±800kV輸電線路帶電作業技術研究

吳永意

（中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司柳州局）

0 引言

輸電線路是連接電源與用電負荷之間的紐帶，是電力系統中非常重要的組成部分。隨著電力系統的不斷發展，輸電線路的電壓等級也不斷提高。目前，我國的電力系統中，500kV 輸電線路是普遍使用的高壓輸電線路，而800kV輸電線路則是近年來快速發展的領域。800kV 輸電線路在輸電距離較遠、輸電損耗較大的地區有著非常重要的應用價值。由于輸電線路設備的高度和線路的長度，對設備的維護和保養具有很高的要求。對輸電線路進行維護和保養時，必須對線路進行切斷，而帶電作業就是切斷線路的常用方法［1-2］。與傳統下電作業相比，帶電作業不需要停電，可以節約時間和資源，提高電力生產效率。因此，研究帶電作業技術對于保障輸電線路設備的正常運行有著非常重要的意義。

因特高壓直流輸電線路傳送容量大、運行可靠性要求高、停電檢修機會少，特高壓直流輸電線路帶電作業已成為必然選擇［3］。±800kV 直流特高壓帶電作業的開展存在一系列技術難題，具體體現在：

（1）帶電作業時可能出現較高的過電壓，為滿足帶電作業安全要求，對安全距離、組合間隙等關鍵技術的要求將更高。

（2）特高壓直流線路的結構參數高，對作業工器具提出了更高的要求。

（3）帶電體周圍的電場強度更高，需要研制專用的屏蔽服裝；同時電壓等級的提高還會使電位轉移脈沖電流增強，對安全防護提出了更高的要求。

（4）硬質絕緣工具長度更長、荷重更大，因而重量也更大，給運輸和使用帶來了一定的困難，需要研究輕型的軟質絕緣工具以便于運輸和使用。

綜上所述，為確保特高壓直流電網長期安全穩定運行，有必要針對±800kV 特高壓直流輸電線路帶電作業中的難點進行攻關，文中研究了帶點作業的技術方案和研制新帶電作業工器具，以適應新要求，有效地促進帶電作業的廣泛開展。

1 帶電作業概述

輸電線路是連接電源與用電負荷之間的紐帶，它是電力系統中非常重要的組成部分，主要用于輸送電能。輸電線路通常包括輸電塔、導線和絕緣子。輸電線路按照電壓等級的不同，可以分為110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、800kV等不同等級的電壓等級。輸電線路的重要性在于其決定了電網輸電能力的大小。輸電線路的長度、絕緣等級、電流密度等均會影響電網的輸電能力［4-5］。隨著現代電力技術的不斷發展，輸電線路的電壓等級也不斷提高，并且線路長度也越來越大，為線路的維護和保養帶來了挑戰。

當前，國家電力公司和相關單位均在積極推廣帶電作業技術，提高電網的安全性、可靠性和經濟性。帶電作業就是在不斷電的條件下進行的各種檢修、維修、改造等工作。它采用的工具和設備符合帶電條件下的要求，并且對運行線路、設備進行帶電擦拭、連接及檢測等作業［6］。帶電作業較之停電作業不需要停電，可以節約時間和資源，提高電力生產效率。帶電工作有直接帶電作業和間接帶電作業兩種。目前，我國在輸電線路方面已經取得了很大進展，帶電作業技術也不斷提高。

（1）直接帶電作業是直接對帶電系統進行檢修、維修，或在帶電設備中進行檢修、維修。如換接頭擦拭工、帶電防護接地工、調壓器帶電在線監測等。

（2）間接帶電作業是在輸電變電設備間接帶電地執行某些檢修業務，在執行這些業務前，在其所在的高壓設備上絕緣支架下連接的地引線必須可靠接地，以限制負荷帶電部位的電位升高，以確保帶電作業人員的安全。例如安裝地線、清潔絕緣子等。

2 帶電作業安全要求

傳統的帶電作業技術缺乏全面的安全保障措施，其進行帶電工作時的安全措施較為簡陋，缺少有效的集中管理和監控手段。而±800kV 帶電作業技術則注重安全性、可靠性和經濟性。±800kV 帶電作業的原理是管控帶電設備的電場、沖擊壓力和電流，保證帶電環境的安全性，對于±800kV 輸電線路，作業人員必須具有較高的電氣知識和豐富的實踐經驗，才能進行高效、安全、可靠的帶電工作［7-8］。±800kV 帶電作業需要具備的技術要求包括：

（1）保證帶電人員的安全：做好帶電作業人員的防護措施，防止人員電擊，提高作業人員帶電操作能力，保證人員的安全。

（2）保證帶電設備的安全：針對電力設備進行技術測試，確保帶電設備的安全。

（3）保證帶電系統的穩定性：多方面深入探討，確保在帶電作業過程中，電力系統的穩定性。確保作業人員的安全和電力系統的穩定性，±800kV 帶電作業應權限制帶電場強度，增強帶電設備隔離性和防御能力，通過家具防靜電以減少沖擊壓強，提高設備的容限。

3 作業技術方案

±800kV 輸電線路設備復雜，帶電作業技術要求較高。為確保帶電作業的安全，必須采取合適的技術方案。根據實驗研究和文獻資料，文中提出適合±800kV帶電作業的技術方案：

（1）遠紅外測溫和局部放電監測技術：利用遠紅外測溫技術對傳感器進行檢測，通過具體顯示儲存的變化狀況，通過取樣設備進行監測和預警，預測設備的運行狀態。局部放電監測技術通過檢測器探頭監測輸電設備的局部放電狀況，防止故障發生。

（2）聲發射監測技術：應用超音波檢測器承載聲發射信號，通過獲得設備的超聲波在DPS／FA＆GASLAB 中的波形和能譜信息，獲取運行設備的運行狀態相關特征參數，實現設備故障預警。

（3）滅弧技術：對于±800kV 高壓帶電作業，滅弧技術具有重要的應用價值。對設備進行維護和保養關鍵是對設備進行滅弧處理。采用滅弧技術可有效控制帶電設備的電弧放電，防止設備損壞和人員受傷。滅弧技術包括自動滅弧和手動滅弧，可以根據具體情況選擇合適的方式進行操作。

（4）智能機器人技術：智能機器人技術可以代替人員進行危險的帶電作業，降低人員傷害和設備損壞風險。智能機器人可以通過激光掃描、視覺識別、姿態控制等技術，實現對輸電線路設備的檢測、維護和保養。

綜上所述，針對±800kV 輸電線路設備的復雜性和帶電作業的高要求，文中提出了一系列適合的技術方案，包括遠紅外測溫和局部放電監測技術、聲發射監測技術、滅弧技術和智能機器人技術。這些技術方案可以有效提高帶電作業的安全性和效率，為輸電線路設備的運行維護提供有力支持。

4 作業方法及配套工器具

4.1 ±800kV輸電線路帶電作業方法

（1）±800kV檔外蕩入法

作業人員從橫擔側攀爬至吊籃內，地面配合人員以遙控方式，控制智能載人機械裝置到達作業位置上方，再發送高度調節信號使等電位電工肩部與帶電導線平行。具體作業流程為：

① 等電位作業人員從橫擔側攀爬至吊籃② 等電位作業人員進入等電位③ 等電位電工通過檔外蕩入法進入強電場

（2）雙人直立式進入強電場方法

由一名帶電電工以直立姿態按“跨二短三”的方法沿絕緣子串進入電場，并將絕緣傳遞繩安裝在合適部位，做起吊準備。然后，另一名帶電電工以同樣方法進入電場，再開展帶電更換耐張絕緣子任務，雙人直立式沿絕緣子串進入電場方法示意圖如圖1所示。

圖1 雙人直立式沿絕緣子串進入電場方法示意圖

4.2 帶電作業新工具

（1）單聯V串絕緣子更換工具整套工具采用手動和液壓相結合的方式，橫擔兩側同時起吊，工具負荷互為保護。單聯V 串更換絕緣子工具具體結構如圖2所示。

圖2 單聯V串更換絕緣子工具示意圖

（2）雙聯V串絕緣子更換工具

作業時，將液壓緊線器油缸懸掛在橫擔兩側的施工掛孔上，并連接好絕緣拉棒，提線卡具安裝在導線聯板施工孔上，卡具上端連接兩套絕緣拉棒，使整套拉棒成“V”型。雙聯V 串絕緣子更換工具結構見圖3。

圖3 雙聯V串絕緣子更換工具示意圖

（3）耐張串絕緣子更換工具

作業時，首先用手搖絲桿收緊工具余量，再用液壓絲桿轉移絕緣子荷載，進行零低值絕緣子更換。耐張串絕緣子更換工具具體結構如圖4所示。

圖4 耐張串絕緣子更換工具

（4）大噸位盤形絕緣子臂式起吊工具

耐張串絕緣子臂式起吊工具示意圖如圖5 所示。整套工具包括卡座1、絕緣繩控制裝置2、垂直支撐臂3、傾斜支撐臂4、旋轉橫臂5、滑輪6、絕緣起吊繩7、萬向節軸承8。采用該裝置更換耐張串絕緣子僅需一位等電位作業人員即可完成操作。

圖5 耐張串絕緣子臂式起吊工具示意圖

（5）導線間隔棒專用扳手

作業時，操作人員轉動調節絲桿，從而使活塞桿外端的上定位塊推動間隔棒線夾頭的活動卡環前進，最終將活動卡環卡緊導線，便可實現間隔棒更換。導線間隔棒專用扳手具體如圖6所示。

圖6 導線間隔棒專用扳手

5 結束語

由于±800kV 輸電線路電壓等級高，因此帶電作業工器具、人員安全防護要求更加嚴格，使±800kV輸電線路帶電作業成為國際上尚未攻克的重大技術難題。文中研發的作業方法及配套的相關工器具解決了特高壓輸電線路不停電作業中多個關鍵技術難題。在特高壓作業中推廣應用文中所研制新方法及配套工器具，可有效減少了特高壓輸電電線路停電檢修次數，提高了供電可靠性，降低了停電帶來的電量損失，經濟效益顯著，對電網企業履行社會責任、提高優質服務水平具有更重要的意義。