欧阳鹏飞
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摘要:送配电带电作业是通过供电企业的连续作业而保障社会各个部门和用户用电的重要的工作手段。伴随着经济与社会的不断发展,电力已经越来越重要,成为现代社会不可或缺的主要动力,提供供电的可靠性也就成为了电力部门的主要任务和责任,面对不断发展的社会需求和企业要求,过去那种对于供电设施故障的处理方式很显然不能适应现代社会的发展需求。
关键词:送配电带电作业;当前状况;发展分析
带电作业是送配电设备测试、检修、改造的重要手段,为电力系统的安全可靠运行和提高经济效益发挥了十分重要的作用。我国配电带电作业始于20世纪50年代,先后开展了地电位、等电位的带电作业。特别是进入21世纪以后,为了解决日益增长的供需矛盾,带电作业更显得极其重要。目前为了提高配电网运行的可靠性、经济性,各电力单位对带电作业技术高度重视,取得了良好的社会效益与经济效益。
一、带电作业几个方面的探析
1.1带电作业安全距离
在确定带电作业安全距离时,过去基本上不考虑系统、设备和线路长短,一律按系统可能出现的最大过电压来确定。带电作业最小安全距离包括带电作业最小电气间隙及人体允许活动范围。在IEC标准中,最小电气距离是指在带电作业工作点可防止发生电气击穿的最小间隙距离。最小电气间隙距离的确定受到多种因素的影响,主要包括间隙外形、放电偏差、海拔高度、电压极性距离等。一般来说,作业间隙的形状对放电电压有明显的影响。
1.2带电作业用绝缘工具
带电作业用绝缘工具应具有良好的电气绝缘性能、高机械强度,同时还应具有吸湿性低、耐老化等优点。为了现场作业的方便,绝缘工具还应质量轻、操作方便、不易损坏。目前带电作业用绝缘工具大致可分为硬质绝缘工具和软质绝缘工具二大类。硬质绝缘工具主要指以绝缘管、棒、板为主绝缘材料制成的工具,软质绝缘工具主要指以绝缘绳为主绝缘材料制成的工具。绝缘材质的性能直接影响和决定着工具的电气和机械性能。
(1)绝缘杆
玻璃纤维、环氧树脂和偶联剂是构成绝缘杆的主要成分。绝缘杆的制造方法较多,其中用于制造绝缘杆的主要工艺有湿卷法、干卷法、缠绕法和引拔法等。绝缘杆的老化有整体老化和部分老化二个方面。整体老化主要是指受潮、长时间的整体材质老化;部分老化主要是指绝缘杆顶端长期在强电场作用下,因局部滑闪、漏电、放电而引起的材质老化。几十年来,我国带电作业用绝缘杆的材料及制作工艺不断改进。
(2)绝缘绳
绝缘绳索是广泛应用于带电作业的绝缘材料之一,可用作运载工具、攀登工具、吊拉绳、连接套及保安绳等。以绝缘绳为主绝缘部件制成的工具为软质绝缘工具。软质绝缘工具具有灵活、简便、便于携带、适于现场作业等特点,不少软质绝缘工具具有中国带电作业的独有特色。目前带电作业常用的绝缘绳主要有蚕丝绳、锦纶绳等,其中以蚕丝绳应用得最为普遍。
二、配电线路带电作业
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,对供电可靠性的要求越来越高。目前,为了提高配电系统的运行可靠性,各地区加强了城网和农网的改造,同时,对配电网的带电作业给予了高度的重视,不少单位设立或重组了作业队伍。在今后的数年中,配电网的带电作业将面临一个新的发展时期。在配电线路的带电作业中,采用的作业方法主要有绝缘杆作业法和绝缘手套作业法。绝缘杆作业法也可称为间接作业法,绝缘手套作业法也可称为直接作业法。文中对以上两种作业方法给予了定义,同时明确指出:在配电线路的带电作业中,不允许作业人员穿戴屏蔽服和导电手套。采用等电位方式进行作业,绝缘手套法也不应混淆为等电位作业法。绝缘遮蔽工具和人身安全防护用具在配电带电作业中起到十分重要的保护作用。
在IEC标准中,规定2级绝缘防护用具的最高使用电压为17kV,在我国电力行业标准中,结合我国电力系统的电压等级及中性点接地方式,并考虑适当的安全裕度,规定了2级防护用具的最高使用电压为10kV。针对绝缘防护用具的特点,规定了技术要求及试验方法。近年已颁布了多项专门的技术标准和导则,并具体规定了安全防护用具的使用步骤及使用方法。
三、带电作业技术发展展望
3.1带电作业机器人发展
我国多数供电单位实现了带电作业技术的应用普及化,也产生了对带电作业机器人的需求。国外对带电作业机器人的研发工作开始时间远远早于我国,因此技术也领先于我国,而且由于国内外配电电压等级差异,带电作业机器人并不能采用进口的方式。于是我国未来在带电作业机器人方面的发展潜力巨大。
3.2缩小城乡配网带电作业差距
当前我国城乡配网发展极其不均衡,城市配网带电作业在技术理论研究、工器具使用上远远超过农网,日后国家要加大对农网建设的投入,开展城乡技术交流和技术人员下乡活动,推动城乡建设一体化,实现带电作业技术在农村电网中的发展。开展项目主要可以包括:分析不同工作环境下的过电压及过电流、改进带电作业设备,实现带电作业工具设备的标准化、简约化及作业步骤的程序化。
3.3配电变电设备带电检修和清洗作业
我国变电站布局紧密,间隙紧凑,旧式绝缘斗臂车很难适用于现在的带电作业,因此需要研制专用的绝缘升降平台和斗臂车,并结合特定的带电作业项目采取灵活的作业方法,可以采用等电位作业方法对比较复杂的带电作业项目进行作业。在带电清洗方面,要加强研究站内设备装置的带电清洗技术,尤其是对特高压以及超高压直流设备的带电清洗技术,主要开展的项目内容包括研制新型自动化带电清洗装置、高绝缘性能清洗材料并制定技术规范等。
3.4直升飞机带电作业
直升飞机带电作业能实现对复杂地形地区的故障排除、线路检修带电作业工作,主要开展的项目包括带电检修、更换以及带电水冲洗等。今后直升机作业的发展方向主要有:研究不同地形情况下直升机作业方式以及机型选择问题;二是相关直升机作业设备的研制以及更新;三是制定更加完善的作业体系和标准等。同时,还可开展卫星、遥感、无人机等设备对配电线路运行情况的监测管理。
四、带电作业安全距离
在确定带电作业安全距离时,过去基本上不考虑系统、设备和线路长短,一律按系统可能出现的最大过电压来确定。这对部分小塔窗线路、紧凑型线路、升压改造线路的带电作业带来了限制和困难。实际上,当线路长度不一样,系统结构不一样,设备不一样,作业工况不一样时,不同线路的操作过电压会有较大差别。如果装有合闸电阻或在带电作业时已停用自动重合闸,带电作业时的实际过电压倍数将较最大过电压低。因此,在计算带电作业的安全距离和危险率时,应根据系统的实际过电压倍数来计算分析。不同系统的过电压值可通过暂态网络分析仪(TNA)或数字计算机应用专用程序计算求得。在实际作业中,如果无该线路的操作过电压计算数据和测量数据,则应按该系统可能出现的最大过电压倍数来确定安全距离。如果通过计算和测量已知该线路的实际过电压倍数,则可采用标准中推荐的方法进行计算并通过试验来加以校核确定。
结语:
当前,带电作业除继续开展常规带电作业项目外,随着对供电可靠性的要求越来越高,为尽量减少停电范围和时间,需在已开展的配电网带电作业项目基础上,进一步研究配电网的安全不停电作业法。通过工具、设备、作业方法的研究和发展,提高带电作业安全性,以满足电网可靠、稳定、经济运行的要求。
参考文献:
[1]胡毅.配电线路带电作业技术的研究与发展[J].高电压技术.2019(11)
[2]赵作利.带电作业的发展与展望[J].东北电力技术.2019(07)
[3]胡毅,王力农,邹伟.配电带电作业的发展与标准制定[J].电力标准化与计量.2019(02)