1000kV交流输电线路带电作业方法实践及探讨.pdf

箜 鲞 型里 2 0 0 9年 1 2 月 湖 北 电 力 v o 1 3 3 a d d d e c 20 09 1 0 0 0 k v 交流输 电线路带 电作业方法 实践及探讨 陈早 明 ， 王 国满 ， 尹 洪 ， 吴启进 ， 周 玎 ( 湖北超 高压输 变电公 司 ，武汉4 3 0 0 5 0 ) 摘 要 通过对 1 0 0 0 k v特 高压 交流输电线路的各类型杆塔结构、 邻近作业安全措施、 带电作 业安全 距 离、 组合 间隙 、 进入 等 电位方 式 、 强电场 防护 等各 项技 术分析 ， 确定 了邻近 作业及 等 电位 作业 方 式 ， 提 出了人 体安 全 防护 方法 ， 在 实践操 作 中取得 了成 功 ， 积 累 了特 高压带 电作业 的基本 经验 ， 对特 高压 其 它带电作 业方 式进 行 了探 讨 。 关键词 特高压 ；输电线路；带电作业 中图分类号t m7 2 3 文献标识码a 文章编号1 0 0 6 3 9 8 6 ( 2 0 0 9 ) 增刊 i 一 0 0 6 4 0 3 我 国 自主设 计 建造 的世 界 上首条 商业 运行 的晋 东南一 南阳一荆 门 1 0 0 0 k v特 高压 交流输变 电工 程 ， 截止 目前 已实 现 安全 运 行 2 0 0余 天 ， 共 输 送 电 量 5 o 多亿 k wh ， 为我 国电 网“ 西 电东 送 、 南 北互供 、 全 国联 网” 格局 的形 成及优化 国家能源资 源配置发 挥 了重 要 作用 ， 随后将有更多的特高压交直流输变电工程建设 投运 。因此 ， 积极进行特 高压输 电线路带 电作业 的研 究探索 ， 对保障特高压线路带 电作业安全开展， 提高 线路运行可靠性和经济效益具有重要意义。 本 文结 合 两 次带 电作 业 实 际经 验 ， 对邻 近 作业 安 全措施 、 带 电作 业 安 全 距离 、 组合 间 隙、 进 入 等 电 位 方式 、 强 电场 防护等 进行各 项 技术分 析 ， 并 对特 高 压 其它类 型 带 电作 业方 式方 法进 行探讨 。 1 邻近作 业研究及 实践 1 1 设 备缺 陷情 况及 相关 参数 1 0 0 0 k v 南荆 i线 4 7 1号杆 塔右架 空 地线 间 隙 出现放 电现 象 ， 通 过夜 晚对 放 电情 况进 行观察 ， 放 电 电弧呈 圆球 形 ， 亮 度类 似 电焊 弧光 呈 白色 。此 基 杆 塔 型号 为 j k一4 o大 跨 越 干 字 型 耐 张塔 ， 架 空 地 线 型号为 j l b 2 0 a一1 7 0铝 包钢 绞线 ， 架空地 线 结构 为 双 联耐 张 串 ， 绝缘 子采 用 x d p一1 0 0 c n 型号 2片 并 联 ， 每片均带放 电间隙。此耐张段范 围为 4 7 1号 4 8 2 号 塔 ， 长度 5 5 4 0 m。 1 2处 理方 式研 究 根据现场情况判断放电原因为绝缘子放电间隙 松 动变小 ， 在架 空地线感应电压作用下产生高场强 收稿 日期 2 0 0 9 0 7 1 8 作者简介 陈早明( 1 9 6 4 一) ， 男 ， 湖北 黄冈人 ， 工程师 。 6 4 击穿 放 电间 隙所 致 。处理该 缺 陷的关键 为计算架 空 地线感应电压的大小 ， 确定短接用接地线截面尺寸 大小 ， 并选 择好 邻近 作业人 员所 穿戴屏蔽 服型 号 。 经计 算得知 特高 压架 空 地线 感应 电压近 2 0 0 0 0 v。因此不 能选 择 5 0 0 k v邻 近作 业 所 用 架空 地 线 接地线 ， 而应选择截面积不小于 2 5 mm 的接地线， 以保 证 可靠泄 放感应 电流 。 1 3处理 经过 作业人员穿戴 1 0 0 0 k v专用带电作业屏蔽服， 携带 专用 工 具 ， 采 用 类 似 5 0 0 k v 邻近作 业 方式 ， 将 放 电绝缘 子架 空地 线 侧采 用 2 5 mm 编织 软铜 线对 铁 塔塔 身接 地 ， 接 地 过 程 中放 电声 音 明显 高 于 5 0 0 k v线 路作 业 放 电声 ， 然 后 将 变形 及 烧 蚀 的放 电间 隙进行了更换 。整个过程进行顺利 ， 为全国首次特 高压带电邻近作业 ， 作业人员对 特高压强电场邻近 作业 有 了感性 上 的认 知 ， 为 下一 步进 入等 电位 打下 了基础 。 2 等 电位作业研 究及实践 2 1 设 备缺 陷情况 及相 关参 数 在 1 0 0 0 k v南 荆 i线 的巡视 中 ， 发 现 5 5 1号 5 5 2号左 相 第 2个 间隔棒 出现 掉爪 缺 陷 。5 5 1号 5 5 2号档距为 3 7 6 m， 两基杆塔型号分别为 z mq1 5 1 直线猫头塔、 j t p 1 3 9耐张转角塔 ， 三相导线型 号 分别 为 8分 裂 l g j 一5 0 0 3 5钢 芯铝 绞线 ， 分 裂 间 距 4 0 0 mm， 导线间隔棒型号为 f j z一8 4 0 5 0 0铝合 金方框型阻尼问隔棒 ， 5 5 1号杆塔绝缘子型号为两 边相 串 f x b w 一 3 0 0 1 0 0 0复 合 绝 缘 子 ， 中 相 v 串 f xb w -3 0 0 1 0 0 0复合 绝缘子 ， 长度 9 7 5 0 mm。 5 5 1 号杆塔结构参数见图 1 。 vo 1 33 ad d dc c 20 09 湖 北 电 力 箜 鲞 擅型 2 0 0 9 年1 2 月 导 线 图 1 z mq1型直线猫头塔结构 图 2 2特 高压带 电作 业相 关理 论研 究 2 2 1 最小作 业安 全距 离 计 算 分 析 表 明 ， 特 高 压 交 流试 验 示 范工 程 线 路 在 带 电作业 时 的最大 操作 过 电压 水平 为 1 7 2 p u ， 相地操 作过 电压 波前 时 间 3 0 0 0 s 。据 此 ， 并 结 合 1 ： 1 模 拟 真型塔 上 典型带 电作业 位 置 的操 作 冲 击放 电试验 ， 通过 危 险率 的计算 分析 ， 得到 考虑 人体 活动 范 围( 0 5 m) 的带 电作 业 时 的最 小 安全 距 离 和 组合 间隙 ( 见 表 1 ) 。 表 1 最小安全距 离和组合 间隙 2 2 2 最 小绝缘有 效 长度 根 据绝 缘工 具 不 同工 况下 的操作 冲击 放 电试 验 结 果 ， 得 到无 分 闸 电阻 ， 海 拔 0 i t i 时 特 高 压 带 电作 业 绝缘工 具 的最小 有 效绝缘 长度 见表 2 表 2绝缘工具最小有效绝缘长度 2 3进 入等 电位 方式 分析 通过 以上特高压带 电作业相关理论分析计算， 可知确保作业安全 的重点为： 必须满足最小安全距 离、 最小组合间隙、 绝缘工具最小有效绝缘长度及可 靠的人体安全防护措施。根据 以上要求并结合此次 带 电作 业 的杆塔 结 构 型式 ， 此 次作 业 采 用 绝 缘 绳 滑 轮 组悬 挂 吊篮 ， 作 业 人员 乘 坐 吊蓝沿 轨 道 进 入 1 0 0 0 k v等电位导线 ， 作业 中使用 的工器具及作业人员 ， 由地 电位 进 入 等 电位 过 程 中 在 任 何 位 置 均 满 足 表 1 、 表 2安全 距 离要 求 。此 次 等 电位 作 业 ， 按 照 以上 方 式操 作进 行 ， 获得 了圆满 成功 ， 为今 后特 高压 等 电 位 作业 积 累 了经验 和感 性认 识 。 2 4 1 o 0 0 k v带 电作业 安 全防护 2 4 1绝缘 工 器具 电气试 验 本次作业所使用的绝缘工器具 ， 均于 2 0 0 9年 1 月 在 国 网武 汉 高压研 究 院进 行 了工频 耐压 试验及 冲 击 耐压 试验 。工频 耐 压 试 验 方 式 为 ： 对 整根 试 品 进 行 耐 受 电 压 1 2 7 0 k v( 最 大 工 频 过 电 压 ) ， 耐 压 5 mi n ， 电极 间绝 缘长 度 为 6 2 m， 未 出现 击穿 、 闪络 及 过 热情 况 。 冲击 耐 压 试 验 为 ： 对 整 根 试 品进 行 耐 受 电压 1 8 6 5 k v( 最 大 操 作 过 电压 ) ， 耐压 1 5次 ， 电极 间绝缘 长度 为 6 2 m， 未 出现 击穿 、 闪络 情况 。所 有 绝 缘工 器具 均通 过 试 验 要 求 ， 确 保 了 此 次作 业 的安 全 可靠 。 2 4 2屏 蔽 服 研 制 及 防 护 效 果 经 过 2 o多年 的研 究 和实 践 ， 目前 对 5 0 0 k v线 路 带 电作业 人员 的安 全 防护 已趋 于完善 并 已具 有 丰 富的经验 。1 0 0 0 k v 在我 国是一个新的电压等级 ， 电压更高、 空间场强更强 ， 作业人员的体表场强也会 相应 增 高 ， 与 5 0 0 k v 安 全 防护 有 所 不 同 ， 对 1 0 0 0 k v 线 路带 电作 业安 全 防护 还没 现 场相 关 经验 ， 1 0 0 0 k v特 高压 交 流输 电线 路 导 线 周 围 空 间 电场 强是 影 响带 电作 业人 员安 全 的主要 因素之一 。故 在特 高压 线路带 电作业 中 ， 防 护 强 电 场对 人 体 的危 害是 极 其 重要 的 ， 这 就要 求屏 蔽 服 的屏蔽 效率 高 。同时 ， 带 电 作 业人 员 在进行 电位 转 移 时会 产 生 火 花放 电现 象 ， 故脉冲电流对人体的影响也需加以防护。 此 次 带 电作 业 中 ， 等 电位 作 业人 员 穿 着湖 北 超 高 压输 变 电 公 司 与 专 业 厂 家 共 同 研 制 的 1 0 0 0 k v 专 用屏 蔽 服 。屏 蔽 服穿戴 及 防 护 效果 见 图 2 。其 与 5 0 0 k v 带 电作业 用 屏 蔽 服 保 护 人 体 的机 理 是相 同 的， 二者的区别是前后使用 电压等级更高， 电场强度 更 强 。 为 了 使 1 0 0 0 k v带 电 作 业 人 员 体 表 场 强 低 图 2 特 高压专 用屏蔽服防护效果 图 6 5 箜 鲞 型 2 0 0 9年 l 2 月 湖 北 电 力 v o 1 3 3 a d d de c 2 0 09 于 限定 值 ( 2 4 0 k v m) ， 防止 发生 使人体 不适 的异常 感觉 和有害 的生 理 影 响 ， 采 用 衣 料屏 蔽 效 率不 小 于 6 o d b的布 料制 成 ( 5 0 0 k v 屏 蔽 服 屏蔽 效 率 不小 于 4 0 d b ) ， 为 了减少 裸露 面 积 ， 1 0 0 0 k v 专 用屏 蔽 服采 用帽子、 上衣、 裤子联成一体 的样式 ， 并采用了导电 材料 和 阻燃 纤维 编 织 而 成 的 网状 屏 蔽 面 罩 ， 且 面罩 的屏 蔽效 率 不 小 于 2 0 d b。5 0 0 k v 屏 蔽 服 是 分 体 式 ， 无面罩 ， 这也 是 与 5 0 0 k v屏 蔽服 的不 同之处 。 其次 ， 1 0 0 0 k v 带 电作 业 人 员 在进 行 电位转 移 时 ， 使用 了 电位 转 移棒 以减 小 电位 转移 时 的脉 冲 电 流 ， 并避免了电火花直接灼烧屏蔽服 ， 本次试用的电 位 转移棒 效果 很 好 。此 次 等 电位带 电作 业 ， 手 持 电 位 转移棒 进入 等 电位 时 可 见 明 显 电弧 ， 据 等 电位作 业 人员介 绍 ， 在 线 上 行走 和停 留作 业 时工 频 电磁 噪 声 较 5 0 0 k v 线路 电磁 噪声 大 得 多 。地 面也 可 观察 到 作 业 人 员 、 工 器 具 进 出 1 0 0 0 k v等 电位 时 ， 瞬 间 放 电声音 明显 大 于 5 0 0 k v 线 路 放 电声 音 。作业 人 员 穿着 1 0 0 0 k v 专用 屏 蔽 服 ， 从 杆 塔地 电位进 入 等 电位过 程中 ， 身体 各部 位 并没 感 觉 到 明显 不适 ， 实 践 证 明 1 0 0 0 k v 专用屏蔽 服的防护效果 是可靠适用 的。 3其它 进 电位 方 式 探 讨 3 1 直 线塔 中相 v 串进 电位方 式 经过 对特 高 压 直 线 塔 塔 头 型 式 及 中相 v 串 的 特殊结构 进行 分析 ， 我 们认 为可 以同样 采 用 绝 缘绳 滑轮组悬挂 吊篮 ， 作 业人 员乘 坐 吊篮沿轨 道进入 1 0 0 0 k v 等 电 位 中 相 导 线 ， 具 体 作 业 方 式 见 图 3 。 从 图 中可知 ， 作 业 中使用 的工器具 及作业 人员 ， 由地 电位 进人 等 电位 过 程 中在任何 位 置均满 足表 1 、 表 2 安全 距离要 求 。 3 2耐 张塔横 串进 电位 方 式 经 过 对 特 高 压 耐 张 塔