孫宏宇

(國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司檢修公司)

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，各行業(yè)的用電量日漸增大，500kV超高壓輸電線路的使用情況增多，但是500kV超電壓輸電線路同塔線排列比較密集、塔頭的間隙比正常的線路要小得多，因此作業(yè)人員同塔線帶電作業(yè)的難度比較大。本文以緊湊型同塔雙回路為例，研究同塔線的等電位情況，為作業(yè)人員提供參考。

1 500kV超高壓輸電線路同塔線帶電作業(yè)可行性分析

500kV超高壓輸電線路同塔帶電作業(yè)難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，工作人員如何才能在同塔線帶電作業(yè)時(shí)保證自身安全是研究重點(diǎn)，工作人員一般采用等電位進(jìn)入的方法在同塔線開(kāi)展帶電作業(yè)。因此工作人員需要對(duì)同塔線中等電位進(jìn)行計(jì)算，找到等電位作業(yè)間隙，然后再通過(guò)吊籃法或者沿軟梯攀爬法進(jìn)入等電位作業(yè)。500kV超高壓輸電線路同塔線帶電作業(yè)中必須要做好防護(hù)措施，防護(hù)作業(yè)人員安全作業(yè)，因此同樣要對(duì)人體表面電場(chǎng)的分布情況進(jìn)行計(jì)算，最后再根據(jù)等電位和人體表面電場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果做好帶電作業(yè)的防護(hù)措施。

2 500kV超高壓輸電線路同塔線等電位分析

2.1 組合間隙

作業(yè)人員進(jìn)入等電位作業(yè)后在工作人員和同塔線之間形成了組合間隙，此時(shí)作業(yè)人員因人體周圍的電場(chǎng)影響了組合間隙的空氣絕緣性。而且人體周圍的電場(chǎng)分布是不均勻的，會(huì)導(dǎo)致組合間隙的電場(chǎng)發(fā)生突變，電場(chǎng)強(qiáng)度變化過(guò)大會(huì)導(dǎo)致局部放電擊穿組合間隙對(duì)工作人員造成傷亡，因此組合間隙的最小要求為4m。

2.2 緊湊型同塔雙回路與正常電塔的間隙對(duì)比

500kV超高壓輸電線路中常見(jiàn)的是A型號(hào)的直線塔和B型號(hào)的緊湊型同塔，直線塔和同塔的構(gòu)造不同，A型號(hào)直線塔如圖1所示[1]：

A型號(hào)直線塔如圖所示窗口間隙為4.5m，邊相的窗口間隙為5.3m。塔窗內(nèi)部的三相導(dǎo)線排列方式為水平排列。作業(yè)人員如果在A型號(hào)的直線塔開(kāi)展帶電作業(yè)無(wú)論采用吊籃法或者沿軟梯攀爬法都可以保證組合間隙大于4m，因此帶電作業(yè)相對(duì)安全。

而B(niǎo)型號(hào)緊湊型回塔如圖2所示：

B型號(hào)緊湊型回塔如圖所示窗口間隙為4.1m，邊相的窗口間隙為7.0m。塔窗內(nèi)部以正三角形的方式排列三相導(dǎo)線，而導(dǎo)線采用六分裂結(jié)構(gòu)。作業(yè)人員如果在B型號(hào)的緊湊型回塔開(kāi)展帶電作業(yè)采用吊籃法或者沿軟梯攀爬法都需要注意保證組合間隙大于4m，而B(niǎo)型號(hào)緊湊型回塔的窗口間隙只有4.1m，因此作業(yè)人員在B型號(hào)緊湊型回塔作業(yè)時(shí)要格外小心，工作人員計(jì)算等電位一定要更加精確。

3 500kV超高壓輸電線路同塔線等電位計(jì)算

500kV超高壓輸電線路同塔作業(yè)人員的作業(yè)方式有吊籃法和沿軟梯攀爬法兩種，而吊籃法在左右兩個(gè)方向都可以進(jìn)入等電位組合間隙，因此可以得到3種作業(yè)方式：吊籃法從左側(cè)進(jìn)入的作業(yè)圖如圖3所示、吊籃法從右側(cè)進(jìn)入的作業(yè)圖如圖4所示、沿軟梯攀爬法的作業(yè)圖如圖5所示[2]：

根據(jù)圖3和圖4可以得到以下結(jié)論：位置1的工作人員位于緊湊型同塔的橫擔(dān)上，位置2的工作人員與上相導(dǎo)線的距離只有3m，位置3的工作人員上與上相導(dǎo)線的距離只有2m，位置4的工作人員與上相導(dǎo)線相互重合。

根據(jù)圖5可以得到以下結(jié)論：位置1的工作人員位于下相導(dǎo)線的中心點(diǎn)附近，頭部未到下相導(dǎo)線。位置2的工作人員頭部部位在下相導(dǎo)線之上，而下半身在下相導(dǎo)線之下。位置3的工作人員與上相導(dǎo)線的距離只有4m。位置4的工作人員與上相導(dǎo)線重合。

圖3、圖4、圖5中緊湊型同塔的組合間隙用Se表示，帶電工作作業(yè)人員與地面電位的距離用S1表示，帶電工作作業(yè)人員與等電位的距離用S2和S3表示，組合間隙的值應(yīng)該將帶電工作作業(yè)人員與地面電位的距離與帶電工作作業(yè)人員與等電位的距離相加。因此可以得出結(jié)論：以上三種進(jìn)入等電位的方法Se1=S1+S2；而吊籃法從左側(cè)進(jìn)入以及沿軟梯攀爬法Se2=S1+S3。而根據(jù)緊湊型回塔的塔頭尺寸與Se的計(jì)算方式可以計(jì)算出吊籃法從左側(cè)進(jìn)入、吊籃法從右側(cè)進(jìn)入、沿軟梯攀爬法三種情況下組合間隙的值：Se1的值如表1所示、Se2的值如表2所示.

表1 組合間隙Se1

表2 組合間隙Se2

根據(jù)表1和表2中位置1、位置2、位置3、位置4的組合間隙結(jié)果可以得出以下結(jié)論：吊籃法從右側(cè)進(jìn)入等電位時(shí)位置3的組合間隙為3.8m，不符合組合間隙最小為4m的規(guī)定，因此500kV輸電線路緊湊型同塔線作業(yè)時(shí)不能采用從吊籃法從右側(cè)進(jìn)入；帶電工作作業(yè)人員可以采用吊籃法從左側(cè)進(jìn)入或者沿軟梯攀爬法均可保證組合間隙符合要求，但是相比之下沿軟梯攀爬法明顯組合間隙更大，因此500kV輸電線路緊湊型同塔線作業(yè)時(shí)沿軟梯攀爬法最優(yōu)，此法進(jìn)入等電位帶電作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)最小。但是無(wú)論哪種方法帶電工作作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中都會(huì)有觸電感覺(jué)，因此作業(yè)安全部門(mén)應(yīng)該根據(jù)人體表面場(chǎng)強(qiáng)的分布情況制作出可以有效防止觸電的工作服。

4 500kV超高壓輸電線路同塔線人體場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算

4.1 構(gòu)建B型號(hào)緊湊型同塔模型

計(jì)算人體表面場(chǎng)強(qiáng)的分布情況首先需要工作人員根據(jù)實(shí)際的同塔尺寸構(gòu)建線路模型，然后再根據(jù)線路模型中的等電位計(jì)算人體表面場(chǎng)強(qiáng)的分布情況，在構(gòu)建模型的過(guò)程中將六分裂形式的導(dǎo)線用一根導(dǎo)線等效替代，構(gòu)建的B型號(hào)緊湊型同塔模型平面圖如下[3]：

而根據(jù)人體的臂長(zhǎng)身長(zhǎng)等數(shù)據(jù)可以構(gòu)建人體的三維等效仿真模型如圖7所示：

人體的仿真模型中頭部使用球體替代，而手臂、腿、軀干、頸部部位則使用圓柱體替代，人體仿真模型的尺寸如表3所示：

表3 人體仿真模型尺寸圖

4.2 人體表面場(chǎng)強(qiáng)分布計(jì)算

500kV超高壓輸電線路同塔線帶電作業(yè)人員使用仿真模型替代測(cè)試人體表面場(chǎng)強(qiáng)的分布情況，實(shí)際按照下圖的測(cè)量點(diǎn)測(cè)量人體表面的場(chǎng)強(qiáng)。

測(cè)量結(jié)果如下：

根據(jù)圖9的測(cè)量結(jié)果可以得到以下結(jié)論：當(dāng)作業(yè)人員在導(dǎo)線上作業(yè)時(shí)場(chǎng)強(qiáng)最大，而且腳部位置的圓柱體場(chǎng)強(qiáng)最大，場(chǎng)強(qiáng)最大值為2126kV/m，而頭部位置的場(chǎng)強(qiáng)均小于200kV/m。

4.3 作業(yè)人員的安全防護(hù)

作業(yè)人員在帶電作業(yè)時(shí)穿戴的屏蔽服能否有效防止觸電直接決定了作業(yè)人員的生命安全，因此屏蔽服的上衣、帽子、鞋子、襪子以及手套等部位均要符合GB/T 6568—2008《帶電作業(yè)用屏蔽服裝》的要求，即衣服內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)分布不能大于15kV/m，而人體外部的體表場(chǎng)強(qiáng)不能大于240kV/m。而人體表面場(chǎng)強(qiáng)分布測(cè)試結(jié)果中最大的場(chǎng)強(qiáng)分布值為2126kV/m，因此屏蔽服的效率應(yīng)該至少達(dá)到42.52dB。所以為保證作業(yè)人員的生命安全，作業(yè)人員的屏蔽服的效率應(yīng)該高于42.52dB，工作人員穿戴屏蔽效率足夠高的防護(hù)服才能夠安全地在500kV超高壓輸電線路同塔線開(kāi)展帶電作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，500kV超高壓輸電線路同塔線帶電作業(yè)是可行的，但是需要保證作業(yè)人員的屏蔽服效率高于42.52dB，同時(shí)盡量采用沿軟梯攀爬法進(jìn)入等電位組合間隙，這樣才能最大限度地保證作業(yè)人員的人身安全。