崔玉坤　褚志強(qiáng)　楊偉輝　閔瓊　唐盼

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局，云南紅河　661400；2.中國電力科學(xué)研究院，湖北武漢　430074）

35kV線路帶電作業(yè)安全距離試驗(yàn)研究

崔玉坤1褚志強(qiáng)1楊偉輝1閔瓊1唐盼2

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局，云南紅河661400；2.中國電力科學(xué)研究院，湖北武漢430074）

在帶電作業(yè)中無論使用何種方法，為了確保作業(yè)安全都必須嚴(yán)格保證人體各部位，包括手持導(dǎo)電工具與不同電位任何部件之間的最小空氣間隙，即最小安全距離。文章首先進(jìn)行了棒板間隙的操作沖擊放電試驗(yàn)，得到其放電特性，然后依據(jù)統(tǒng)計(jì)法計(jì)得出安全距離，最后采用典型工況的模擬工作間隙操作沖擊放電試驗(yàn)驗(yàn)證了安全距離的有效性。

35kV線路帶電作業(yè)安全距離

1　背景

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)能在35kV線路上開展的帶電作業(yè)項(xiàng)目不多，作業(yè)次數(shù)十分有限。其主要原因是35kV線路本身結(jié)構(gòu)較為緊湊，按GB 50061-2010《66kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)要求：在海拔高度1000m以下空氣清潔地區(qū)，懸垂絕緣子串的絕緣子數(shù)量宜采用絕緣子型號(hào)XP-70，其單片結(jié)構(gòu)高度為146mm，直線絕緣子串為3片，絕緣子串有效長度為438mm；耐張絕緣子串為4片，絕緣子串有效長度為584mm。實(shí)際線路設(shè)計(jì)中，根據(jù)各地運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中相應(yīng)增加了絕緣子片數(shù)，一般直線絕緣子串設(shè)計(jì)為4片、耐張絕緣子串為5片。而開展帶電作業(yè)的依據(jù)是帶電作業(yè)規(guī)程GB26859-2011《電力安全工作規(guī)程電力線路部分》。規(guī)程［1］明確規(guī)定：35kV線路進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，人身與帶電體或等電位人員對(duì)地的安全距離應(yīng)不小于0.6m的最小安全距離，若不能滿足時(shí)則必須采取可靠的絕緣隔離措施。既使?jié)M足所述安全距離要求，也因作業(yè)時(shí)的安全距離與實(shí)際作業(yè)時(shí)對(duì)象的空間距離，二者間活動(dòng)余地相當(dāng)小，存在很大作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)而不能得以普遍開展。

圖1　試驗(yàn)區(qū)照片

圖2　棒板間隙布置及操作沖擊電壓放電圖像

2　棒板間隙的操作沖擊試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)條件。該次試驗(yàn)過程中，使用棒—板電極和2400kV沖擊電壓發(fā)生器，如圖1所示，2400kV沖擊電壓發(fā)生器通過調(diào)整波頭電阻得到操作沖擊電壓，操作沖擊波形為標(biāo)準(zhǔn)波形250/2500μs；棒—板電極中的棒電極采用直徑為16mm、頭部為半球形、長度為10cm的棒，模擬作業(yè)過程中作業(yè)人員手指或絕緣操作桿的金屬部分正對(duì)帶電體，而板電極的尺寸為0.5m×0.5m。

（2）棒板間隙的正極性操作沖擊放電試驗(yàn)。采用升降法進(jìn)行間隙絕緣特性試驗(yàn)，根據(jù)間隙放電的分散性，確定標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊波的絕緣耐受水平時(shí)在每個(gè)試驗(yàn)距離下的試驗(yàn)次數(shù)為40次。棒板間隙的布置及在操作沖擊下的放電圖像如圖2所示；放電電壓數(shù)據(jù)如表1所示；棒板間隙在操作沖擊電壓下的放電電壓與間隙距離具有較好的線性關(guān)系，如圖3所示。

3　35kV帶電作業(yè)安全距離計(jì)算

3.1帶電作業(yè)危險(xiǎn)率的計(jì)算［2］

帶電作業(yè)危險(xiǎn)率為

式中p0（U）為操作過電壓幅值的概率密度函數(shù)，根據(jù)單相接地三相分閘過電壓分布得到；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)，即：

表1　棒板間隙正極性操作沖擊放電電壓U50

圖3　棒板間隙空氣間隙的正極性操作過電壓放電特性曲線

式中50U為空氣間隙的操作沖擊50%放電電壓；dσ為空氣間隙操作沖擊放電電壓標(biāo)準(zhǔn)偏差。

根據(jù)公式（1）的數(shù)學(xué)模型編制計(jì)算程序，即可計(jì)算得到相應(yīng)的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率。

3.2最小安全距離的確定

在系統(tǒng)最大過電壓為4.0P.U.時(shí)，相應(yīng)的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率如表2所示。帶電作業(yè)最小安全距離由滿足放電危險(xiǎn)率的間隙距離并考慮人體允許活動(dòng)范圍后求得。

在《帶電作業(yè)工具基本技術(shù)要求與設(shè)計(jì)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定可以接受的危險(xiǎn)率水平為1.0×10-5，因此35kV線路帶電作業(yè)安全距離為0.4m，即可滿足危險(xiǎn)率的要求。

4　典型工況下的驗(yàn)證試驗(yàn)

本次試驗(yàn)分3種典型工況進(jìn)行，每種工況分別進(jìn)行3個(gè)距離的間隙放電試驗(yàn)，共9個(gè)間隙試驗(yàn)，如圖4所示［3］［4］。在3種不同工況中，模擬人身穿屏蔽服，手觸摸模擬導(dǎo)線，與模擬導(dǎo)線等電位，通過調(diào)整模擬人與模擬桿塔之間的間隙距離，如圖5所示，間隙距離分別為0.4m、0.5m、0.6m，記錄取各個(gè)間隙距離時(shí)的擊穿電壓峰值，并根據(jù)得到的數(shù)據(jù)計(jì)算出模擬人與模擬桿塔之間的50%沖擊放電電壓U50，如表3所示。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄以及相關(guān)軟件的計(jì)算［5］［6］，可得不同工況下U50%并計(jì)算其帶電作業(yè)危險(xiǎn)率如下：

通過表3可知，作業(yè)人員在35kV直線塔塔頭附近作業(yè)時(shí)，頭頂距離橫擔(dān)的作業(yè)間隙放電電壓最低。三種典型工況間隙大于0.4m時(shí)，帶電作業(yè)危險(xiǎn)率均小于10-5的安全要求。

表2　不同間隙條件下的帶電作業(yè)危險(xiǎn)率

表3　典型工況間隙的U50及危險(xiǎn)率

5　結(jié)語

依據(jù)棒板間隙操作沖擊放電特性，當(dāng)間隙距離為0.4m，其危險(xiǎn)率為1.55×10-7，小于1×10-5的安全要求，當(dāng)間隙距離為0.6m時(shí)，危險(xiǎn)率為5.7×10-18，安全裕度較大。

對(duì)典型工況間隙進(jìn)行操作沖擊放電試驗(yàn)，當(dāng)作業(yè)人員對(duì)桿塔不同部位的作業(yè)間隙大于0.4m時(shí)，均滿足小于1×10-5的安全要求。

［1］GB26859《電力安全工作規(guī)程電力線路部分》［S］.

［2］帶電作業(yè)工具基本技術(shù)要求與設(shè)計(jì)導(dǎo)則［S］.

［3］柏克寒.帶電作業(yè)［M］.北京：水利水電出版社，1985.

［4］IEEE Std 516—2009. IEEE guide for maintenance methods on energized power lines［S］.

［5］劉強(qiáng)，周平，朱松雪等.220 kV變電站帶電作業(yè)的安全間隙試驗(yàn)分析［J］.電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，28（3）：77-82.

［6］胡毅，王力農(nóng)，劉凱等.750kV輸電線路帶電作業(yè)安全距離的研究［J］.高電壓技術(shù)，2007，33（11）：150-154.