±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業電位轉移分析

摘要：±800kV特高壓直流輸電線路具有海拔較高、場強極大、電壓極高的特點，為了保證特高壓直流輸電線路的帶電作業的順利開展，必須對直流輸電線路進行相關的帶電作業關鍵技術的分析，通過對其進行試驗，采用了合成場強儀來對典型位置的作業人員合成場進行了測量，取得了良好的運行效果。

關鍵詞：特高壓；直流輸電線路；帶電作業；電位轉移；合成場強儀 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM726 文章編號：1009-2374（2016）23-0138-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.068

隨著目前我國經濟不斷的提高，人們對電力的需求也日益增長，而采用±800kV特高壓直流輸電方式可提高線路走廊的單位面積的輸送容量，減少了線路走廊及綜合造價的需求。±800kV特高壓直流輸電線路是一種新型電壓等級的輸電線路，其導線的布置、絕緣子的配置以及桿塔的結構都是具有比較新型的特點的，而這些新型特點的問題就會給線路的運行維護及帶電作業上帶來了極大的困難，運維部門需要針對±800kV特高壓直流的輸電線路相關的塔型及結構特點，對±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業的最小安全距離和帶電組合的間隙進行分析，并且為線路桿塔的設計技術提供了相應的參數以及直流輸電線路建成以后帶電作業的技術方面的相關依據，通過理論分析和現場測量±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業的空間離子流、合場及電位轉移的脈沖電流，并以此為基礎分析建立了±800kV特高壓的直流輸電線路關于帶電作業的安全與防護的措施。

1 帶電作業中對過電壓的操作

根據電力行業安全工作規程的規定，在雷、霧、雨天是不能進行任何形式的帶電作業的，所以直流輸電線路的帶電作業僅僅需要考慮的是對過電壓的操作，在直流的輸電線路的帶電作業及工作時有可能會發生操作過電壓的情況主要是因為直流線路的導線對地發生短路或者是因為由于逆變站的負荷的原因引起的過電壓，這其中直流線路的導線對地所產生的線路過電壓較為嚴重，所以對±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業所產生過電壓的操作狀況，其主要需要考慮的是在單極情況下發生線路接地故障情況后在另一極的線路上所產生的操作過電壓。±800kV特高壓直流的輸電線路的最大的過電壓水平實際上主要取決于單極發生線路接地故障時，在另外一個電極上發生的過電壓，而直流線路的單極接地在另外一個電極上所感應到產生的短尾操作的關于過電壓的沿線分布及大小，和直流線路帶電作業的電容量、桿塔的接地電阻、故障的位置都有著密切的聯系，計算±800kV特高壓直流的輸電線路的結果顯示，此直流輸電線路的最大過電壓的基準值只有800kV，最大的過電壓發生的地方是在直流輸電線路的中性點的位置，若離此位置過電壓的水平會有所下降且幅度頗大，為了保證直流輸電線路的帶電作業可以安全進行，要對±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業進行的過電壓基準值進行明確的規定。

2 對±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業的相關試驗布置和工作狀況確定

相關部門在對±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業的安全間隙進行研究時，必須要考慮的就是直流工作的電壓及內過電壓結合在一起的共同作用，而在系統工作的過程中出現對過電壓進行操作時，帶電作業的間隙電壓是直流線路電壓以及操作過電壓直接的結合體。對于±800kV特高壓直流輸電線路試驗設計的是典型的鐵塔結構的特點，其進行了分別選取不同方式進入等同電位的通道及典型的作業位置對安全的距離與直流輸電線路組合之間的間隙的試驗，對于以上情況必須予以明確確定。

3 直流輸電線路的帶電作業的安全距離

進行±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業過程中，各種情況下有可能出現的直流輸電線路的帶電作業的安全距離包含了電位作業的工作人員對上方的橫擔、側面的塔身結構及導線側面的塔身電位的作業人員和處于等電位的帶電作業的安全距離，其主要需要考慮的是上方的橫擔及側面的塔身這兩種最為典型和基本的工況，直流輸電線路的帶電作業的安全距離的要求對于±800kV特高壓直流輸電線路的帶電作業電位的轉移有著巨大的作用，所以相關部門要加強對于帶電作業的安全距離的明確和管理。

4 帶電作業中的組合間隙

帶電作業是指在高壓電工設備上不停電進行檢修、測試的一種作業方法。電氣設備在長期運行中需要經常測試、檢查和維修。帶電作業是避免檢修停電，保證正常供電的有效措施。帶電作業的內容可分為帶電測試、帶電檢查和帶電維修等方面。帶電作業的對象包括發電廠和變電所電氣設備、架空輸電線路、配電線路和配電設備。帶電作業的主要項目有帶電更換線路桿塔絕緣子、清掃和更換絕緣子、水沖洗絕緣子、壓接修補導線和架空地線、檢測不良絕緣子、測試更換隔離開關和避雷器、測試變壓器溫升及介質損耗值。帶電作業根據人體與帶電體之間的關系可分為三類：等電位作業、地電位作業和中間電位作業。而作業組合中帶電間隙的試驗是對于其經過的位置與通道所放的特性來進行試驗的，并且經過審查此通道是否安全可以判斷工作人員在工作時是否安全。帶電作業可以通過許多不同的位置來進行等電位的轉移，例如可以在地面、高塔的周圍。但是由于±800kV具有很高的電壓值，而且桿塔高度較高，所以如果想將其從地面連接轉移等電位相對而言是非常困難的，但是可以按照不同的桿塔結構在桿塔周圍進行帶電作業設置。例如，在桿塔周圍可以增添吊籃或者吊椅這樣的輔助工具來輔助開展帶電作業。而且吊籃或者吊椅在加入到等電位的過程中，它們的運行方式都是基本保持一致的，這樣的方法被稱作塔上吊籃的方法。此次試驗就是對于通過使用塔上吊籃的這個方法進行研究的，通過將其導入到桿塔周圍進行轉移等電位。對于此次試驗的研究院通過研究發現，對于一個不定組合的間隙而言，在工作人員的身體遠離具有高電壓的導線時，此組合的間隙將會擁有最低的電壓放出。

5 帶電作業的安全保護

如果想確保±800kV直流輸電線路在帶電作業時正常運行，前提需要做很多準備，需要針對工作人員要面對的合成場強、空間的離子流動以及轉移電位的脈沖電流類似的危險源進行深入的探究，并且確立工作人員在帶電作業時所需要的屏蔽服、手套、絕緣鞋等安全防護用具，以此提高工作人員以及設備的安全性，最大程度提高工作效率。

如果想要準確科學地測量工作人員工作場所的場強，這就需要應用合成場強儀來作為測量時的重要工具。合成場強儀是國家電網研究院發明的一種測量合成場的儀器，場強儀顧名思義是測量場強的儀器。場強儀的量值是應用每米微伏來作為單位，它里面有一個長度單位為米。從原理上來說，電平表又被稱作電壓表，其量度的電壓值是在儀表的輸入端口，而場強儀所量度的電壓也可以被稱作為電勢，其是天線在空中某一點感應的電壓。嚴格來說，場強儀是由電平表和天線組成。就場強儀來說，它與天線關系非常密切，如果要求一定的測量精度，那么從公式就可知，它直接與天線增益有關，再則是天線的工作頻率范圍有關，這是最起碼的要求，因此不能說隨便找一根天線接在電平表上就行了。

故在實踐中，這種天線稱之為測試天線，它有嚴格技術指標，如頻率范圍、天線增益以及阻抗、駐波比、前后比等。為適應它的頻率范圍，形狀大有區別，有鞭壯天線、半波振子天線、對數周期天線、環行天線等。要求高的測試天線，價格也相當高，如日本安立的測試天線大概是主機的四分之一。本次試驗是應用了有限元的方法，利用此類方法可以很好地將具有高電壓的直線電流計算出來，此次試驗所需準備的道具有兩個：第一個是模擬的人形；第二個是實際的工作人員。本實驗將通過計算模擬的人形以及實際的工作人員在進行轉移等電位時所制造出的電流轉移，來進行采集數據，本次試驗總共測量了八次，七次是測量模擬的人形制造出的電流轉移，而對于實際的工作人員測量只有一次。在測量的過程當中，無論是測量模擬的人形還是測量實際的工作人員都是需要應用塔上吊籃的方法將線路進入到等電位當中。這些都需要應用轉移電位棒來將轉移電位安全的進行。模擬人形在帶電作業時對于轉移電位的電流測驗過程有以下三點：第一，將模擬的人形固定在吊籃的上面，并且將具有測量功能的轉移電位棒放在模擬的人形手部并且加以固定；第二，將具有光纖采集的系統放置在吊籃的后方，在地面的工作人員應當緩慢地移動吊籃，讓吊籃平緩的接近具有高電壓的導線，當吊籃與導線的距離達到半米時，控制模擬的人形，讓其手中的轉移電位棒逐漸的靠近導線，當轉移電位棒接觸到高壓導線時，地面的工作人員就開始測量模擬人形在逐漸靠近高壓導線時所產生的轉移電位的電流并且進行有效的記錄，而且各個工廠也同時應該確立一個帶電作業時安全的保護措施；第三，在帶電作業的過程中，地面的電位工作人員的儀表長槍應該要遠遠小于人體的感知程度，不需要任何防護，在導線進入大地的過程中以及相等電位的場強都已經大于電場的感知程度，所以應當積極地進行保護。

6 結語

對于±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業電位的轉移需要注意的是特高壓直流輸電線路帶電作業采用直流合成場屏蔽的效率大于60分貝，就會對于離子流產生極好的攔截作用，可以有效地對電位轉移時形成的脈沖電流進行有效的防護，可以對帶電作業的人員進行有效的保護。這樣不僅可以提高帶電作業時的工作效率，并且工廠應當確立在帶電工作時，地面工作人員的安全防護措施，以便于保證工作人員在±800kV的特高壓直流輸電線路帶電作業時的安全。

參考文獻

[1] 肖勇，樊靈孟.云廣±800kV特高壓直流線路帶電作業分析[J].高電壓技術，2010，（9）.

[2] 張文亮，于永清，李光范.特高壓直流技術研究[J].中國電機工程學報，2010，（22）.

作者簡介：王安軍（1988-），男，吉林吉林人，南方電網超高壓輸電公司昆明局助理工程師，研究方向：輸電線路。

（責任編輯：小 燕）