特高壓輸電線路帶電作業(yè)組合間隙的放電機(jī)理

朱宗超 李德利

摘要：隨著我國現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，促進(jìn)了各行業(yè)的創(chuàng)新與繁榮，特別是生活水平的提升，人們對(duì)電力資源的需求量也越來越大，電網(wǎng)在人們的生活中占據(jù)越來越多的地位，在電網(wǎng)在快速的發(fā)展中，不可避免會(huì)出現(xiàn)大量的線路改造、檢修、故障等一系列問題，帶電作業(yè)對(duì)于工作人員具有較大的威脅性，一旦操作不當(dāng)或者是沒有做好安全防護(hù)則會(huì)危及生命安全。所以在帶電作業(yè)過程中需要我們做好安全防護(hù)工作，確保工作人員的人身安全，維護(hù)輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，避免安全隱患的發(fā)生。本文主要對(duì)特高壓輸電線路帶電作業(yè)的組合間隙的放電機(jī)理進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：特高壓;輸電線路;安全防護(hù);帶電作業(yè)

1.帶點(diǎn)作業(yè)原理

帶電作業(yè)已成為輸配電線路檢測(cè)、檢修以及改造的非常重要的手段，作業(yè)人員進(jìn)入等電位過程中組合間隙的放電特性一直是確定作業(yè)人員安全的關(guān)鍵依據(jù)。為確保帶電作業(yè)的安全可靠，探討了帶電作業(yè)組合間隙的放電機(jī)理。在大量實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合輸電線路真型塔組合間隙放電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過電磁場(chǎng)仿真計(jì)算，分析了作業(yè)人員進(jìn)入等電位過程中的電場(chǎng)和電位分布特性，以及作業(yè)組合間隙放電的特征;提出了適用于特高壓輸電線路帶電作業(yè)組合間隙放電模型。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，組合間隙最低放電點(diǎn)的位置主要由作業(yè)人員對(duì)表面電場(chǎng)畸變和放電發(fā)展過程的影響決定。

2.超高壓輸電線路的特點(diǎn)

高壓輸電原理是用變壓器將發(fā)電機(jī)輸出的電能升壓后經(jīng)輸電線路傳輸?shù)囊环N形式，其在降低損耗方面的效果比較明顯。近些年來超高壓輸電線路的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，給人們提供便利的同時(shí)也帶來很多問題。由于塔桿自身比較高，塔頭尺寸比較大，存在的分裂線路越來越多，絕緣子片的數(shù)量也不斷提升，其噸位也隨之增大。其次由于線路運(yùn)行過程中電壓比較高，帶電周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度比較大。而超高壓輸電線路的輸送容量比較大，停電檢修對(duì)受端電網(wǎng)影響較大，因此超高壓輸電線路帶電檢修作業(yè)是輸電線路檢修工作的必然趨勢(shì)。但由于超高壓輸電線路比較長，容易受到地理環(huán)境、氣候環(huán)境以及其他因素的影響，這就要求相關(guān)工作人員積極對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用方式進(jìn)行了解，并根據(jù)實(shí)際情況確定合理保護(hù)措施。

3.我國特高壓輸電線路帶電作業(yè)現(xiàn)狀

從20世紀(jì)60年代起，伴隨著電網(wǎng)輸電容量與輸電距離的增加，我們先后開始研究800千伏及以上的直流電和1000千伏及以上交流輸電技術(shù)，同時(shí)，通過長期的高壓輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作實(shí)踐，對(duì)帶電作業(yè)技術(shù)的研究也取得了許多重要的成果。根據(jù)我國特高壓輸電線路發(fā)展現(xiàn)狀來看，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)建成“四交五直”9項(xiàng)特高壓工程，正在建設(shè)的“三

交六直”9項(xiàng)特高壓工程也將在“十三五”期間建成投運(yùn)特高壓線路因其骨干網(wǎng)的特殊性，臨時(shí)停電檢修可能性低，必須采用帶電作業(yè)消缺以保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行 為實(shí)現(xiàn)特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，我國針對(duì)帶電作業(yè)問題展開了大量的試驗(yàn)研究，在帶電作業(yè)中的最高工作電壓選取，安全距離確定以及組合間隙的最低放電位置分析、作業(yè)人員安全防護(hù)措施研究等方面均取得了一定的成果由于超高壓線路的運(yùn)行電壓高，因此為滿足帶電作業(yè)人員的安全要求，開展帶電作業(yè)的安全距離與組合間隙等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的研究具有重要意義，本文主要圍繞特高壓輸電線路帶電作業(yè)組合間隙的放電機(jī)理展開了具體分析。

4.實(shí)驗(yàn)分析

當(dāng)導(dǎo)線的加載電壓在1000kV的情況下，對(duì)模擬人在總間隙不同位置的放電情況展開仿真分析，當(dāng)模擬人不斷靠近高壓導(dǎo)線時(shí)，其與導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生了明顯的增強(qiáng)現(xiàn)象是1940kV，此電壓下，導(dǎo)線與模擬人周邊均存在明顯放電未考慮模擬人對(duì)導(dǎo)線附近、間隙系數(shù)影響時(shí)，模擬人與導(dǎo)線相距1.5米、加載電壓為1000kV時(shí)，模擬人表面最大場(chǎng)強(qiáng)降至15. 4kV/厘米在操作沖擊電壓下，人體表面的場(chǎng)強(qiáng)依舊能夠超過空氣臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)30kV/厘米面觸發(fā)放電，對(duì)非均勻場(chǎng)而言，較低電壓下即可觸發(fā)放電，表明在位于間隙四分之一或是三分之一位置，模擬人周邊的電場(chǎng)畸變后觸發(fā)放電。基于浮動(dòng)導(dǎo)體放電模型，結(jié)合電磁仿真計(jì)算，最小擊穿電壓處在距離導(dǎo)線1. 5米位置，間隙1距離大于1. 5米后，間隙1被先導(dǎo)擊穿，其后間隙1和間隙2全被選導(dǎo)擊穿，擊穿電壓主要是由擊穿組合間隙的先導(dǎo)擊穿電壓所確定;間隙1距離小于1米時(shí)，間隙1被流注擊穿、間隙2被先導(dǎo)擊穿，擊穿電壓主要是由擊穿間隙2的先導(dǎo)起始電壓以及間隙1上的壓降所確定。組合間隙最低放電的位置主要是由空氣間隙擊穿過程所決定。模擬人處在導(dǎo)線附近，則導(dǎo)線附近的流注放電在導(dǎo)線和模擬人間構(gòu)成了電弧性通道，模擬人和導(dǎo)線等電位：模擬人與導(dǎo)線相距小于0.4m，則可近似看作導(dǎo)線等效半徑增大，增加了間隙2被先導(dǎo)擊穿的電壓，當(dāng)模擬人與導(dǎo)線的距離持續(xù)增大，模擬人與間隙1擊穿后，模擬人與間隙1的長度0.9米，開始與分裂導(dǎo)線的分裂直徑1.04米相當(dāng)，由此引發(fā)模擬人與導(dǎo)線間的電場(chǎng)畸變。

結(jié)束語

綜上所述，由于帶電作業(yè)的行業(yè)特殊性，相關(guān)工作人員要對(duì)其引起高度重視，在以后工作中采用絕緣材料，并且認(rèn)真做好切身防護(hù)措施。我國的電力企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營過程中，輸電線路的帶電作用也具有普遍性，相應(yīng)的工作人員在作業(yè)過程中具有較大的安全隱患，一旦防護(hù)保護(hù)工作不完善，則將會(huì)導(dǎo)致帶電作業(yè)過程中發(fā)生人身傷亡事故，所以相應(yīng)的電力企業(yè)需要加強(qiáng)安全防護(hù)工作，將安全穩(wěn)定作為各項(xiàng)工作的重中之重，確保工作人員的人身安全，為電力用戶提供穩(wěn)定、可靠的電能供應(yīng)。

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