輸電線路高壓帶電檢修的安全防護研究

周東瑞

（水發規劃設計有限公司，山東濟南 250109）

1.高壓輸電線路運維作業技術難點

1.1 對檢修工具要求高

對于高壓輸電線路特別是一些新建的高壓輸電線路，具有線徑大、塔高較高、絕緣子爬電距離大、絕緣子鏈非垂直結構等明顯的原有結構特點，這些結構特點會給線路的運行和維護帶來很大的困難。由于特殊的工作部位和角度，對設備的重量、強度、規格等都有很高的要求，有些維修項目甚至連工具都不能直接使用，使得維護工作難以順利進行[1]。

1.2 絕緣子更換難度大

在各種高壓輸電線路的建設、運行和維護中，經常會用到一些具有特殊功能的絕緣子。比如，采用一種長的耐污染絕緣體來預防污染。為防止鳥糞，在鏈塔頂端加裝大口徑絕緣子，并將V 形絕緣鏈固定，以防止線路震動。盡管這種特殊的絕緣子對高壓輸電線路的正常使用具有很大的影響，但同時也增加了后續的更換工作難度，使得絕緣子鏈不能迅速更換。

1.3 停電檢修損失嚴重

傳統高壓輸電線路的運行維護多為停電維護，可以有效保障運維人員的生命安全。然而，現代社會嚴重依賴電能，一旦斷電，必然會帶來重大的經濟損失。在此背景下，若要采取斷電檢修的方法，不但無法取得統一的維修計劃，而且還存在著很大的困難。這會對受災地區造成重大的經濟損害。隨著電壓水平的提高，電力供應中斷所帶來的損失也會隨之增加。

1.4 本體缺陷檢測困難

高壓輸電線路置于其上方，鐵塔一般高30m ～50m，特高壓輸電線路鐵塔的高度可達60m ～80m。在這種情況下，地面高空輸電線路斷線、螺母松動和適當變形等缺陷幾乎無法直接察覺，即使用望遠鏡，也只能隨機觀察，發現問題的概率可想而知。

2.影響帶電作業人員安全的因素

2.1 強磁場作用于身體

當電力系統工作時，會出現一種工頻場，隨著電力系統的電壓水平的增大，其磁場強度也隨之降低。在強大的磁場作用下，會產生陣風、噪聲和不適。試驗結果顯示，當人在電磁場中時，會產生很大的磁場失真。在傳輸塔中，接近傳輸線時，作動器的磁場要比在地上大得多。尤其是在等電勢模型中，體表的電場強度最大。實驗結果顯示，通過測量人體的表皮感受到的電場，可以得出傳輸線上的電場強度為240kV/m。在人體的皮膚上，如果電場強度大于這個數值，就會使人產生不舒服的感覺，從而對高樓或線路上的工作人員產生危險，甚至有生命危險。要保障居住人員的人身健康，必須加強對強磁場的防護[2]。

2.2 電流作用于身體

在電力系統的直接操作過程中，由于暫時性的電擊會引起身體的損傷。在強大的磁場中，人們與絕緣的導線發生碰撞時，導線上的電荷就會給人帶來瞬間的電流，其影響大小取決于電荷穿過身體的放電強度。所以，在接地時，荷電導線的電勢和電容是很重要的。穩態電擊是在強大的磁場下，導線產生的耦合振幅經過人體導線的接觸而被引入到地面，其電擊強度的高低取決于電流的強度，而在穩定狀態下，身體的感應電流水平小于1mA。所以，在帶電作業中，要保證工人們不受到臨時的、不穩定的電流影響。

2.3 靜電作用于身體

交流電磁場是一種較慢的電磁場，可以看作是一種靜電磁場。因而，產生一種用于工業頻率的電磁場的電磁感應問題。靜電引起的身體會被觸電，一是人體在強電場中與大地隔離時和接地物體連接；二是人體在強電場中與大地隔離時與導體連接，都是與放電功率有關的瞬態電擊。當這種能量達到一定值時，就會讓人感到痛苦，影響員工的生活和工作[3]。

3.輸電線路帶電檢修需求

3.1 架空線路運行環境及帶電檢修需求

氣流圈直接暴露在大氣中，電纜、絕緣和鋼筋應具有足夠的機械和電氣強度，以避免因洪水、閃電、雨、冰雨、鳥類、濕度、火山爆發、樹干擾、污染和外力而造成的停電。對氣流循環供電的要求包括測量安全間隙、調整桿和拉桿、封裝冰、修理和更換金屬、固定螺栓以及絕緣和更換。

3.2 GIL 運行環境及帶電檢修需求

GIL 采用了一種完全封閉的金屬管道結構，提供了更緊湊的布線環境，以鋪設多個水電站、核電站或河流與山丘之間通過地面放置、間隔支架、垂直貫穿、橋梁施工、地面、走廊和隧道的連接。不正常的空氣壓力、機械負載、過電壓等因素可能導致吉爾的金屬腐蝕、松動連接、性能下降、零件變形或機械損壞等錯誤，從而可能導致局部放電、損壞和短路。通過在GIL 機箱中執行電氣檢測通道、光線、熱量、電磁學、空氣壓力、氣體沖擊等來進行故障診斷。GIL 供電的典型要求包括負荷檢查、外殼和腐蝕系統修理、測量溫度、局部放電檢測、內部檢測、法蘭螺栓固定、密封性檢查、振動測量、氣體測量等[4]。

4.輸電線路帶電作業安全防護對策探討

4.1 增強輸電線路帶電作業安全性

帶電工作時調整導體電壓和接地電容，在輸電線路直接運行過程中，要時刻注意輸電線路暫態電流和穩態電流的變化。由于觸電風險高，需要做好安全防護，發明防護方法。尤其要科學、合理地調整輸電線路中帶電導體的接地電容和電位，保證電流的穩定，將臨時穩定的電流有效控制在規定范圍內，避免危害人體健康，以此來提高電場強度保護的安全性。有效提高電場強度保護的安全性非常重要，特別是在高壓輸電線路直接運行的情況下，工作人員經常在強電場的影響下遭受一系列的不便。因此，在實際運行前，應科學調整輸電線路周圍的電場強度，做好電場強度檢測。在此基礎上，應合理設置安全范圍，以實現對輸電線路直接運行的有效保護，合理控制帶電輸電線路的靜電感應。傳輸線路上的帶電工作必須考慮靜電感應，如果在帶電工作的靜電感應下一旦發生操作故障，人員將受到電擊。輸電線路往往是大功率的高壓電氣系統，因此靜電感應控制是非常必要的，這是保證工作人員安全的關鍵[5]。

4.2 建立一體化管理的檢修運行模式

電力企業應基于國家電網的建設標準和運行要求，定期地對變電站和輸電線路進行檢修維護。但是為確保檢修工作的有效性，還應建立一體化管理的檢修運行模式，從而通過“運檢一體化”的運行模式，提升各類電力設備的檢修效率。具體來說，現階段，我國電網建設規模持續擴大，變電站、輸電線路的檢修任務增多，一體化的運檢模式可以協調好檢修過程中的人力資源、物力資源，使相關主體合理安排檢修工作，有序地完成檢修任務，為電網安全、可靠運行創造有利條件。

因此，電力企業還應基于物聯網技術、計算機技術、自動化技術、傳感技術、大數據技術等先進技術手段，優化電力系統中變電站、輸電線路的整體設計，建立信息化、智慧化的運檢一體化平臺。該平臺在運行中可借助智能傳感設備、自動化監測設備、通信設備實時采集變電站、輸電線路的運行參數，提前排查故障風險。檢修人員可憑借所采集的數據信息，及時掌握故障位置以及故障信息、故障數據，制定更有效的檢修方案[6]。

4.3 引進新穎的檢修維護技術

為提升變電站和輸電線路檢修運行的可靠性，還應引進新穎的檢修維護技術。以輸電線路的檢修工作為例，電網建設中輸電線路的分布范圍較廣，所跨越的區域包括山谷、高山和河流，且部分輸電線路的布設區域地形條件較為復雜。在檢修維護輸電線路時，電力企業可應用無人機技術，用無人機定期巡視復雜環境中的輸電線路。在當前時期，無人機在高清攝影技術、紅外線技術、遙感技術的支持下，可以清晰采集輸電線路的運行圖像，監測輸電線路上電力電纜、電力設備、桿塔的運行情況。若在巡視過程中發現異常，無人機可通過拍攝的方式記錄故障問題，使檢修人員根據實際故障，提前制定各類電氣設施的檢修方案。

4.4 通過系統遙測數據監測檢修時的設備

利用電力自動化系統上傳的遙測數據進行線路反送電危險點數據源監測，通過變電站直采遙測數據和分支自動化融合斷路器實時采集遙測數據進行比對，重點對標注的含光伏、含自備電源線路采集遙測數據進行監測，對不能采集的線路，利用計算公式對檢修設備進行賦值。將計算公式導入系統，依據計算的遙測數據變化對線路檢修時是否存在反向送電進行判斷，將反送電危險點隔離在分支、分段斷路器后側，保障現場檢修人員人身安全。

4.5 建立檢修后臺賬制度

通過電力自動化系統歷史遙測數據報表功能導出檢修期間的數據，建立檢修期間后臺數據臺賬。檢修工作完成后對檢修期間自動化斷路器變位次數及遙測采集情況做好書面記錄，分析檢修工作完成情況。特別對臺區低電壓改造工作，將采集的電壓利用曲線圖進行前后對比，驗證檢修預期效果是否達到，將實時遙測量反饋檢修施工單位，聯合分析相關遙測數據，使電網檢修工作精益化完成[7]。

4.6 提升專業技術人員的培訓力度

專業技術人員在輸電線路的安全風險評估工作中承擔著重要的工作任務，因此，應為專業技術人員、管理人員組織針對性的培訓教育，并且同步采取針對性的管控措施。從安全管理制度、技術水平提升等多方面入手，加強管理和控制力度，提升基層技術人員的能力水平和技術人員自身的安全保障意識和能力，最終使輸電線路運行和安全狀態判定工作在執行中取得預期的良好效果。

4.7 優化日常巡查監管工作

在輸電線路的運行中，可能會融入部分智能化技術和系統。在具體的巡查監管工作中，要求相關工作人員全方位掌握相關技術和方法，確保其能夠應用自動化系統和技術完成相應的監管巡查工作。自動化系統的融入能夠促使輸電線路中的問題在運行管理中得到及時的發現和處理，提升整體工作的合理性和有效性。

4.8 帶電作業屏蔽服

穿戴防護服對電動管道至關重要，電場強度可能對人體皮膚造成重大損害，與電動管道有關的電氣操作也是如此。研究表明，人體皮膚電場強度為24000kV/M。因此，供電運行過程中力場更強，工作人員必須有完整的防護擋板。防護服主要由纖維和導電材料組成，可以用完整的防護套很好地保護。操作輸入電流通道時，防護服穿戴不同位置受到不同的保護。勞工組織保護區的建立使身體能夠有效地與強電流隔離開來。穿防護服前，應仔細進行質量控制，確保質量符合要求。同時，必須仔細檢查防護裝置的連接位置，以保證電流傳輸。保存防護板部件時，還應將其保持在干燥位置，以避免損壞。

5.結語

高壓輸電線路的運行與檢修，將會對其運行的穩定與安全產生重要的影響。目前，我國高壓輸電線路巡檢工作中存在的技術難題，要求電力公司要從電網發展的大趨勢出發，大力引進新材料、新技術、新方法，利用新技術、新方法解決現有技術檢測工作中的缺陷。該方案能有效地降低電網運維工人的工作負荷，保證電網的安全運行，從而大大提高電網的維護工作效率。