帶電作業關鍵技術研究進展與趨勢

范利江

摘 要：帶電作業是電網正常運行管理的重要組成部分，主要包括對電力網絡設備實施的檢測、維修、檢修及改造等工作內容，加強對帶電作業關鍵技術的研究，對優化電網運行具有關鍵性的作用。因此，本文具體分析了帶電作業關鍵技術的研究進展與趨勢，希望對同行業人員有所幫助。

關鍵詞：帶電作業；關鍵技術；研究；趨勢

中圖分類號： TM75 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）16-181-2

0 引言

近年來，我國工業化及城市化進程的加快，需要大容量、遠距離輸電工程日益增多，為了滿足其需要，我國超高壓、特高壓交直流輸電工程相繼建設和投運，對帶電作業關鍵技術要求也日益提高。本文以帶電作業關鍵技術為中心，對關鍵技術的研究進展進行了分析，并對其發展趨勢進行了深入的研究，以有效促進電力系統的穩定、有序運行，為我國社會經濟的發展提供有力的電力能源。

1 帶電作業關鍵技術研究進展

1.1 輸電線路帶電作業

1.1.1 關鍵技術參數

最小安全間距、最小組合間隙、絕緣工具最小有效絕緣長度等是輸電線路帶電作業的關鍵技術參數，其中最小安全間距主要是依據帶電作業的危險系數確定的，結合帶電作業過電壓水平和間隙試驗結果進行概率計算并且必須校正海拔，帶電作業的危險率必須<10-5。此外，還要綜合考慮線路桿塔結構、系統參數、實際作業位置、線路走廊海拔高度等多種因素來準確確定輸電線路帶電作業關鍵技術參數，獲取數據時還要利用準確的方法來試驗。

由于緊湊型輸電線路三相導線間無接地構件，塔頭尺寸緊湊，相間和相地距離較小，極大地限制了作業人員在等電位范圍內的進出。帶電作業人員最優的進出等電位路徑，也就是最佳的作業間隙需要綜合考慮帶電作業時的各種工況，并結合相導線之間的間隙放電特性，經過反復試驗，計算出作業人員周圍接地體及相導線的最小安全距離。此外，為了確保部分緊湊型線路帶電作業間隙不足的安全作業，應加裝保護間隙，保護間隙設計的原則要根據實際的線路要求，同時保護間隙的數值確定需要通過加裝保護間隙的絕緣配合實驗，進而制定滿足作業要求的加裝保護間隙安全作業方式。

1.1.2 帶電作業人員的安全防護措施

由于超高壓、特高壓輸電線路周圍具有較高的電場，帶電作業人員進出電場時會導致電場中的電位轉移，從而使作業人員體表的電場強度極大的增強。同時，電位轉移時容易出現電容放電脈沖電流與電弧，所以超高壓、特高壓的帶電作業有著更高的安全防護要求，以有效保障帶電作業人員的安全。目前，針對500kV超高壓帶電作業人員的安全防護研究主要是采用仿真計算與現場實測相結合的形式，經調查研究發現作業人員體表的電場強度隨著距離鐵塔越來越近而變得越來越強；作業人員的頭頂及指尖等尖端部位的電場強度較高；作業人員體表周圍場強達到最大值是在等電位進行作業時。此外，根據國內外實驗結果數據顯示，交流線路的可感知場強要高于直流線路，交流電流對人體的影響較大，因此，為保障帶電作業人員的安全，交流線路的安全防護標準可作為直流線路的參考。

1.1.3 帶電作業工具與設備的現場應用

500kV超高壓輸電線路具有電壓等級高、桿塔結構尺寸大、線路檔距大及導線分裂數多等特性，這些特性對帶電作業使用的工具與設備有著更高的技術要求。目前，我國已研制出滿足超高壓帶電作業最小有效絕緣長度及實際線路機械荷重要求的大噸位硬質、軟質絕緣提線工具，同時根據不同噸位及型式的絕緣子串型特點研制出型式眾多及結構優化的鈦合金卡具。另外，研制出有帶液壓傳動裝置的緊線工具，極大的降低了作業人員的勞動強度，提高了帶電作業的效率和質量。

1.2 配電線路帶電作業

電力系統通過配電線路實現對電力用戶輸送電能的目的，其是直接面向電力用戶的電力基礎設施。由于全國各地的各個行業和人們的日常生活都需要用到電力能源，因此配電線路具有覆蓋面廣、構建網絡復雜等特性。同時，根據各個區域的地理環境不同，配電線路的帶電作業條件不同。配電線路帶電作業主要的技術方法包括絕緣桿作業法、機械臂作業法、綜合不停電作業法等，應綜合考慮配電線路的具體情況采用適宜的帶電作業方法。

配電線路帶電作業是增強供電可靠性的主要途徑之一，主要包括帶電更換電力設備與元件以及修補各種破損的線路，例如更換絕緣子、熔斷器等；修補接引線、導線等，以提高電力設備及線路的使用效能，保障電力系統穩定、有序的供電服務。另外，我們還需要注意配電線路的帶電作業需要在配電設備密集的區域工作，狹小的空間間隙增加了作業人員同時觸及不同電位電力設施的概率。因此在配電線路帶電作業范圍內，作業人員進行直接作業或間接作業時必須穿戴絕緣防護用具，根據帶電作業時最大過電壓水平確定作業間隙及絕緣工具的絕緣水平，有效防止作業時擊穿與閃絡事故。

1.3 帶電作業標準體系和仿真培訓

帶電作業標準體系的分析與研究主要是針對超高壓線路帶電作業專項技能的培訓，包括超高壓帶電作業基礎理論知識、技術特征、安全操作規范及技術要求等理論知識的培訓，還有選擇典型作業項目，結合示范與訓練的方式有效提升作業人員的專業技能。

目前，帶電作業還開展了充分結合多媒體、虛擬現實技術與帶電作業技術的仿真培訓，采用以計算機技術為核心的虛擬現實技術生成逼真的三維環境，仿真真實的帶電作業環境，基于Quest3D虛擬現實開發平臺，利用3dsMax、photoshop和zbrush構建模型場景，利用mySQL數據庫存儲和管理數據，利用VC++6.0編程來實現場景的顯示、場景的漫游、培訓過程的演示，模擬操作典型的帶電作業項目，快速查詢帶電作業資料，并高效管理培訓工作。

2 帶電作業關鍵技術的發展趨勢及研究方向

2.1 帶電作業工具

帶電作業工器具的研究主要是集中在以下幾方面：①為了深化機械強度及絕緣性能，應深入開展高強度柔性絕緣材料的技術研究，研制軟質柔性絕緣吊拉工器具；②為了增強帶電作業現場環境下的絕緣性能，保障作業人員及運行設備的安全應加大耐候性能更強的現代化帶電作業軟、硬質絕緣材料的研究力度；③加快承載等電位電工進出高電位的輕型化、機械化裝置的研制；④結合超高壓線路長串絕緣子型式特點，加強機械化、智能化長串絕緣子檢測設備的研制。

2.2 配電網帶電作業

配電網帶電作業主要的研究方向主要有加強推廣和應用城市電網不停電作業法，主要有不停電作業項目的深入拓展；對不同工況下過電壓與過電流的分析與研究；深入研究標準化、便捷化的不停電作業工具與設備以及程序化的帶電作業步驟，提高不停電作業的效率和質量。

2.3 變電設備的帶電清洗研究

變電設備的帶電清洗作業要綜合分析變電站內絕緣設備的積污特點、參數特性，因此變電設備帶電清洗的深入研究包括高絕緣性能清洗材料、智能化與自動化帶電清洗裝置、系統性的安全技術操作規范等眾多方面，優化應用變電設備帶電清洗技術。

3 結束語

總之，電力系統的安全、有序運行離不開帶電作業，帶電作業關鍵技術的深入研究，對提高帶電作業水平具有重要的現實意義。因此，必須明確帶電作業的研究現狀及未來的研究方向，以便研制出符合我國社會與經濟發展需求的帶電作業方法、標準以及設備與工具，高效開展檢測電網設備、檢修、維護及改造等工作，更好的服務于中國夢的實現。

參 考 文 獻

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