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        帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

        2021-01-21 15:52:40邵開山張瑞博
        設(shè)備管理與維修 2021年20期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)設(shè)備研究

        邵開山,張瑞博

        (國網(wǎng)蒙東檢修公司興安運(yùn)維分部,內(nèi)蒙古烏蘭浩特 137400)

        0 引言

        隨著我國城市化與工業(yè)化建設(shè)的不斷深入,人們對于電力的需求越來越大,遠(yuǎn)距離輸電工程越來越多。且隨著超高壓與特高壓交直流輸電工程的不斷建設(shè),輸電工程建設(shè)對帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的要求也逐漸提升。為了保證輸電工程的建設(shè)質(zhì)量,需要重視對帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究,并深入分析其發(fā)展趨勢,以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,為社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供保障。

        1 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀

        1.1 輸電線路帶電作業(yè)

        1.1.1 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

        輸電線路帶電作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括最小安全間距、絕緣工具最小有效絕緣長度,以及最小組合間隙等內(nèi)容,其中最小安全間距的設(shè)定由帶點(diǎn)作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)決定,需要進(jìn)行電壓水平的概率計(jì)算,以及間隙實(shí)驗(yàn)結(jié)果的概率計(jì)算,同時(shí)還要校正海拔,保證帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率<10-5。除了概率計(jì)算以外,還要考慮其他方面的因素,包括實(shí)際帶電作業(yè)位置、路線桿塔結(jié)構(gòu)、線路走廊海拔高度,以及系統(tǒng)參數(shù)等,以確保輸電線路帶點(diǎn)作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的準(zhǔn)確性,在獲取數(shù)據(jù)時(shí),需要使用合適的方法進(jìn)行試驗(yàn),以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        由于帶電作業(yè)過程中輸電線路與塔頭尺寸過于緊湊,相間與相地的距離比較小,導(dǎo)致工作人員作業(yè)過程中進(jìn)出受限,不利于高效地開展工作。工作人員在帶電作業(yè)過程中需要選擇最優(yōu)的電位路徑,要結(jié)合具體情況選擇最佳的作業(yè)間隙,同時(shí),還需要將相導(dǎo)線之間的間隙放電特性考慮在內(nèi),通過反復(fù)試驗(yàn)計(jì)算出最小安全距離,保證工作人員在安全范圍內(nèi)工作,保障其生命安全。除此之外,還需要加長保護(hù)間隙,以保證部分緊湊型輸電線路帶電作業(yè)間隙不足的安全作業(yè)。在設(shè)計(jì)保護(hù)間隙時(shí),要遵守設(shè)計(jì)原則,根據(jù)具體線路要求進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過加裝保護(hù)間隙的絕緣配合實(shí)驗(yàn),科學(xué)合理的設(shè)定保護(hù)間隙的數(shù)值,使保護(hù)間隙安全作業(yè)方式能夠滿足帶電作業(yè)的基本要求。

        1.1.2 帶電作業(yè)人員的安全防護(hù)

        由于超高壓與特高壓的輸電線路周圍的電場強(qiáng)度較高,工作人員帶電作業(yè)過程中,進(jìn)出電場很可能導(dǎo)致電場出現(xiàn)電位轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,使帶電工作人員的體表電場強(qiáng)度增大,此外,電位轉(zhuǎn)移還會導(dǎo)致電容放電脈沖電流與電弧的出現(xiàn),因此,為了保證工作人員的人身安全,需要加強(qiáng)超高壓與特高壓環(huán)境下工作人員的帶電作業(yè)安全防護(hù)要求,進(jìn)一步保障帶電作業(yè)的安全性。

        目前我國對于500 kV 高壓環(huán)境下帶電作業(yè)工作熱源的安全防護(hù)研究主要有兩種,一是采用仿真計(jì)算的形式進(jìn)行研究,其次是利用現(xiàn)場實(shí)測進(jìn)行研究。隨著近幾年研究的不斷深入,對于安全防護(hù)的研究逐漸將兩者結(jié)合起來。經(jīng)過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),工作人員帶電作業(yè)過程中距離鐵塔的距離越近,體表的電場強(qiáng)度就會越大,且體表電場強(qiáng)度較高的部位為頭頂、指尖等尖端部位。在帶電作業(yè)的過程中,等電位作業(yè)時(shí)人的體表電場強(qiáng)度最大。通過對國內(nèi)外各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可知,直流電路的可感知場強(qiáng)遠(yuǎn)小于交流線路的可感知場強(qiáng),交流電流對人體產(chǎn)生的影響較大,因此,為保證帶電作業(yè)人員的人身安全,需要加強(qiáng)對交流電流安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),以提升帶電作業(yè)的安全性,為直流線路安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

        1.1.3 帶電作業(yè)設(shè)備的應(yīng)用

        500 kV 的超高壓輸電線路具有很多的特性,包括桿塔結(jié)構(gòu)尺寸大、導(dǎo)線分裂數(shù)多等,這些特性對帶電作業(yè)設(shè)備,以及帶電作業(yè)工具提出了更高的技術(shù)要求[1]。隨著近幾年對帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究的不斷深入,目前已經(jīng)在此方面取得了較大的突破,并研制出了能夠滿足超高壓帶電作業(yè)最小有效絕緣長度要求的帶電作業(yè)絕緣提線工具,同時(shí)滿足實(shí)際線路機(jī)械荷重要求,此外還研究出了鈦合金卡具,主要是根據(jù)不同噸位、型式的絕緣子串型特點(diǎn)進(jìn)行研制。這些新型帶電作業(yè)工具的研發(fā)使得帶電作業(yè)的效率大大提升,減少人力使用,并降低了帶電作業(yè)人員的工作強(qiáng)度,使得帶電作業(yè)質(zhì)量得到了進(jìn)一步的保障。

        1.2 配電線帶電作業(yè)

        電力系統(tǒng)主要是通過配電線進(jìn)行電能輸送,配電線是電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施組成部分。隨著我國城市化建設(shè)的不斷深入,電力能源的需求不斷增大,各地區(qū)、各行業(yè),以及人們?nèi)粘I疃茧x不開電力能源,因此,配電網(wǎng)的覆蓋面極廣,并具有一定的復(fù)雜性。且由于我國各地的地理環(huán)境存在較大的差異,配電線路的帶電作業(yè)條件也受其影響有所不同,綜合來講,配電線路帶電作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)主要有機(jī)械臂作業(yè)法、絕緣桿作業(yè)法等,具體的使用方法需要根據(jù)帶電作業(yè)的具體情況決定[2]。

        配電線路帶電作業(yè)能夠?yàn)殡娔苡脩籼峁┛煽康墓╇娡緩?,其主要?nèi)容包括電力設(shè)備的更換、元件更換,以及線路修補(bǔ),以此保證配電線路的使用效能,使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到保障。在進(jìn)行配電線路帶電作業(yè)時(shí)還需要重視工作環(huán)境,要保證在配電設(shè)備較為密集的區(qū)域進(jìn)行帶電作業(yè),以此提升作業(yè)人員同時(shí)觸及不同電位電力設(shè)施的概率。為了確保帶電作業(yè)人員的人身安全,要重視絕緣防護(hù)用具的穿戴,保證防護(hù)用具的正確穿戴,同時(shí),還要確定作業(yè)間隙與絕緣工具的絕緣水平,避免出現(xiàn)安全事故。

        1.3 帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系與仿真培訓(xùn)

        帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系主要是針對超高壓線路帶電作業(yè)的專項(xiàng)技能培訓(xùn),主要包括超高壓帶電作業(yè)基礎(chǔ)理論知識、安全操作規(guī)范,以及技術(shù)特征與要求等方面的培訓(xùn);其次,還要選擇典型作業(yè)項(xiàng)目,培訓(xùn)主要采用訓(xùn)練與示范相結(jié)合的方式進(jìn)行,以此保證帶電作業(yè)工作人員在提升自身專業(yè)技能的同時(shí),鍛煉實(shí)踐能力。

        隨著科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)等新型技術(shù)的不斷發(fā)展,我國目前的帶電作業(yè)還將多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合到了帶電作業(yè)過程中,并結(jié)合帶電作業(yè)技術(shù)開展仿真培訓(xùn)。通過計(jì)算機(jī)技術(shù),以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用,將帶電作業(yè)的環(huán)境展現(xiàn)出來,生成具有較強(qiáng)真實(shí)性感的三維環(huán)境,制作仿真三維環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺Quest3D,然后通過3dMAX、Zbrush 等軟件的應(yīng)用進(jìn)行場景建模、附貼圖等,以此呈現(xiàn)出真實(shí)感極強(qiáng)的三維模型場景,應(yīng)用mySQL 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲及數(shù)據(jù)管理工作,然后利用編程實(shí)現(xiàn)場景顯示、場景漫游、培訓(xùn)演示等內(nèi)容,將帶電作業(yè)項(xiàng)目通過虛擬模型進(jìn)行演示,提升帶電作業(yè)的安全性,并提升整體的管理效率,充分發(fā)揮培訓(xùn)工作的效用[3]。

        2 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢

        2.1 帶電作業(yè)工具

        帶電作業(yè)工具的研究主要包括以下4 個(gè)方面:

        (1)高強(qiáng)度柔性絕緣材料。帶電作業(yè)過程中,為了提高機(jī)械強(qiáng)度,并加強(qiáng)帶電作業(yè)工具的絕緣性能,需要加強(qiáng)對高強(qiáng)度柔性絕緣材料的研究,研制出軟質(zhì)柔性的絕緣吊拉工器具,以提升帶電作業(yè)工具的性能質(zhì)量。

        (2)硬質(zhì)絕緣材料。為保障工作人員的人身安全、增強(qiáng)帶電作業(yè)環(huán)境的絕緣性能,要加強(qiáng)對新型軟、硬質(zhì)絕緣材料的研究,提升運(yùn)行設(shè)備的安全性,以推動帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究發(fā)展,提升帶電作業(yè)的工作質(zhì)量[4]。

        (3)機(jī)械化裝置。為提升帶電作業(yè)的工作效率,保證其工作開展的有效性,并減少帶電作業(yè)的勞動強(qiáng)度,需加強(qiáng)帶電作業(yè)機(jī)械化裝置的研究,并保證各種帶電裝置的輕型化,以提升其便捷性。

        (4)檢測設(shè)備。要加強(qiáng)檢測設(shè)備的研制。帶電作業(yè)過程中,若帶電作業(yè)設(shè)備存在問題,很可能會造成安全事故,因此,要加強(qiáng)檢測裝置的研制,使其機(jī)械化與智能化,保證帶電作業(yè)安全進(jìn)行[5]。

        2.2 配電網(wǎng)帶電作業(yè)

        配電網(wǎng)帶電作業(yè)的研究主要是向兩個(gè)方面開展:一是加強(qiáng)推廣,二是對應(yīng)用城市電網(wǎng)不停電作業(yè)法的研究,其中最重要的是對不停電作業(yè)項(xiàng)目的研究。不停電作業(yè)項(xiàng)目的研究,首先要對不同工況進(jìn)行研究,深入分析其過電流與過電壓,同時(shí),還要加強(qiáng)對不停電作業(yè)工具與設(shè)備的研究,提升不停電作業(yè)設(shè)備與工具的便捷化,以此提升不停電作業(yè)的工作效率。其次,還需要深入研究帶電作業(yè)的步驟,使其工作步驟程序化,讓帶電作業(yè)人員能夠按照具體作業(yè)步驟開展工作,確保帶電作業(yè)的安全性與有序性,提升不停電作業(yè)的工作質(zhì)量[6]。

        2.3 帶電作業(yè)設(shè)備清洗

        要重視帶電作業(yè)中的清洗工作。變電設(shè)備帶電清洗時(shí)若出現(xiàn)操作問題,很可能會危及作業(yè)人員的生命安全,因此,要加強(qiáng)對變電設(shè)備帶電清洗作業(yè)的研究,綜合分析變電設(shè)備的積污特點(diǎn),以便更為高效的開展帶電清洗工作。此外,還要加強(qiáng)對高絕緣性能清洗材料的研究,以保證帶電作業(yè)人員的安全。為了提升變電設(shè)備的帶電清洗效率,要深入研究智能化的帶電清洗裝置,在節(jié)省人力的同時(shí),進(jìn)一步提升帶電作業(yè)的穩(wěn)定性。同時(shí),為了保證作業(yè)人員能更高效、安全地開展工作,要加強(qiáng)對安全技術(shù)操作規(guī)范的研究,讓帶電作業(yè)人員按照相關(guān)操作規(guī)范操作,優(yōu)化變電設(shè)備帶電清洗技術(shù)[7]。

        3 結(jié)語

        為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,需要保證帶電作業(yè)的安全性與穩(wěn)定性,保證帶電作業(yè)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)得到正確應(yīng)用,以提升帶電作業(yè)的工作水平,保證電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。為此,需要加強(qiáng)對帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究,并明確帶點(diǎn)作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究方向,以使各種帶電作業(yè)設(shè)備、技術(shù)、方法符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,更高效地開展電網(wǎng)設(shè)備檢測、維修與改造工作。

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