邓少波
广西壮族自治区百色电力有限责任公司 广西百色533000
摘要：社会发展进程下，人们对电力资源的需求与日俱增，为保证资源合理配置，提高电力资源利用率，有必要对供电站加强管理，推动我国电力行业的发展。基于此，本文从保证供电可靠性的角度出发，详细阐述城市配电网自动化系统建设的必要性，根据带电作业原理，探究带电作业在配网自动化系统的中设计与应用。
关键词：带电作业；城市配电网；配网自动化；系统设计
引言：城市配电网作为电力系统的一部分，是城市建设的基础电力设施，接入用户量巨大，设备数量多且覆盖面广阔，系统结构复杂多变。经济发展条件下，用户对电网供电的可靠性需求攀升，有必要对人口密集区域做好配网自动化改造，将带电作业用于线路和设备检修，避免停电对居民生活造成影响。
1.城市配电网自动化系统设计采用带电作业的必要性分析
城市配网自动化就是依靠自动控制技术、计算机通信技术以及自动控制技术等手段实现对城市配网的智能化监管。随着我国电力事业的发展，目前基本没有无电区域，这就说明配网自动化系统的优化设计是以现有配网为基础展开的，城市配网自动化系统的建设是为了保证供电质量，在事故发生时缩短故障处理时间，提高系统运行经济性。带电作业属于配网施工技术，可同时用于配电网计划检修和故障抢修两方面，该技术在配网施工中优势明显：（1）降低设备检测或维修期间对用户造成的停电影响，提高企业经济效益。（2）带电作业不受时间约束，工作方式灵活，可有效消除设备安全隐患，降低故障概率。（3）避免误操作事故发生，比如在倒闸环节发生误操作，或者误登带电设备引发触电事故，而配电网带电作业的开展可有效避免该类事故发生[1]。
2.城市配电网带电作业原理
2.1地电位作业法
该方法就是在作业中，人员和大地之间保持同一点位，利用绝缘工具接触带电体完成作业。此时人和带电体间的关系有两种，一种是大地——人——绝缘工具——带电体；另一种是带电体——空气——人体——大地，通过这样的方式在人和带电体间产生电容回流电路，两个回路经过人体安全导入大地。实际作业中，人和工作相导线间存在电容电流，两相导线与人体间也有电容电流，操作中电容电流和空气距离保持正比例关系，如果距离比较远，那么电容电流会逐渐减小。所以，两个导线间的电流对人体影响不大，可以忽略不计。
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工作人员作业于地面杆塔上，人体与地面间处于相同点位置，这时经过人体的电流形成两条完全不同的回路。一个是带电体——绝缘操作杆——人体——大地，该回路为电阻回路；另一个是带电体——空气间隙——人体——大地，该回路为电容电流回路。以上两个回路都是将电流经过人体导入大地，人和工作导线、人和两相导线间存在电容电流，与空气间隙有关，距离越远，电流就越小，所以影响可忽略不计。
2.2中间电位作业法
这种带电作业方式应用绝缘斗臂车完成作业，人体电位在地电位和带电体间处于悬浮电位，人在工作期间需要与带电体、地面保持安全距离。中间点位作业位置情况如图2所示，此时人和带电体间关系如下：大地——绝缘体——人——绝缘工具——带电体。应用绝缘斗臂车完成带电作业，绝缘梯在这过程中具有主绝缘作用，而绝缘手套只能属于辅助绝缘物品，绝缘遮蔽罩和相关防护用具可以防止人员偶然触及带电体与接地构件，导致二者间产生电击，以此为后备防护措施。如果将空气间隙作为主要绝缘，那么工作人员身穿绝缘遮蔽服就能起到辅助隔离作用，其身上带的绝缘防护用具就是带电作业中的一道防护线，高空绝缘斗臂车在作业中具有灵活的特点，且劳动强度较低，适用范围较广。
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2.3等电位作业法
该方法就是应用绝缘工具，在带电作业中对地绝缘，人员和设备之间处于同一点位，此时人与带电体关系如下：带电体——人体——绝缘体——大地。人体在强电场中作业时，身体各处会产生电位差，手脚分开，中间电位差较大时，电流流过人体，人体进入电场之后会因电位转移而出现电容充放电的情况。对此，作业人员应身穿全套屏蔽服，保证屏蔽服和带电体之间接触良好，流入人体的电流为零，让电流从屏蔽服上全部通过，实现对人体的有效保护[2]。为确保人员不受触电伤害，在带电作业期间应满足以下条件：（2）流入人体的电流必须低于1毫安；（2）人体表面场强不超过2.4kV/cm；（3）尽量扩大对人体放电的空气距离。
3.带电作业在城市配电网自动化系统的设计应用
3.1绝缘杆作业法
带电作业期间人员和带电部分在安全距离内应用绝缘工具，这就是绝缘杆作业法，绝缘杆作为主绝缘，在作业中发挥着关键作用，使电路经过人体安全流入大地。因安全距离可以作为保障，电容电流可以忽略，但在城市配电网带电作业期间，工作人员的作业空间相对狭小，有必要同时采取其他防护措施，比如绝缘杆作业在绝缘斗臂车中应用。
3.2绝缘手套作业法
该方法指的是人员在带电作业期间穿着全套绝缘防护用具，利用绝缘手套完成作业，并与周围不同点作为绝缘遮蔽。绝缘手套作业法应用时，手套不是主绝缘，作业期间还要借助绝缘斗臂车祸其他设施，比如人字梯为主绝缘。由于作业空间十分狭小，作业人员应身穿防护用具，做好绝缘遮蔽，保障自身安全，这一过程中绝缘手套作业法经过人体的电流主要有两种情况：（1）带电体——人体——大地，三者之间形成电流回路，绝缘平台为主绝缘，手套为辅助绝缘。（2）带电体——空气——人体——大地，这种电容电流回路中，空气是主绝缘，但工作人员也要做好绝缘遮蔽。
3.3旁路作业法
该方法就是在旁路系统的作用下将工作区域做出导线连接，同时临时输送到区域内的用户。隔离工作区域导线，对工作区域停电处理，用户间不会停电，这就是旁路作业法。该方法属于复杂带电作业方式，对作业人员和作业工具提出较高要求，比如直线杆改耐张杆，同时加装隔离开关，或者带负荷更换柱上变压。城市配电网系统运行的安全性将直接影响用户家中用电，旁路作业法在不影响用户用电的同时，也会最大限度上保证人员带电作业期间人身安全。
总结：总而言之，带电作业技术虽然没有形成统一标准，但随着城市配电网自动化的发展，将其用于配网自动化系统将有利于降低配网自动化对用户停电造成的影响。在配网自动化系统设计中采用带电作业方法，发挥绝缘杆作业法和旁路作业法的应用优势，促进城市配网自动化建设，保障用户供电质量，全方位提升城市配电网运行的经济效益。
参考文献：
[1]朱紫奇,徐溧,许文韬.配网零电位带电作业装置的研制[J].电力电子技术,2021,55(04):1-4.
[2]张冬.配网带电作业机器人系统的设计[J].电子技术,2020,49(10):74-75.