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带电作业关键技术研究进展与趋势任廷杰

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：任廷杰

[导读] 摘要：随着科技的发展，电成为人们生活中不可缺少的一部分，而电力供应的可靠性离不开输配电线路带电作业技术。

        国网山西省电力公司临汾供电公司城区供电中心山西省临汾市 041000
        摘要：随着科技的发展，电成为人们生活中不可缺少的一部分，而电力供应的可靠性离不开输配电线路带电作业技术。本研究就输配电线路带电作业技术的发展趋势及其安全技术进行探究，并对其进行简单阐述，希望能给研究人员提供参考。
        关键词：输配电线路；带电作业技术；发展趋势；安全技术
        1带电作业关键技术研究进展
        1.1输电线路带电作业
        1.1.1关键技术参数
        最小安全间距、最小组合间隙、绝缘工具最小有效绝缘长度等是输电线路带电作业的关键技术参数，其中最小安全间距主要是依据带电作业的危险系数确定的，结合带电作业过电压水平和间隙试验结果进行概率计算并且必须校正海拔，带电作业的危险率必须<10-5。此外，还要综合考虑线路杆塔结构、系统参数、实际作业位置、线路走廊海拔高度等多种因素来准确确定输电线路带电作业关键技术参数，获取数据时还要利用准确的方法来试验。由于紧凑型输电线路三相导线间无接地构件，塔头尺寸紧凑，相间和相地距离较小，极大地限制了作业人员在等电位范围内的进出。带电作业人员最优的进出等电位路径，也就是最佳的作业间隙需要综合考虑带电作业时的各种工况，并结合相导线之间的间隙放电特性，经过反复试验，计算出作业人员周围接地体及相导线的最小安全距离。此外，为了确保部分紧凑型线路带电作业间隙不足的安全作业，应加装保护间隙，保护间隙设计的原则要根据实际的线路要求，同时保护间隙的数值确定需要通过加装保护间隙的绝缘配合实验，进而制定满足作业要求的加装保护间隙安全作业方式。
        1.1.2带电作业人员的安全防护措施
        由于超高压、特高压输电线路周围具有较高的电场，带电作业人员进出电场时会导致电场中的电位转移，从而使作业人员体表的电场强度极大的增强。同时，电位转移时容易出现电容放电脉冲电流与电弧，所以超高压、特高压的带电作业有着更高的安全防护要求，以有效保障带电作业人员的安全。目前，针对500kV超高压带电作业人员的安全防护研究主要是采用仿真计算与现场实测相结合的形式，经调查研究发现作业人员体表的电场强度随着距离铁塔越来越近而变得越来越强；作业人员的头顶及指尖等尖端部位的电场强度较高；作业人员体表周围场强达到最大值是在等电位进行作业时。此外，根据国内外实验结果数据显示，交流线路的可感知场强要高于直流线路，交流电流对人体的影响较大，因此，为保障带电作业人员的安全，交流线路的安全防护标准可作为直流线路的参考。
        1.1.3带电作业工具与设备的现场应用
        500kV超高压输电线路具有电压等级高、杆塔结构尺寸大、线路档距大及导线分裂数多等特性，这些特性对带电作业使用的工具与设备有着更高的技术要求。目前，我国已研制出满足超高压带电作业最小有效绝缘长度及实际线路机械荷重要求的大吨位硬质、软质绝缘提线工具，同时根据不同吨位及型式的绝缘子串型特点研制出型式众多及结构优化的钛合金卡具。另外，研制出有带液压传动装置的紧线工具，极大的降低了作业人员的劳动强度，提高了带电作业的效率和质量。
        1.2配电线路带电作业
        电力系统通过配电线路实现对电力用户输送电能的目的，其是直接面向电力用户的电力基础设施。由于全国各地的各个行业和人们的日常生活都需要用到电力能源，因此配电线路具有覆盖面广、构建网络复杂等特性。同时，根据各个区域的地理环境不同，配电线路的带电作业条件不同。

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配电线路带电作业主要的技术方法包括绝缘杆作业法、机械臂作业法、综合不停电作业法等，应综合考虑配电线路的具体情况采用适宜的带电作业方法。配电线路带电作业是增强供电可靠性的主要途径之一，主要包括带电更换电力设备与元件以及修补各种破损的线路，例如更换绝缘子、熔断器等；修补接引线、导线等，以提高电力设备及线路的使用效能，保障电力系统稳定、有序的供电服务。另外，我们还需要注意配电线路的带电作业需要在配电设备密集的区域工作，狭小的空间间隙增加了作业人员同时触及不同电位电力设施的概率。因此在配电线路带电作业范围内，作业人员进行直接作业或间接作业时必须穿戴绝缘防护用具，根据带电作业时最大过电压水平确定作业间隙及绝缘工具的绝缘水平，有效防止作业时击穿与闪络事故。
        1.3带电作业标准体系和仿真培训
        带电作业标准体系的分析与研究主要是针对超高压线路带电作业专项技能的培训，包括超高压带电作业基础理论知识、技术特征、安全操作规范及技术要求等理论知识的培训，还有选择典型作业项目，结合示范与训练的方式有效提升作业人员的专业技能。目前，带电作业还开展了充分结合多媒体、虚拟现实技术与带电作业技术的仿真培训，采用以计算机技术为核心的虚拟现实技术生成逼真的三维环境，仿真真实的带电作业环境，基于Quest3D虚拟现实开发平台，利用3dsMax、photoshop和zbrush构建模型场景，利用mySQL数据库存储和管理数据，利用VC++6.0编程来实现场景的显示、场景的漫游、培训过程的演示，模拟操作典型的带电作业项目，快速查询带电作业资料，并高效管理培训工作。
        2带电作业关键技术的发展趋势及研究方向
        2.1带电作业工具
        带电作业工器具的研究主要是集中在以下几方面：①为了深化机械强度及绝缘性能，应深入开展高强度柔性绝缘材料的技术研究，研制软质柔性绝缘吊拉工器具；②为了增强带电作业现场环境下的绝缘性能，保障作业人员及运行设备的安全应加大耐候性能更强的现代化带电作业软、硬质绝缘材料的研究力度；③加快承载等电位电工进出高电位的轻型化、机械化装置的研制；④结合超高压线路长串绝缘子型式特点，加强机械化、智能化长串绝缘子检测设备的研制。
        2.2配电网带电作业
        配电网带电作业主要的研究方向主要有加强推广和应用城市电网不停电作业法，主要有不停电作业项目的深入拓展；对不同工况下过电压与过电流的分析与研究；深入研究标准化、便捷化的不停电作业工具与设备以及程序化的带电作业步骤，提高不停电作业的效率和质量。
        2.3变电设备的带电清洗研究
        变电设备的带电清洗作业要综合分析变电站内绝缘设备的积污特点、参数特性，因此变电设备带电清洗的深入研究包括高绝缘性能清洗材料、智能化与自动化带电清洗装置、系统性的安全技术操作规范等众多方面，优化应用变电设备带电清洗技术。
        结束语
        总之，电力系统的安全、有序运行离不开带电作业，带电作业关键技术的深入研究，对提高带电作业水平具有重要的现实意义。因此，必须明确带电作业的研究现状及未来的研究方向，以便研制出符合我国社会与经济发展需求的带电作业方法、标准以及设备与工具，高效开展检测电网设备、检修、维护及改造等工作，更好的服务于中国梦的实现。
        参考文献
        [1]胡义,刘凯,彭勇,苏梓铭,吴田.带电作业关键技术研究进展与趋势[J].高电压技术,2014,07:1921-1931.
        [2]杜朋洋.带电作业关键技术研究进展及其发展趋势[J].企业技术开发,2015,35:13-14.