馬思洋

摘 要：輸電線路的安全作業(yè)對(duì)于用戶電能的使用和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行都有著重要的意義，提升輸電線路的安全作業(yè)勢(shì)在必行。本文通過(guò)對(duì)輸電線路帶電安全作業(yè)及其保護(hù)原理的研究，表明輸電線路安全作業(yè)的提升對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定和能源利用率的改善有著極為重要的作用，同時(shí)為現(xiàn)代輸電線路的通信提供創(chuàng)新的思路。

關(guān)鍵詞：輸電線路；帶電作業(yè)；安全防護(hù)

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.工作人員在帶電作業(yè)中受到的影響分析

1.1 工作人員受到電流的影響

電力工作人員在進(jìn)行帶電作業(yè)的過(guò)程中，由靜態(tài)電擊到暫態(tài)電擊而引起的電流能給工作人員的身體造成極大的危害。工作人員如果站在低電位，并且和地絕緣導(dǎo)體相接觸，就會(huì)使導(dǎo)體中的電流釋放出來(lái)，進(jìn)而人體形成暫態(tài)電擊。在人觸電時(shí)，零線對(duì)地的電壓將不是0，可以是單相電壓或者線電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出保護(hù)值，因此防雷控制保護(hù)器進(jìn)行動(dòng)作，讓開關(guān)跳閘，切斷電路，從而保障了人身的安全。電流型則主要用來(lái)保護(hù)變壓器周圍的人身安全，在人觸電時(shí)，可以產(chǎn)生零序電流，使得電流被防雷控制保護(hù)器檢測(cè)到，從而斷開電路，保護(hù)人身安全。VigiDPN系統(tǒng)可以進(jìn)行電流的動(dòng)作保護(hù)，將相線和中性線同時(shí)進(jìn)行切斷，在電流過(guò)載等情況下，給人以直接的保護(hù)。

1.2 工作人員受到強(qiáng)電場(chǎng)的影響

輸電線路的交流電線路在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)造成工頻電場(chǎng)。當(dāng)電壓等級(jí)提高時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)提升，而當(dāng)導(dǎo)線距離變大時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度則會(huì)變小，工作人員在強(qiáng)電場(chǎng)中就會(huì)感到不適。

通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)工作人員進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)發(fā)生突變，這也就是工作人員在高空進(jìn)行帶電作業(yè)的安全隱患，嚴(yán)重時(shí)還可能出現(xiàn)人員傷亡的情況。 在輸電線路設(shè)備的應(yīng)用與實(shí)踐中，經(jīng)常出現(xiàn)這些問(wèn)題，比如動(dòng)作時(shí)間問(wèn)題、合并單元與智能終端的可靠性問(wèn)題等，均屬于變電系統(tǒng)單元保護(hù)的范疇，在330 kV以上的智能變電站，單元保護(hù)故障易使供電線路出現(xiàn)大面積癱瘓。輸電線路需要有效實(shí)現(xiàn)高速傳輸信息化數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際的工作需求進(jìn)行通信建設(shè)，不同的參建人員能夠避免重復(fù)施工，使人力、物力、財(cái)力損耗減少。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性和準(zhǔn)確性在提高繼電保護(hù)調(diào)度運(yùn)行效率中作用巨大，可以實(shí)現(xiàn)真正的同步不失真?zhèn)鬏斝畔?，減少信號(hào)盲區(qū)，準(zhǔn)確性高，環(huán)境因素限制較少。

帶電作業(yè)主要有以下3種，分別為等電位作業(yè)、地點(diǎn)位作和中間電位作業(yè)，其中最危險(xiǎn)的是等電網(wǎng)作業(yè)，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程中，人體很容易觸碰到高壓的部分，可能使得危險(xiǎn)的電流通過(guò)人體，導(dǎo)致人體觸電，所以對(duì)于帶電的操作人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)做到全身進(jìn)行靜電屏蔽，另外還要保證電氣的連接較為科學(xué)。在地電位作業(yè)時(shí)，人體需要進(jìn)行絕緣，采用絕緣工具進(jìn)行操作，同時(shí)在不同的電壓等級(jí)設(shè)備上進(jìn)行操作時(shí)，應(yīng)該保持足夠的空氣間隙距離。在中間電位作業(yè)時(shí)，要采用絕緣工具，在高壓電場(chǎng)中，不接觸高壓帶電體，是前面兩種的中間情況，因此安全要求要進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于220 V線路桿塔及變電所構(gòu)架上進(jìn)行間接作業(yè)時(shí)（人處于大地電位作業(yè)包括桿塔緊螺絲工作）應(yīng)穿導(dǎo)電鞋，將電場(chǎng)引起的人體電流（暫態(tài)及穩(wěn)態(tài)）限制在1mA以下。在超高壓輸變電設(shè)備上進(jìn)行等電位作業(yè)及采用中間電位法的作業(yè)必須穿合格的全套屏蔽服，并注意各部連接可靠，作業(yè)中不允許脫開。

2.輸電線路的連接與差動(dòng)保護(hù)

2.1 線路連接

實(shí)際應(yīng)用中，差動(dòng)保護(hù)功能發(fā)揮時(shí)必須對(duì)繞組變壓器配備相應(yīng)的設(shè)備，通常情況下可以選擇把電流互感器安裝到變壓器的兩側(cè)位置，接著再將各條線路根據(jù)電氣圖紙進(jìn)行有序地連接。要使用一樣的儀器對(duì)其他電路中相同的繼電器數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行明確，確定其是否發(fā)生了故障，而不是僅僅在測(cè)量一會(huì)的情況下對(duì)其進(jìn)行修理。而是改變運(yùn)行狀態(tài)再進(jìn)一步測(cè)量分析。

煤礦上的配電中心可以對(duì)煤礦上的所有電路進(jìn)行劃分，集中檢測(cè)，作為一次設(shè)備對(duì)相當(dāng)大的一部分電路上主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)，相關(guān)的繼電器要求要有足夠大的容納度。單個(gè)開關(guān)元件能夠?qū)χ饕€路以及底下的分支電路在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行劃分，方便及時(shí)找到故障的位置。為了避免線路因?yàn)榕既坏耐饨缫蛩卦斐捎绊懪袆e，可以在母線的保護(hù)電路上設(shè)立多條線路，確保在一條線路出現(xiàn)問(wèn)題狀況的時(shí)候，其他線路可以快捷有效的進(jìn)行工作代替，保障輸電線路能夠正常持續(xù)的運(yùn)行。這種方式不僅可以有效緩沖電站發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化對(duì)并網(wǎng)控制產(chǎn)生的干擾，而且還能夠有效阻隔電網(wǎng)擾動(dòng)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的影響。

另外一個(gè)不當(dāng)之處是，一旦有一部分器件損壞的時(shí)候，就有可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的其他部件都造成損壞。良好的電路連接可以定義為保持在規(guī)定范圍內(nèi)的穩(wěn)定電路電壓。一般來(lái)說(shuō)，電路連接用于描述驅(qū)動(dòng)電負(fù)載的電功率和使負(fù)載正常工作的能力。沒有可靠的電路，電氣設(shè)備或負(fù)載可能發(fā)生故障、過(guò)早失效或根本不工作。電力工業(yè)包括發(fā)電、電力輸送并且最終向位于電網(wǎng)邊緣的用戶端分配電能，然后電流進(jìn)入終端用戶的布線系統(tǒng)，直到它到達(dá)負(fù)載。將電能從生產(chǎn)區(qū)域移動(dòng)到消耗區(qū)域的質(zhì)量與天氣、發(fā)電量、用電需求和其他因素的變化有關(guān)。電路連接主要描述電壓的質(zhì)量而不是功率或電流的質(zhì)量，功率僅僅是能量的流動(dòng)，負(fù)載所需的電流在很大程度上是不可控的。

2.2 差動(dòng)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

一旦運(yùn)行過(guò)程中的變壓器出現(xiàn)了故障，不管是短路故障，還是誤動(dòng)故障等，那么差動(dòng)保護(hù)線路中的回路會(huì)都會(huì)由于I2的存在，使得其流通方向出現(xiàn)一定的改變。通過(guò)啟動(dòng)繼電器，其將正常距離繼電器的操作限制在起動(dòng)繼電器特性內(nèi)的條件，這是通過(guò)中繼站上的負(fù)載的相位和幅度監(jiān)測(cè)得出的。該特性在可能的正常相位角處接受比在異常相位角更重的線電流。然而，某些不平衡故障表現(xiàn)出正常的相位角，并且這些故障通過(guò)相當(dāng)?shù)木€路電壓下降來(lái)檢測(cè)。短時(shí)間內(nèi)造成電壓值出現(xiàn)大幅波動(dòng)，這種現(xiàn)象的主要危害在于，可能因?yàn)樗矔r(shí)電壓故障而導(dǎo)致線路與設(shè)備不可逆的損壞，處理方法主要有提供不間斷電源、電壓整流器等。對(duì)于上述案例，采用不間斷電源（UPS）、無(wú)功功率補(bǔ)償器（SVG）等設(shè)備可以有效地減輕電壓波動(dòng)對(duì)于設(shè)備帶來(lái)的影響，起到平波的作用，同時(shí)也減輕了對(duì)于線路的損耗，是相對(duì)科學(xué)有效的辦法。endprint

3.輸電線路帶電作業(yè)的防護(hù)

3.1 安全作業(yè)

工作人員在正常電壓輸電線路進(jìn)行帶電作業(yè)過(guò)程中，人員在進(jìn)入電位時(shí)與體表電場(chǎng)強(qiáng)度與中周圍電場(chǎng)不是固定不變的，工作人員在登高繼續(xù)帶電作業(yè)時(shí)，越往高處攀爬人員離帶電導(dǎo)體越近，體表場(chǎng)強(qiáng)也就會(huì)不斷提升，場(chǎng)強(qiáng)在與導(dǎo)線處于同樣高度時(shí)會(huì)比較強(qiáng)。

工作人員在絕緣子橫擔(dān)端部進(jìn)行帶電操作，人體體表場(chǎng)強(qiáng)值就會(huì)變高。主要操作是：測(cè)量每個(gè)導(dǎo)線上的電壓和繼電保護(hù)，并移除穩(wěn)態(tài)交流電功率信號(hào)。所得到的濾波電壓信號(hào)乘以傳輸線的特征導(dǎo)納，然后與濾波繼電保護(hù)信號(hào)組合，以產(chǎn)生3個(gè)繼電保護(hù)信號(hào)，表示由入射行波引起的每個(gè)導(dǎo)線上的繼電保護(hù)，3個(gè)繼電保護(hù)信號(hào)表示每個(gè)導(dǎo)線上的繼電保護(hù)由正向行波引起。

比較器比較6個(gè)繼電保護(hù)信號(hào)以提供對(duì)故障方向的指示，并且當(dāng)故障處于受保護(hù)線路段時(shí)提供使能信號(hào)。對(duì)3個(gè)入射波繼電保護(hù)信號(hào)進(jìn)行濾波以提供表示通過(guò)入射行波的第一傳播模式在傳輸線上產(chǎn)生的總繼電保護(hù)的模態(tài)信號(hào)。鑒相器處理3個(gè)入射波信號(hào)，模態(tài)信號(hào)和使能信號(hào)以提供故障相導(dǎo)體的指示。

工作人員從高塔地電位向帶電體等電位進(jìn)行靠近時(shí)，人體體表場(chǎng)強(qiáng)也會(huì)逐漸增大；當(dāng)工作人員從水平方向向帶電體靠近時(shí)，人員身體部位場(chǎng)強(qiáng)的態(tài)勢(shì)呈U型表現(xiàn)出來(lái)，胸部與腹部的場(chǎng)強(qiáng)較低，頭頂與腳尖的場(chǎng)強(qiáng)較高；工作人員在進(jìn)行帶電作業(yè)并與導(dǎo)線等電位時(shí)，人體的體表場(chǎng)強(qiáng)值會(huì)達(dá)到最大。

3.2 遠(yuǎn)程保護(hù)

輸電線路安全控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信和圖形用戶界面進(jìn)行高級(jí)過(guò)程監(jiān)控管理。通過(guò)輸電線路安全監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)處理使得電能狀況能夠被監(jiān)測(cè)，中控調(diào)度臺(tái)可以發(fā)出過(guò)程命令。實(shí)時(shí)控制邏輯由連接到現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和控制器的網(wǎng)絡(luò)化模塊執(zhí)行。輸電線路安全系統(tǒng)被開發(fā)作為遠(yuǎn)程訪問(wèn)各種本地控制模塊的通用手段，這些模塊可以來(lái)自不同的制造商，允許通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化協(xié)議對(duì)電能的情況進(jìn)行監(jiān)控。在實(shí)際運(yùn)行中，大型輸電線路安全系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成與功能上的分布式控制系統(tǒng)非常相似，并且具有多種與電能設(shè)備數(shù)據(jù)傳送接口的手段。它們可以控制多個(gè)電能設(shè)備的過(guò)程，并且可以遠(yuǎn)距離進(jìn)行監(jiān)測(cè)。輸電線路自動(dòng)保護(hù)技術(shù)綜合了通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)一定的協(xié)議，將位于不同地域的計(jì)算機(jī)通過(guò)硬件進(jìn)行有線或者無(wú)線連接，將其作為一個(gè)集合。通過(guò)光纖、寬帶等方法或介質(zhì)，空調(diào)自動(dòng)控制通過(guò)硬件軟件共享信息或數(shù)據(jù)，與連接的大量計(jì)算機(jī)進(jìn)行資源的交換，對(duì)于集中的資源進(jìn)行統(tǒng)一的維護(hù)、清理、整合。但由于該性質(zhì)，在其顯示進(jìn)步階段引進(jìn)了對(duì)應(yīng)的智能化關(guān)鍵措施，以實(shí)行輸電線路安全作業(yè)的可靠性保護(hù)技術(shù)。

結(jié)語(yǔ)

安全作業(yè)對(duì)于輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的作用，該技術(shù)的更新?lián)Q代是一條光明而曲折的路，在這條路上會(huì)出現(xiàn)很多難題與挑戰(zhàn)，這個(gè)任務(wù)長(zhǎng)期而又艱巨，需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不斷地進(jìn)行總結(jié)歸納。為實(shí)現(xiàn)自身的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展而進(jìn)行大膽革新，利用創(chuàng)新思維進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)，從而大踏步地走向科學(xué)高效的輸電線路建設(shè)目標(biāo)。

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