特高壓直流接地極架空線路帶電作業技術與工器具創新及應用

陶留海　李應文　李忠民　張建輝

摘 要：本文結合我國首次特高壓直流接地極架空線路帶電作業科研成果，簡要介紹了我國特高壓直流接地極架空線路帶電作業關鍵技術和安全防護技術，作業方法研究、工器具研制和現場應用情況，研究結果可供其他±800kV直流接地極線路帶電作業參考。

關鍵詞：特高壓；直流接地極架空線路；帶電作業技術；工器具；創新應用

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A

0.前言

接地極線路是直流輸電系統的重要組成部分，是連接換流站中性母線與接地極導流系統的架空線路，具有電流大、電壓低等特點，每條直流輸電線路兩端都連接著接地極架空線路，如果接地極線路出現故障，將直接影響特高壓直流輸電線路的安全運行。2015年7月，±800kV賓金直流接地極線路絕緣子串招弧角閃絡，導致絕緣子擊穿且掉線，引起±800kV賓金特高壓線路停運。目前，直流輸電帶電作業主要集中在直流高壓線路上，因接地極架空線路全停檢修概率低，帶電作業開展消缺工作尤為重要。目前，國內外對±500kV、±660kV、±800kV直流線路帶電作業開展過相關研究，但對于接地極架空線路帶電作業的帶電作業安全距離、作業工法及防護措施等關鍵技術尚未開展過研究。

1.問題現狀

接地極架空線路帶電作業主要面臨的問題：運行方式多、電磁耦合復雜，電壓電流隨時依據運行方式變化，帶電作業安全距離一直未給出明確的規定；線路空間電場強度的分布狀況不清，電場對人體防護技術不明確；各種運行方式下，高溫導線對帶電作業人員和工器具的影響缺乏經驗，目前國內外缺乏成熟適用的技術和工器具，創新難度大。針對上述難題，本成果系統攻克了特高壓直流接地極架空線路帶電作業關鍵技術和安全防護技術，并進行了作業方法研究、工器具研制和現場應用。

2.成果原理

2.1攻克了特高壓直流接地極架空線路帶電作業關鍵技術。通過對±800kV天中線特高壓直流接地極架空線路的仿真計算，確定了帶電作業所需的最小安全距離、最小有效絕緣長度等關鍵數據。

（1）根據各典型工況的帶電作業間隙的放電特性研究成果，經過試驗和計算得到了對應的安全距離，接地極線路帶電作業安全距離為0.65m。

（2）基于絕緣工具的直流閃絡試驗獲得的放電特性，通過絕緣配合慣用法計算得到了接地極線路絕緣操作桿的最小有效絕緣長度為1.3m，絕緣承力工具、絕緣繩索的最小有效絕緣長度為1.0m。

2.2攻克了接地極架空線路帶電作業安全防護技術。研究了等電位作業時的帶電體周圍電場強度和接地極線路單極運行時高溫導線對帶電作業的影響，提出了帶電作業時的電場和隔熱等安全防護措施。

2.3提出了接地極架空輸電線路帶電作業系列新工法并研制了配套工具。提出了絕緣操作桿法、擴大間隙法等新工法，配套研制了耐熱型絕緣工具、絕緣子卡具等工器具，編制了22類作業指導書并頒布實施。

3.成果實施效果

該技術成果對于接地極架空線路帶電消除缺陷效果特別顯著，所取得的經濟效益、社會效益十分突出， 研發的接地極架空帶電作業新工法、新工具大幅度降低作業人員安全風險和勞動強度，安全效益顯著提升。研發的系列工器具突破了技術瓶頸，有利于接地極架空帶電作業的推廣應用。發明了接地極線路帶電作業耐高溫硬質及軟質絕緣工器具、隔熱屏蔽服等工具，這些工器具能夠滿足接地極線路高溫條件下導線的作業需求。本成果填補了我國特高壓直流接地極架空線路帶電作業的技術空白，進一步促進了直流線路的帶電作業技術的發展，對特高壓電網的安全可靠運行具有非常重要的意義。

4.成果推廣前景

（1）攻克了特高壓直流接地極架空線路帶電作業關鍵技術難題，在國內外首次確定帶電作業安全距離、有效絕緣長度等關鍵數據。

（2）攻克了接地極架空線路帶電作業安全防護技術，首創確認單極運行高溫導線等特殊條件下應采取的安全防護措施。

（3）提出了接地極架空線路帶電作業系列新工法，發明了接地極架空線路帶電作業耐高溫絕緣工器具和系列工器具，并首次成功應用于生產實際，填補了我國特高壓直流接地極架空線路帶電作業的技術空白。

（4）接地極架空輸電線路帶電作業項目的成功實施，證實了本成果的科學性和可行性，為在全國范圍內開展此類型工作提供了成功經驗。隨著全球能源互聯網的建設和一帶一路建設的實施，特高壓直流輸電線路得到快速發展，在保證特高壓直流系統運行安全方面，該技術成果在電力行業具有普遍的推廣價值。

參考文獻

[1]胡毅，劉凱，彭勇，等.帶電作業關鍵技術研究進展與趨[J].高電壓技術，2014，40（7）：1921-1931.

[2]陳秀娟，張翠霞，時衛東，等.±800 kV特高壓直流輸電線路絕緣配合的差異化[J].高電壓技術，2015，41（5）：1726-1731.

[3]胡毅，劉凱，劉挺，等.超/特高壓交直流輸電線路帶電作業[J].高電壓技術，2012，38（8）：1808-1819.