朱丹，梁煒，曾東，溫鎮(zhèn)

（嘉興電力局，浙江嘉興314033）

輸電線路引流板帶電消缺作業(yè)安全性校核

朱丹，梁煒，曾東，溫鎮(zhèn)

（嘉興電力局，浙江嘉興314033）

為確保輸電線路引流板帶電消缺作業(yè)的安全，以220 kV線路SJ41桿塔為例，分析帶電作業(yè)的安全性。計(jì)算得到開展引流板帶電消缺作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員的作業(yè)間隙及作業(yè)危險(xiǎn)率，為工作人員的作業(yè)安全提供有力保證。

輸電線路；引流板；帶電消缺；安全性

0 引言

輸電線路長期暴露在戶外，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，使得線路設(shè)備易產(chǎn)生銹蝕、磨損和發(fā)熱等缺陷，耐張線夾引流板發(fā)熱是輸電線路運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生的問題之一。在線路滿負(fù)荷運(yùn)行情況下，耐張線夾引流板發(fā)熱問題尤其突出，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生熔斷引流線的事故。根據(jù)不同電壓等級(jí)輸電線路特點(diǎn)，采用理論分析、試驗(yàn)研究和現(xiàn)場應(yīng)用相結(jié)合的研究方法，已研制開發(fā)引流板帶電消缺專用工器具[1－5]。

鑒于引流板帶電消缺作業(yè)項(xiàng)目的特殊性，作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)位置的過程可能與常規(guī)帶電作業(yè)有所差異，因此有必要對(duì)典型桿塔上引流板帶電消缺作業(yè)過程中可能面臨的安全距離和組合間隙進(jìn)行校核，以保證作業(yè)人員的安全。

1 安全性校核計(jì)算依據(jù)

1.1 校核方法及步驟

按照下列方法及步驟校核典型塔型的帶電作業(yè)最小安全距離及各種進(jìn)入方式的組合間隙。

（1）確定各電壓等級(jí)桿塔的典型帶電作業(yè)位置及進(jìn)入途徑。

（2）帶電作業(yè)研究的同電壓等級(jí)桿塔的試驗(yàn)研究結(jié)果，已經(jīng)擬合成典型的帶電作業(yè)間隙操作沖擊放電曲線。因此，根據(jù)這些曲線計(jì)算各電壓等級(jí)桿塔間隙的U50（操作沖擊50%放電電壓值），并進(jìn)行海拔校正。

（3）根據(jù)典型作業(yè)位置的U50及海拔校正結(jié)果，計(jì)算典型作業(yè)位置的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率，依據(jù)相應(yīng)危險(xiǎn)率的計(jì)算結(jié)果，對(duì)線路桿塔的各類作業(yè)間隙及進(jìn)入強(qiáng)電場的途徑進(jìn)行校核。

1.2 帶電作業(yè)間隙操作沖擊放電特性

IEC 60071－2－1996推薦的空氣間隙緩波前過電壓絕緣特性的經(jīng)驗(yàn)公式為[6]∶

式中：U50為間隙的操作沖擊50%放電電壓；d為空氣間隙距離；K為間隙系數(shù)；U50RP為相應(yīng)電壓波形及間隙距離下棒－板間隙操作沖擊50%放電電壓。

根據(jù)各帶電作業(yè)間隙結(jié)構(gòu)的操作沖擊放電試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算求取間隙系數(shù)K，得出帶電作業(yè)間隙結(jié)構(gòu)的操作沖擊放電電壓公式及擬合曲線。

1.3 氣象及海拔高度修正

文中列出的所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，均已經(jīng)按GB/T 16927．1－1997《高電壓試驗(yàn)技術(shù)第一部分：一般試驗(yàn)要求》修正為標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下的數(shù)據(jù)[7]。

在確定帶電作業(yè)最小安全距離和最小組合間隙時(shí)，需考慮海拔高度的影響。海拔校正系數(shù)Ka采用IEC 60071－2－1996推薦公式：

式中：H為海拔高度；m為與最小放電路徑及電壓波形相關(guān)的系數(shù)。

為滿足工程實(shí)際需求，進(jìn)行了海拔1 000 m的校正。

1.4 帶電作業(yè)危險(xiǎn)率計(jì)算

在帶電作業(yè)中，通常將絕緣破壞的概率稱為危險(xiǎn)率。設(shè)系統(tǒng)操作過電壓的概率分布和空氣間隙擊穿的概率分布都服從正態(tài)分布，帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率（國家規(guī)定：R0＜1．0×10－5）可由式（4）計(jì)算求得[8－9]：

式中：P0（u）為操作過電壓幅值的概率密度函數(shù)；Pd（u）為空氣間隙在幅值為u的操作過電壓下?lián)舸┑母怕史植己瘮?shù)，分別為：

式中：um為操作過電壓平均值；σ0為操作過電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差；U50為空氣間隙50%放電電壓；σd為空氣間隙放電電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

運(yùn)用上述數(shù)學(xué)模型可編制計(jì)算程序，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算相應(yīng)的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率，在計(jì)算中，系統(tǒng)相對(duì)地最大操作過電壓U0．13取2．18 p．u．，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差取為12%，操作過電壓平均值Um可按下式計(jì)算：

式中：[σ0]為過電壓相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 220 kV SJ41耐張桿塔帶電消缺作業(yè)安全校核

2.1 引流線對(duì)側(cè)面塔身地電位人員安全距離校核

圖1為引流線對(duì)側(cè)面塔身地電位人員安全距離校核示意圖。

圖1 引流線對(duì)側(cè)面塔身地電位人員安全距離

考慮帶電作業(yè)時(shí)的人體占位0．5 m，對(duì)220 kV線路各相引流線的帶電作業(yè)安全距離進(jìn)行校核，具體的計(jì)算結(jié)果如表1中所示。

表1 引流線對(duì)側(cè)面塔身地電位人員安全距離校核

根據(jù)SJ41桿塔的塔型設(shè)計(jì)，在除去人體占位0．5 m后，SJ41塔上相的間隙距離為3．4 m，中相的間隙距離為5．0 m，下相的間隙距離為3．7 m，均滿足帶電作業(yè)的安全性要求。

隨著新的信息化時(shí)代的來臨，現(xiàn)如今的小學(xué)生的心智是成熟的越來越早，更有甚者，已經(jīng)表現(xiàn)出青春期的反叛現(xiàn)象，不服班主任的管理和家長的安排和要求。小學(xué)生常常難以判斷社會(huì)上的某些非主流信息的善與惡，覺得這是種自我個(gè)性的張揚(yáng)，以自我為中心的表現(xiàn)才是真理，這些負(fù)面思想嚴(yán)重影響了孩子的身心健康，使班主任的管理工作更加困難。

2.2 引流線對(duì)其下方橫擔(dān)上地電位人員安全距離校核

帶電消缺作業(yè)中，作業(yè)人員需要在橫擔(dān)上走動(dòng)。此時(shí)，人員頭頂與上方引流線就構(gòu)成放電間隙。因此，必須校核作業(yè)人員位于橫擔(dān)上對(duì)其上方引流線的安全距離。

圖2為引流線對(duì)其下方橫擔(dān)上地電位人員安全距離校核示意圖。

圖2 引流線對(duì)其下方橫擔(dān)上地電位人員安全距離

考慮到作業(yè)人員在橫擔(dān)上移動(dòng)時(shí)，可以采用俯身彎腰低頭等姿勢；在作業(yè)中，可以采用蹲姿作業(yè)，以降低人體占位高度。因此，在對(duì)作業(yè)人員與其上引流線安全距離校核時(shí)，按1.0 m考慮人體活動(dòng)范圍即可。針對(duì)該作業(yè)位置的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率的計(jì)算結(jié)果如表2和表3中所示。

表2 引流線對(duì)其下方橫擔(dān)上地電位人員安全距離校核結(jié)果（引流線自然懸掛）

表3 引流線對(duì)其下方橫擔(dān)上地電位人員安全距離校核結(jié)果（引流線采用跳串懸掛）

根據(jù)SJ41桿塔的塔型設(shè)計(jì)，在除去人體占位1.0 m后，若引流線采用自然懸掛的架構(gòu)方式，SJ41塔中第2層橫擔(dān)的間隙距離為1.8 m，第3層橫擔(dān)的間隙距離為2.5 m；若引流線采用跳線懸掛的架構(gòu)方式，SJ41塔中第2層橫擔(dān)的間隙距離為1.8 m，第3層橫擔(dān)的間隙距離為2.5 m。

由表2和表3的計(jì)算結(jié)果可知，SJ41桿塔引流線采取自然懸掛方式或跳串懸掛方式時(shí)，作業(yè)位置的安全距離均滿足帶電作業(yè)的安全性要求。但是人體在第2層橫擔(dān)上作業(yè)的危險(xiǎn)率相對(duì)較高，海拔1 000 m時(shí)分別為3.38×10-7和6.26×10-8，作業(yè)時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意控制人體占位，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

2.3 耐張絕緣子串安全距離校核

圖3 耐張串最小安全距離

根據(jù)耐張串等電位操作沖擊放電試驗(yàn)及不同海拔高度下的海拔校正系數(shù)，對(duì)220 kV SJ41桿塔耐張串的安全距離進(jìn)行校核，考慮人體占位范圍為0.5 m，校核的結(jié)果如表4中所示。

表4 耐張絕緣子串安全距離校核結(jié)果

由表4的計(jì)算結(jié)果可知，SJ41桿塔的耐張串絕緣子配置雖然可以滿足帶電作業(yè)安全距離的要求，但是如果發(fā)生絕緣子零值損壞情況，將會(huì)增大帶電作業(yè)危險(xiǎn)率。

2.4 耐張絕緣子串組合間隙校核

大量的研究結(jié)果表明，作業(yè)人員在沿耐張絕緣子串進(jìn)入等電位的過程中，作業(yè)人員在位于距均壓環(huán)（高電位）2片絕緣子處，U50值最低。

在進(jìn)行耐張串組合間隙校核時(shí)，模擬人身穿屏蔽服，以“跨二短三”方式俯姿蹲在耐張串上，作業(yè)人員在距均壓環(huán)（高電位）2片絕緣子處，模擬人兩肩寬度為0.5 m。試驗(yàn)布置見圖4中所示。

根據(jù)耐張串等電位操作沖擊放電試驗(yàn)及不同海拔高度下的海拔校正系數(shù)，對(duì)220 kV SJ41桿塔耐張串的組合間隙進(jìn)行校核，考慮人體占位范圍為0.5 m，校核的結(jié)果如表5中所示。

圖4 耐張串最小安全距離

表5 耐張絕緣子串組合間隙校核結(jié)果

由表5可知，SJ41桿塔的耐張串絕緣子配置雖然可以滿足帶電作業(yè)安全距離的要求，但是在海拔1 000 m條件下，17片絕緣子串帶電作業(yè)組合間隙的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率達(dá)到6．92×10－6，此時(shí)如果發(fā)生絕緣子零值損壞情況，組合間隙的危險(xiǎn)率將超過1．0×10－5。因此，使用沿耐張串進(jìn)入等電位的方法在絕緣子片數(shù)較少的情況下是不滿足帶電作業(yè)安全性要求的。

3 結(jié)語

運(yùn)用帶電作業(yè)間隙操作沖擊放電特性公式、氣象及海拔高度修正公式、帶電作業(yè)危險(xiǎn)率計(jì)算公式，對(duì)220 kV SJ41耐張桿塔帶電消缺作業(yè)安全校核，得出在SJ41桿塔上進(jìn)行帶電消缺作業(yè)是安全的結(jié)論。需要注意的是：

（1）作業(yè)人員在橫擔(dān)上時(shí)應(yīng)該時(shí)刻注意控制人體占位在1．0 m以內(nèi)，與頭頂引流線保持距離。

（2）當(dāng)良好絕緣子大于17片時(shí)，可以沿耐張串進(jìn)入等電位，否則應(yīng)采取導(dǎo)線上加掛軟梯的方式攀爬進(jìn)入等電位。

[1]胡建勛，劉凱，劉庭，等．500 kV高海拔緊湊型輸電線路帶電作業(yè)試驗(yàn)研究[J]．高壓電器．2010，46（4）∶35－39．

[2]胡毅，王力農(nóng)，舒印彪．帶電作業(yè)保護(hù)間隙的放電特性研究[J]．高電壓技術(shù)，2002，28（11）∶17－18．

[3]郝旭東，朱蕓，李雪彥，等．220 kV緊湊型線路帶電作業(yè)的研究與工具開發(fā)[J]．電力設(shè)備，2007，8（8）∶17－18．

[4]KIM D S，KOREA ELECTR CONTRACTORS ASSOC, SEOUL，et al．Analysis of electrical safety level test for barehand work at 765 kV vertical double circuit six bundle conductors T/L in Korea[J]．IEEE，2009，6（3）∶1－5．

[5]XU YING，YE ZHENG，GAO XU，et al．The Live Line Inspection Method of Poor Insulators on±500 kV DC Transmission Lines[J]．IEEE，2012，9（3）∶750－753．

[6]IEC 60071－2－1996 Insulation Coordination Part 2 Application Guide[S]．1996．

[7]GB/T 16927．1－1997高電壓試驗(yàn)技術(shù)第一部分：一般試驗(yàn)要求[S]．北京：中國電力出版社，1997．

[8]丁一正，談克雄．帶電作業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：中國電力出版社，1998．

[9]胡毅．送變電帶電作業(yè)技術(shù)[M]．北京：中國電力出版社，2004．

（本文編輯：楊勇）

舟山電力發(fā)明海纜防錨損監(jiān)控技術(shù)

近日，舟山電力局申報(bào)的“用于海底電纜免受過往船舶損壞的監(jiān)控方法”發(fā)明專利，榮獲浙江省電力公司2013年專利獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，達(dá)到國內(nèi)一流，國際先進(jìn)水平。此項(xiàng)專利應(yīng)用4年來，僅舟山電網(wǎng)范圍內(nèi)就避免極有可能發(fā)生的海纜錨損事故共約60余次，挽回直接經(jīng)濟(jì)損失6 000余萬元。

舟山地理?xiàng)l件特殊，海底電纜成為島際與島內(nèi)供電的重要“紐帶”。而船舶錨損成為海纜安全運(yùn)行的“頭號(hào)公敵”，屢屢引發(fā)海纜外力損壞事故。該發(fā)明專利的主要技術(shù)方案是在充分應(yīng)用船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在電子海圖上對(duì)海纜保護(hù)區(qū)設(shè)置警戒范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入警戒區(qū)域后停留或疑似停留的船舶進(jìn)行監(jiān)控方自動(dòng)報(bào)警提示。海纜禁錨區(qū)內(nèi)船舶信息可長期記錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，具備對(duì)曾進(jìn)入的船舶軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和回放功能，便于發(fā)生海纜外力損壞時(shí)對(duì)肇事船只的責(zé)任追究。同時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)與海纜保護(hù)區(qū)夜視頻監(jiān)視、雷達(dá)監(jiān)測、海纜警示標(biāo)志遙測、海纜遠(yuǎn)程語音告警、光電復(fù)合海纜擾動(dòng)監(jiān)測等系統(tǒng)的集成和聯(lián)動(dòng)。

來源：中國電力網(wǎng)

The Security Checking of Live Defects Eliminate on Current Plate of Transmission Lines

ZHU Dan，LIANG Wei，ZENG Dong，WEN Zhen
（Jiaxing Electric Power Bureau，Jiaxing Zhejiang 314033，China）

In order to ensure the safety of live defects elimination on current plate of transmission lines，the paper takes SJ41 tower of 220 kV lines as an example to analyzes the safety of live work，conclude the work clearance of the operators and hazard index during live defects elimination on current plate，which provides guarantee for work safety of the operators．

transmission lines；current board；live defect elimination；security

TM752

：B

：1007－1881（2013）05－0008－04

2012-09-08

朱丹（1965-），男，浙江嘉興人，工程師，主要從事輸電線路運(yùn)行管理工作。

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目為浙江省電力公司2011年科技項(xiàng)目