懸掛點在導線側下耐張塔進入電場路徑示意圖

3.2 直線塔進入電場

3.2.1 單回直線塔

地電位作業人員攜絕緣傳遞繩登塔至中相正上方，將吊籃掛點安裝至中相導線正上方橫擔處，等電位作業人員在中相導線正下方直線塔中擋處乘坐吊籃進入電場，進入電場路徑如圖6所示。過程中組合間隙為L1+L2，去除人體活動裕度并結合窗口間隙計算可知，組合間隙始終大于2.1 m，滿足等電位作業條件。

圖6 單回直線塔中相進入電場路徑示意圖

單回直線塔邊相進入電場路徑如圖7所示，作業人員進入電場過程中，與塔身保持垂直距離L2，與帶電體距離為L1，與接地體和帶電體兩部分間隙所組成的間隙為L1+L2，而L2最小距離為3 m，組合間隙可滿足要求，作業人員可通過此方法進入電場。

圖7 單回直線塔邊相進入電場路徑示意圖

3.2.2 雙回直線塔

下相進入電場與單回直線塔邊相進入電場類似，具體路徑如圖8所示。等電位作業人員與塔身保持L2的距離，與下相導線保持L1的距離，組合間隙計算為L1+L2，由于下相導線與塔身最小距離為3 m，扣除作業人員0.5 m活動裕度后遠大于2.1 m，組合間隙滿足要求。

圖8 雙回直線塔下相進入電場路徑示意圖

雙回直線塔中相進入電場路徑示意圖如圖9所示。作業人員在進入電場過程中與塔身距離為L2，與中相帶電體距離為L1，與下相橫擔距離為L3，在此過程中，L2始終大于L3，因此組合間隙計算公式為L1+L3，安全距離考慮為人員及活動裕度共計0.5 m，因此雙回直線塔中相進入電場可采用垂直吊籃法。

圖9 雙回直線塔中相進入電場路徑示意圖

雙回直線塔上相進入電場路徑示意如圖10所示，進入電場路徑與中相進入電場類似，可見上相進入電場適用垂直吊籃法。

圖10 雙回直線塔上相進入電場路徑示意圖

基于以上對不同塔型垂直吊籃法的路徑分析，結合桿塔塔頭尺寸及窗口間隙，220 kV典型直線塔與耐張塔組合間隙可滿足垂直吊籃法進入等電位（已充分為作業人員預留活動裕度），但在單回直線中相、同塔雙回上相和中相進行作業時應注意不要站立進入吊籃，應在橫擔側蜷縮進入吊籃后再進行垂直起吊。

4 現場實際應用

基于以上分析，薛家灣供電局在完善各項安全措施后，在部分帶電桿塔上進行了垂直吊籃法進入電場的實際驗證（如圖11所示）。結果表明，在天氣良好以及各項安全措施完善的情況下，等電位作業人員能夠成功進入電場，驗證了在220 kV輸電線路采用垂直吊籃法開展等電位作業的可行性。

圖11 現場實際應用圖

5 作業注意事項

（1）不同地形地貌條件下桿塔類型及窗口間隙不同，本文只對幾種典型桿塔進行了分析，在220 kV輸電線路桿塔上進行垂直吊籃法作業前，須進行窗口間隙核驗及組合間隙計算，組合間隙計算時需為作業人員留至少0.5 m的活動裕度；

（2）垂直吊籃法進入電場過程中，地面作業人員應將吊籃主吊繩及尾吊繩厘清，避免纏繞，同時應充分利用輔吊繩，確保作業人員能夠垂直進入電場；

（3）禁止在吊籃中放入鉗子、扳手等工器具或材料；

（4）等電位作業人員應盡可能將身體蜷縮在吊籃中；

（5）地面起吊過程中應有完善的防止吊籃主拉繩脫手的后備措施；

（6）在風力大于5級的天氣情況下，應避免使用垂直吊籃法進入電場。

6 結語

薛家灣供電局在檢修工作實踐中，在核驗窗口間隙、組合間隙滿足作業條件的前提下，于部分220 kV桿塔采用垂直吊籃法進行了等電位作業。相較于絕緣平梯、絕緣軟梯等進入電場方式，垂直吊籃法減少了檢修時間和等電位作業人員的體力消耗，提高了供電可靠性，為其他等電位作業提供了借鑒，使得輸電線路帶電檢修更加便捷、高效。