配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)分析

李偉龍

國網(wǎng)延安供電公司，陜西 延安 716000

0 引言

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的終端，直接面向客戶，其運行狀態(tài)直接關(guān)系著用戶的用電質(zhì)量。近年來，為了滿足社會生產(chǎn)與生活的用電需求，配電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模逐漸擴大，相應(yīng)地，受到外部因素的干擾也更強，尤其是自然災(zāi)害頻發(fā)時，電網(wǎng)事故屢見不鮮。為了提高供電服務(wù)質(zhì)量，必須堅持不停電基本原則，在此基礎(chǔ)上選擇合適的技術(shù)手段完成配電網(wǎng)的檢修，發(fā)現(xiàn)并消除存在的各種問題隱患。

1 配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)的優(yōu)勢特點

電力作為重要的能源之一，對人們的生產(chǎn)與生活有著重要影響，為了減少停電事故的發(fā)生，需要積極采取措施進行檢修，排查電網(wǎng)內(nèi)存在的問題隱患，并及時處理，提高電網(wǎng)運行可靠性。配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的終端，直接與用戶連接，通過對其的不間斷供電檢修，可以為用戶提供更高質(zhì)量的供電服務(wù)。

相比其他技術(shù)方法，不間斷供電檢修技術(shù)的應(yīng)用可以帶電作業(yè)，不需要對電力設(shè)備進行停電處理，可減少電能損失，為電網(wǎng)供電的可靠性提供支持?，F(xiàn)在用戶對供電質(zhì)量有著更為嚴格的要求，一旦出現(xiàn)停電事故，很容易產(chǎn)生經(jīng)濟損失。不間斷供電檢修技術(shù)則完全避免了這一問題，在帶電作業(yè)的情況下，既可以消除系統(tǒng)缺陷，又可以維持正常供電[1]。隨著用電負荷的不斷增加，很多情況下為了解決用戶繼續(xù)用電的需求，導(dǎo)致網(wǎng)架施工混亂，交叉重疊，極大降低了線路的利用率，并且線路保護復(fù)雜，檢修難度也更大。現(xiàn)在有越來越多的電力企業(yè)加強了對不間斷供電檢修技術(shù)的研究，爭取在不斷積累經(jīng)驗的同時，探索新的作業(yè)方法，并持續(xù)改進，為電網(wǎng)的可靠運行提供更高保障。

2 配電網(wǎng)不間斷供電檢修作業(yè)現(xiàn)狀

目前，配電網(wǎng)帶電作業(yè)已經(jīng)成為線路檢修的重要方法之一，尤其是隨著技術(shù)水平的提升，帶電作業(yè)的效率及安全性得到了進一步提升。電力企業(yè)以向用戶提供高質(zhì)量供電服務(wù)為目的，就需要積極采取措施減少各種因素導(dǎo)致的停電事故，因此對其進行不間斷供電檢修更符合行業(yè)發(fā)展需求。帶電作業(yè)的研究與發(fā)展，對電網(wǎng)運行穩(wěn)定性及企業(yè)持續(xù)發(fā)展均有重要意義。

當前，配電網(wǎng)不間斷供電檢修的技術(shù)水平越來越高，特別是隨著自動化及智能化水平的不斷提高，可應(yīng)用專業(yè)機器人來代替人工完成危險的供電檢修作業(yè)，這樣既可以維持較高的檢修效率，又可以保證檢修的安全性。例如，作業(yè)人員利用高架車站在高空操作平臺內(nèi)，通過操作機械手臂來完成各項帶電作業(yè)，技術(shù)人員與帶電設(shè)備之間有著較大的安全距離[2]；或者技術(shù)人員直接站在地面，通過較長的帶臂機械手進行各項檢修作業(yè)，既降低了勞動強度，又達到了安全作業(yè)的目的。

從安全防護角度分析，絕緣防護技術(shù)是確保檢修人員安全的重要保障，帶電作業(yè)時必須穿著全身的絕緣服，并佩戴絕緣防護手套和絕緣鞋，才可以對帶電設(shè)備進行檢修。隨著專業(yè)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在絕緣工具已經(jīng)逐漸取代了以往的絕緣防護裝備，更進一步提高了檢修的安全性。但是絕緣工具的應(yīng)用也對檢修人員的技能水平有了更高的要求，需要其熟練掌握各工具的使用方法和操作技巧，只有這樣才可以安全、有效地完成配電網(wǎng)檢修作業(yè)。

城市配電網(wǎng)以10 kV中壓配電網(wǎng)為主，早期建設(shè)時多采用的是放射式、樹干式主輔相結(jié)合的方法進行配網(wǎng)架構(gòu)施工，存在非常明顯的缺陷。一旦線路設(shè)備發(fā)生故障，很容易導(dǎo)致大規(guī)模停電事故的發(fā)生，嚴重影響人們正常的生產(chǎn)與生活，對電網(wǎng)也會造成較大的損失[3]。現(xiàn)在人們對供電質(zhì)量有著更高的要求，城市配電網(wǎng)建設(shè)方式逐漸轉(zhuǎn)變成供電網(wǎng)絡(luò)模式，進一步提高了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，減少了因配電網(wǎng)故障導(dǎo)致的停電事故，縮短了停電時間。

3 配電網(wǎng)不間斷供電檢修技術(shù)的分類及作業(yè)原理

3.1 按檢修人員與帶電體位置分類

按照兩者是否有接觸，可將檢修作業(yè)分為直接作業(yè)法與間接作業(yè)法。在間接作業(yè)時，檢修人員需要通過絕緣工具來完成各項檢修內(nèi)容，其并未與帶電體直接接觸，而是保持著相對安全的距離，如圖1所示。較為常見的是佩戴絕緣手套，以起到安全防護的效果。直接作業(yè)法則是檢修人員與帶電體的距離非常小，兩者只是以絕緣防護用具隔離，安全性大大降低，如圖2所示。對配電網(wǎng)進行不間斷供電檢修，技術(shù)性非常強，可供活動的空間十分有限，作業(yè)時很容易會與帶電體產(chǎn)生觸碰，為了保證作業(yè)安全，務(wù)必穿戴防護用具，讓人體和帶電體之間產(chǎn)生電位差，提高安全性[4]。

圖1 間接作業(yè)

圖2 直接作業(yè)

3.2 按檢修人員人體電位分類

根據(jù)檢修人員人體電位的不同，可以將帶電作業(yè)可分為地電位工作法、中間電位工作法和等電位工作法三種。

（1）地電位工作法。即檢修人員站在大地上，利用絕緣工具進行帶電作業(yè)，此時人體與大地之間保持相同的電位。此過程符合電流回路基本原理，檢修時人員與帶電體之間存在相對安全的距離，無須擔心帶電體的電流對檢修人員產(chǎn)生傷害。分析計算流經(jīng)人體的電流，假設(shè)人體電阻為R′，絕緣工具電阻為R，人體與帶電體之間的容抗為XC，絕緣桿內(nèi)流經(jīng)的泄漏電流為IR，空氣間隔與人體間電容電流為IC，人體內(nèi)流經(jīng)的總電流為IR′。比較絕緣工具電阻值及空氣間隙容抗值與人體自身的電阻，可確定R′遠小于R，R′遠小于XC。由此可以確定，計算人體內(nèi)流經(jīng)總電流時，可以忽略人體自身電阻，根據(jù)戴維南定理可得，IR′為IR與IC的矢量和。

假設(shè)配電網(wǎng)線路為10 kV架空線路，計算泄漏電流時，按照一般絕緣工器具的電阻值，確定R=104 MΩ，則

當檢修人員處于帶電體外的安全距離時，假設(shè)電容數(shù)值為2.2 pF≤C≤4.4 pF，可得電容量最大電流。

計算可得IR′=IR+IC≈8.6 μA，遠小于30 mA，由此可以判斷不會對人體產(chǎn)生傷害。

（2）中間電位作業(yè)法。即檢修人員站在絕緣體上，利用絕緣工器具來對帶電體進行檢修操作。這種作業(yè)情況下計算流經(jīng)人體電流，可以假設(shè)人體電阻為R，絕緣工具電阻為R1，人體所在絕緣工器具電阻為R2，人體與帶電體之間的容抗為XC1，絕緣桿內(nèi)流經(jīng)的泄漏電流為IR，大地與人體間電容為XC2，人體內(nèi)流經(jīng)的總電流為I。比較所有絕緣性能，可確定R遠小于R1、R遠小于R2、R遠小于XC2，R遠小于XC2。

由此可以確定，計算人體內(nèi)流經(jīng)總電流時，可以忽略人體自身電阻，這樣在進行電流計算時，確定絕緣體電阻R1=R2=104 MΩ，電容數(shù)值為2.2 pF≤C≤4.4 pF，則

線路總阻抗Z=Z1+Z2。

經(jīng)過計算可以確定，10 kV架空線路中，I遠小于30 mA，由此可以判斷不會對人體產(chǎn)生傷害。

（3）等電位工作法。即檢修人員與帶電體處于同一電勢內(nèi)，兩者電位相同。此種作業(yè)方式下，人體與帶電體之間并未產(chǎn)生電流，因此可以忽略流經(jīng)人體內(nèi)部的電流，檢修操作具有較高的安全性。

3.3 按所用絕緣工器具分類

按照檢修時使用的絕緣工具可以將帶電作業(yè)分為桿上絕緣工具作業(yè)法與絕緣平臺作業(yè)法兩種。桿上絕緣工具作業(yè)法需要穿戴專業(yè)的絕緣手套和絕緣鞋等工具，并利用絕緣登桿到達待檢修的位置，然后通過專業(yè)的絕緣工器具進行帶電檢修操作[5]。此種方法對檢修人員的專業(yè)技能及絕緣工具性能有著十分嚴格的要求，但操作時不容易受到外界的干擾，確保作業(yè)規(guī)范，便可以避免安全事故的發(fā)生。絕緣平臺作業(yè)法應(yīng)用也比較廣泛，可根據(jù)實際需求選擇絕緣平臺的類型，包括絕緣操作臺、絕緣人字梯、絕緣獨角梯等，必要時還可以搭配絕緣斗臂車聯(lián)合作業(yè)。作業(yè)時，檢修人員先要進入絕緣平臺內(nèi)，通過絕緣操作桿與絕緣防護用具進行檢修作業(yè)，而絕緣斗臂車則能夠更大限度地提高絕緣防護效果，確保檢修人員的人身安全[6]。

4 配電網(wǎng)不間斷供電檢修注意事項

4.1 輸電線路不間斷供電檢修

（1）關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。輸電線路不間斷供電檢修中的各項重要參數(shù)包括最小安全距離、最小組合間隙、絕緣工具最小有效絕緣長度等。配電網(wǎng)線路中特、高壓線路具有桿塔高、尺寸大、走廊海拔高度跨度大等特點，在制訂檢修方案時，需要綜合各項要素進行全面分析，并提前試驗再確定參數(shù)數(shù)值。一般情況下，對于最大操作過電壓水平，可以采用理論計算的方式獲得，進行放電試驗后，再次計算前面所得參數(shù)，確定不間斷供電檢修存在的危險率。在此基礎(chǔ)上，聯(lián)合海拔校正，得到最終的各項技術(shù)參數(shù)[7]。其中，在對輸電線路進行最大操作電壓波形與幅值時，可以排除配電網(wǎng)線路及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩方面產(chǎn)生的影響，直接選擇應(yīng)用系統(tǒng)最大過電壓確定帶電作業(yè)方法。

（2）作業(yè)安全防護。配電網(wǎng)不間斷供電檢修存在較大的危險性，為了確保檢修人員的安全，必須按要求做好各項安全防護工作。輸電線路周圍存在場強，且超高壓、特高壓線路周圍場強更大，帶電作業(yè)的危險性也更高。帶電作業(yè)時，可以對超高壓線路周圍場強聯(lián)合應(yīng)用仿真技術(shù)與現(xiàn)場實測技術(shù)，總結(jié)人體由地電位進入等電位過程中人體場強變化的特點。①檢修人員與帶電體間距越小，人體表場強也就越大；②人體表面的場強并非均勻分布，以手尖、頭頂最強，胸部較弱；③等電位作業(yè)時，人體表場強達到最大值。人體皮膚可感知到的場強為240 kV/m，按要求，人體裸露部位的最大場強應(yīng)低于240 kV/m，且屏蔽服內(nèi)部的場強最大應(yīng)控制在15 kV/m以下[8]。因此，在進行輸電線路不間斷供電檢修作業(yè)時，檢修人員必須穿戴全套高壓屏蔽服與面罩，并且要使用電位轉(zhuǎn)移棒來進出等電位，整個過程必須快速、準確。另外，進行地電位作業(yè)的檢修人員同樣需要穿戴全套屏蔽服。

4.2 變電設(shè)備不間斷供電檢修

（1）不間斷供電檢修。針對變電設(shè)備的不間斷供電檢修，技術(shù)性更強，帶電作業(yè)的復(fù)雜程度更高，如更換斷路器、更換構(gòu)架、更換母線與跳線等為3級復(fù)雜性，更換導(dǎo)線、清洗接頭、安裝檢測裝置及發(fā)熱墊緊固等為2級復(fù)雜性。面對設(shè)備密集度高、間隙緊湊的變電設(shè)備，在進行不間斷供電檢修時，需要應(yīng)用絕緣升降平臺作業(yè)，并安排實踐經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員負責，保證操作的規(guī)范性與準確性。

（2）不間斷供電清洗。變電設(shè)備的運行條件比較復(fù)雜，且環(huán)境惡劣，設(shè)備運行狀態(tài)很容易受到外界因素的干擾，其中污閃是主要問題之一。為了提高設(shè)備運行穩(wěn)定性，減少污閃問題的發(fā)生，需要積極采取措施進行處理，如噴涂防污閃涂料、加裝增爬裙等。并且，還要注意清洗。為了保證帶電作業(yè)的安全性，最為常見的便是機械式清掃，如帶電水清洗、帶電化學(xué)劑清洗等。無論采用何種方式清洗，均需要確保操作的標準性，且要做好安全防護，人體應(yīng)與帶電體保持相對安全的距離，預(yù)防安全事故的發(fā)生。

5 結(jié)束語

面對社會發(fā)展對電力資源需求增大的情況，電力企業(yè)必須積極采取措施對電網(wǎng)進行維護管理，爭取最大限度地減少甚至避免停電事故的發(fā)生，提高供電質(zhì)量。配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要部分，與用戶直接連接，對其采取不間斷供電檢修技術(shù)，能夠更好地滿足用戶用電要求。為了達到這一目的，需要了解帶電作業(yè)原理，并確定帶電作業(yè)需要注意的事項，根據(jù)實際情況選擇合適的作業(yè)方法，在做好安全防護的前提下，完成帶電檢修作業(yè)，消除存在的問題隱患，提高配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。