1 000 kV河泉線輸電線路帶電作業安全防護研究

李 敏，畢 斌，王大鵬,王馨尉

（1.國網山東省電力公司檢修公司，濟南 250118；2.華北電力大學電氣與電子工程學院，北京 102206）

1 000 kV河泉線輸電線路帶電作業安全防護研究

李 敏1，畢 斌1，王大鵬1,王馨尉2

（1.國網山東省電力公司檢修公司，濟南 250118；2.華北電力大學電氣與電子工程學院，北京 102206）

隨著特高壓輸電網建設速度加快，1 000 kV交流特高壓輸電線路逐步成為跨區電網主要能源通道，為提高其供電可靠性，減少臨停次數，特高壓輸電線路帶電檢修至關重要。1 000 kV交流特高壓輸電線路電壓等級高、電場強度大、桿塔高大，增加了帶電檢修的難度。通過分析1 000 kV河泉線進電場方式，校核帶電作業安全距離，闡述了屏蔽服和電位轉移棒的重要性，達到特高壓帶電作業安全防護的目標。

交流輸電線路；特高壓；帶電作業；安全防護

0 引言

隨著電網的快速發展，特高壓輸電線路大幅擴建，電網運行中難免會出現線路改造、故障檢修等問題，帶電作業是1 000 kV特高壓交流輸電線路重要的檢修維護手段，對提高特高壓線路供電可靠性有重要意義。安全距離和組合間隙是作業人員在帶電作業時必須考慮的因素，必須使用滿足最小有效絕緣長度規定要求的絕緣工具，并采取合理的安全防護措施。

目前，500 kV輸電線路帶電作業技術和安全防護措施已經相當成熟，而1 000 kV交流特高壓是近幾年才發展的新的電壓等級，電壓更高、空間場強更強，作業人員電磁場中安全因素更加復雜，一旦操作不當或安全防護措施沒有做到位則會危及人身安全，為了維護特高壓輸電線路的安全性和穩定性，避免帶電作業時安全隱患的發生，研究特高壓帶電作業的安全防護措施十分必要。

1 交流特高壓帶電檢修

隨著特高壓電網對供電可靠性要求的提高，帶電作業成為一個集技術研究和現場實踐于一體的綜合性專業。在500 kV電壓等級作業成熟的經驗技術基礎上，交流 1 000 kV輸電線路已在部分線路上開展試驗和實踐，分析特高壓電磁場環境，研制出屏蔽服和電位轉移棒等安全防護措施，研制出各種帶電作業項目的配套工器具，并投入生產實際中。

目前，已經有部分單位對交流特高壓帶電作業技術展開試驗和應用。湖北省電力公司已開展1 000 kV交流特高壓線路帶電走線檢查導線，帶電更換間隔棒、金具等作業項目，嘗試利用直升機作為平臺，進行帶電作業方式的最小安全間隙試驗、等電位試驗測試等工作。隨著全國多條特高壓線路陸續投入運行，交流特高壓帶電作業已不再神秘，帶電檢修將作為一種常態化的方式不斷創新和實踐。

2 交流特高壓帶電作業人體影響

2.1 電流影響

等電位脈沖電流。作業人員在由地電位通過絕緣繩從空中緩慢轉移到1 000 kV導線過程中，人體的電荷發生變化，人體與高壓導線的存在電位差，在接觸導線前的一瞬間，較高的電壓差擊穿空氣間隙形成放電電弧，伴隨著正、負極性的脈沖電流反復在人體和導線間存在。這對作業人員存在較大威脅。為避免人體與導線間反復放電拉弧，作業人員應快速、穩定的利用電位轉移棒接觸導線，且與導線保持0.5 m的距離，使脈沖電流對人體的影響最小。

絕緣工具的泄漏電流。地電位作業人員操作絕緣工具接觸帶電體，會有泄漏電流流經人體，泄漏電流與絕緣桿絕緣電阻有直接關系，因此，作業人員需在屏蔽服分流的保護下，確保絕緣桿的有效的絕緣長度和絕緣電阻。

2.2 電場影響

帶電作業人員從桿塔逐漸進入電場過程中，人體周圍的電磁環境不斷變化，體表場強也變化較大。作業人員攀爬桿塔到達鐵塔橫擔體表場強變化過程：從地面沿桿塔攀爬時，體表場強不斷增大，離帶電導線越近，場強越大。作業人員沿絕緣子接近帶電體或采用吊籃緩慢進入電場過程，體表場強隨著人體與帶電體距離接近而增大。接觸帶電導線的瞬間到達最大值。

等電位作業時人體穿著全套屏蔽服在等電位時，頭部和手的場強達到1 900～2 400 kV／m，人體處在分裂導線內的部分場強則較小，平均達300～400 kV／m。均遠遠大于人體的感知水平。試驗結果表明，離開分裂導線截面越遠，場強越大。因此導線上的等電位作業人員的手和面部所處的電場強度較大，作業人員應盡量控制動作幅度不宜過大。

3 交流特高壓等電位作業方法及安全分析

3.1 特高壓三種等電位進入方式

“吊籃法”進電場?！暗趸@法”進電場通常由1根絕緣吊拉繩和1個絕緣滑車組控制，絕緣吊拉繩固定在絕緣子串掛點的橫擔處，絕緣吊拉繩的長度應經過準確的計算或實際測量，保證等電位電工能順利進入導線，如圖1所示。作業時絕緣滑車組由地面電工負責控制，等電位電工在吊籃上坐穩并綁好安全帶后，進行沖擊試驗，絕緣子滑車組再緩慢松出，等電位電工沿絕緣吊拉繩擺動的軌跡進入等電位。此方法要充分考慮等電位過程中的組合間隙滿足規程要求。

圖1 “吊籃法”進電場

“軟梯法”進入耐張塔強電場。絕緣軟梯法進電場是以導、地線為懸掛點，等電位作業前在導、地線上先行掛設軟梯，掛梯同時考慮作業過程中導線、地線增加集中荷載后，對導線、地面及交叉跨越物的安全距離是否滿足要求。作業人員從地面攀爬軟梯進入電場。此方法進入電場過程中不需帶電作業時的最小安全距離和組合間隙，如圖2所示。

圖2 “軟梯法”進入電場

沿耐張串“跨二短三法”進電場?！翱缍倘狈ㄟM入電場通常超高壓電壓等級帶電作業人員沿絕緣子片進入等電位過程，為了避免人體短接電氣距離過大從而保證組合間隙，要求作業人員最多短接3片絕緣子。作業時等電位電工身體與絕緣子串垂直，腳踩其中一串絕緣子手扶另一串絕緣子，手腳在絕緣子串上的位置必須保持對應一致，如圖3所示，短接的絕緣子一般不超過3片，當扣除被短接片數后良好絕緣子片數能滿足規定時，短接片數可適當增加。

3.2 河泉線桿塔帶電作業安全距離

1 000 kV河泉Ⅰ、Ⅱ線是同塔共架雙回線路，如圖4所示，通過對其典型的直線塔和耐張塔桿塔結構進行研究，驗證帶電作業時的安全距離和組合間隙。保證檢修時作業人員人身安全和設備安全。

圖4 河泉線典型直線塔和耐張塔

利用投運前和線路停電機會開展帶電作業演練，對典型直線塔采用“吊籃法”進電場，作業人員在吊籃中從橫擔經過絕緣傳遞繩緩慢進入導線，由SZ30103型桿塔結構可知，懸垂絕緣子串結構高度9 m，導線距離桿塔水平距離為11.4 m，作業人員在吊籃內沿拋物線軌跡進入電場，校核進入過程中組合間隙是否符合要求。根據交流特高壓帶電作業現場試驗結果，參考特高壓帶電作業組合間隙放電曲線，可以得到相應操作的危險率。校核結果如表1所示。

表1 直線塔組合間隙校核

由表1可看出，這種作業方式危險率小于，滿足帶電作業的安全性要求，以此類推，其他塔型也符合帶電作業安全距離要求。

同理，SDJ30103型耐張塔沿絕緣子串進電場過程，等電位作業組合間隙校核。1 000 kV河泉Ⅰ、Ⅱ線耐張絕緣子片數為48片和57片，絕緣子串長約10.7 m，考慮人體短接距離0.5 m，根據沖擊放電試驗，校核結果如表2所示。

表3 1 000 kV帶電作業屏蔽服衣料和成品性能試驗

表2 耐張塔組合間隙校核

由表2可知，危險率小于10-5，SDJ30103型耐張塔沿絕緣子進電場符合帶電作業組合間隙的要求。

4 交流特高壓帶電作業安全防護措施

4.1 屏蔽服和屏蔽要求

屏蔽服是帶電作業安全防護的第一大 “法寶”，全套屏蔽服包括帽子、面罩、衣服、襪子和導電鞋，各部位用導電良好的金屬接頭連接可靠。1 000 kV交流特高壓帶電作業人員必須穿著全套屏蔽服，等電位人員必須戴好面罩。屏蔽服起到均流、分壓和屏蔽電磁場的作用，避免等電位瞬間脈沖電流對人體的沖擊。

1 000 kV帶電作業屏蔽服衣料和成品性能試驗結果如表3所示。

特高壓輸電線路帶電作業使用屏蔽服的屏蔽效率必須大于60 dB，用滿足表3要求的材料制作。

等電位和中間電位作業人員登塔前需穿全套屏蔽服（包括連衣褲帽、面罩、手套、導電襪和導電鞋），認真按要求進行電阻檢測，符合要求后方可使用，屏蔽服裝內還應穿阻燃內衣。

等電位電工登塔前檢查屏蔽服連接情況，不準出現破損和孔洞，電阻值小于或等于20 Ω。作業人員進入電場和退出電場時需檢查各連接頭是否連接牢固可靠，在電場中時刻保持各部分連接可靠。

用絕緣傳遞繩索傳遞大件金屬物品（包括工具、材料）時，桿塔或地面上作業人員應將金屬物品接地后才能觸及。

4.2 電位轉移棒

電位轉移棒是1 000 kV交流特高壓帶電作業的第二大“法寶”，利用電位轉移棒接觸帶電體可以進行有效電位轉移，減少人體沖擊。

等電位試驗表明，等電位人員距接近導線至0.5 m時，頭部、腳尖就會與導線形成電弧，出現多個電弧通道，經仿真計算，1 000 kV特高壓線路作業人員距離帶電導線0.5 m進行電位轉移時，流過人體的最大瞬態能量可達0.96 J，采用電位轉移棒先接觸導線，可避免脈沖放電點在人體頭部發生。

特高壓電位轉移棒長度約0.6 m，由硬質絕緣棒、金屬觸頭和軟金屬引線組成，引線一端固定于觸頭上，另一端與屏蔽服或吊籃相連。使用時，等電位電工進入電場過程中手持電位轉移棒放于身前；等電位電工到達距離帶電導線0.5 m處向工作負責人申請電位轉移，得到工作負責人的許可后用電位轉移棒迅速、穩妥、準確的勾住離人體最近的一根子導線，完成電位轉移。

5 結語

1 000 kV交流特高壓帶電作業不是簡單的在500 kV輸電線路帶電作業的基礎上，加大絕緣繩索長度和絕緣工具的尺寸。試驗表明，特高壓帶電作業過程中，電磁場環境復雜，對人體的影響更大，進出電場危險性增加，安全防護的標準和要求更高更嚴。

作業前，需核算桿塔結構尺寸，選擇合適的絕緣繩索和絕緣工具，計算絕緣器具受力荷載，并在不帶電線路上模擬演練后方可進行。根據塔型和器具，選擇合適的等電位進出電場方式。制定相應的安全措施、技術措施和應急預案，作業過程中，嚴格執行監護制度，注意保持最小安全距離和組合間隙，作業人員與監護人員保持聯系暢通。

正確使用特高壓帶電作業屏蔽服和電位轉移棒，屏蔽服起到屏蔽電磁場、分流和均壓作用，作業過程中時刻保持各部分連接可靠，電位轉移棒是特高壓帶電作業減小等電位瞬間脈沖電流的有效手段。

［1］盧剛.±660 kV直流輸電線路帶電作業技術［M］.北京：中國電力出版社，2013.

［2］胡毅，王力農，邵瑰瑋，等.1 000 kV級交流輸電線路帶電作業的試驗研究［J］.電網技術，2007，31（6）：8-13.

［3］邵瑰瑋，胡毅，王力農，等.特高壓交流線路帶電作業安全防護用具與措施［J］.高電壓技術，2007，33（11）：46-50.

［4］舒印彪，胡毅，李雪.特高壓交流輸電線路的運行維護與帶電作業［J］.高電壓技術，2007，33（6）：1-5.

［5］石生智.交流特高壓輸電線路帶電作業工器具及作業方法研究［D］.保定：華北電力大學，2013.

Research on Safe Protection of Live Working for 1 000 kV Hequan Transmission Line

LI Min1，BI Bin1，WANG Dapeng1，WANG Xinwei2
（1.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250118，China；2.School of Electric and Electronic Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China）

With the rapid development of UHV transmission network，the 1 000 kV AC UHV transmission lines gradually become the main energy channel of the inter-regional power grid.In order to improve its power supply reliability，reduce the number of temporary power cut，the live maintenance is essential.The characteristics of high voltage level，large electric field strength and high tower height of 1 000 kV AC UHV transmission line increased the difficulty of its live maintenance.By analyzing the way of 1 000 kV Hequan line and checking the safety distance of live working，the importance of shielding clothing and potential transfer bar is elaborated to achieve the goal of safety protection for UHV live working.

AC transmission line；ultra high voltage；live working；safety protection

TM08

A

1007－9904（2017）02－0007－04

2016-10-25

李 敏（1987），男，從事輸電線路運行與檢修工作。