1 000 kV河泉线输电线路带电作业安全防护研究

李 敏，毕 斌，王大鹏,王馨尉

（1.国网山东省电力公司检修公司，济南 250118；2.华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206）

1 000 kV河泉线输电线路带电作业安全防护研究

李 敏1，毕 斌1，王大鹏1,王馨尉2

（1.国网山东省电力公司检修公司，济南 250118；2.华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206）

随着特高压输电网建设速度加快，1 000 kV交流特高压输电线路逐步成为跨区电网主要能源通道，为提高其供电可靠性，减少临停次数，特高压输电线路带电检修至关重要。1 000 kV交流特高压输电线路电压等级高、电场强度大、杆塔高大，增加了带电检修的难度。通过分析1 000 kV河泉线进电场方式，校核带电作业安全距离，阐述了屏蔽服和电位转移棒的重要性，达到特高压带电作业安全防护的目标。

交流输电线路；特高压；带电作业；安全防护

0 引言

随着电网的快速发展，特高压输电线路大幅扩建，电网运行中难免会出现线路改造、故障检修等问题，带电作业是1 000 kV特高压交流输电线路重要的检修维护手段，对提高特高压线路供电可靠性有重要意义。安全距离和组合间隙是作业人员在带电作业时必须考虑的因素，必须使用满足最小有效绝缘长度规定要求的绝缘工具，并采取合理的安全防护措施。

目前，500 kV输电线路带电作业技术和安全防护措施已经相当成熟，而1 000 kV交流特高压是近几年才发展的新的电压等级，电压更高、空间场强更强，作业人员电磁场中安全因素更加复杂，一旦操作不当或安全防护措施没有做到位则会危及人身安全，为了维护特高压输电线路的安全性和稳定性，避免带电作业时安全隐患的发生，研究特高压带电作业的安全防护措施十分必要。

1 交流特高压带电检修

随着特高压电网对供电可靠性要求的提高，带电作业成为一个集技术研究和现场实践于一体的综合性专业。在500 kV电压等级作业成熟的经验技术基础上，交流 1 000 kV输电线路已在部分线路上开展试验和实践，分析特高压电磁场环境，研制出屏蔽服和电位转移棒等安全防护措施，研制出各种带电作业项目的配套工器具，并投入生产实际中。

目前，已经有部分单位对交流特高压带电作业技术展开试验和应用。湖北省电力公司已开展1 000 kV交流特高压线路带电走线检查导线，带电更换间隔棒、金具等作业项目，尝试利用直升机作为平台，进行带电作业方式的最小安全间隙试验、等电位试验测试等工作。随着全国多条特高压线路陆续投入运行，交流特高压带电作业已不再神秘，带电检修将作为一种常态化的方式不断创新和实践。

2 交流特高压带电作业人体影响

2.1 电流影响

等电位脉冲电流。作业人员在由地电位通过绝缘绳从空中缓慢转移到1 000 kV导线过程中，人体的电荷发生变化，人体与高压导线的存在电位差，在接触导线前的一瞬间，较高的电压差击穿空气间隙形成放电电弧，伴随着正、负极性的脉冲电流反复在人体和导线间存在。这对作业人员存在较大威胁。为避免人体与导线间反复放电拉弧，作业人员应快速、稳定的利用电位转移棒接触导线，且与导线保持0.5 m的距离，使脉冲电流对人体的影响最小。

绝缘工具的泄漏电流。地电位作业人员操作绝缘工具接触带电体，会有泄漏电流流经人体，泄漏电流与绝缘杆绝缘电阻有直接关系，因此，作业人员需在屏蔽服分流的保护下，确保绝缘杆的有效的绝缘长度和绝缘电阻。

2.2 电场影响

带电作业人员从杆塔逐渐进入电场过程中，人体周围的电磁环境不断变化，体表场强也变化较大。作业人员攀爬杆塔到达铁塔横担体表场强变化过程：从地面沿杆塔攀爬时，体表场强不断增大，离带电导线越近，场强越大。作业人员沿绝缘子接近带电体或采用吊篮缓慢进入电场过程，体表场强随着人体与带电体距离接近而增大。接触带电导线的瞬间到达最大值。

等电位作业时人体穿着全套屏蔽服在等电位时，头部和手的场强达到1 900～2 400 kV／m，人体处在分裂导线内的部分场强则较小，平均达300～400 kV／m。均远远大于人体的感知水平。试验结果表明，离开分裂导线截面越远，场强越大。因此导线上的等电位作业人员的手和面部所处的电场强度较大，作业人员应尽量控制动作幅度不宜过大。

3 交流特高压等电位作业方法及安全分析

3.1 特高压三种等电位进入方式

“吊篮法”进电场。“吊篮法”进电场通常由1根绝缘吊拉绳和1个绝缘滑车组控制，绝缘吊拉绳固定在绝缘子串挂点的横担处，绝缘吊拉绳的长度应经过准确的计算或实际测量，保证等电位电工能顺利进入导线，如图1所示。作业时绝缘滑车组由地面电工负责控制，等电位电工在吊篮上坐稳并绑好安全带后，进行冲击试验，绝缘子滑车组再缓慢松出，等电位电工沿绝缘吊拉绳摆动的轨迹进入等电位。此方法要充分考虑等电位过程中的组合间隙满足规程要求。

图1 “吊篮法”进电场

“软梯法”进入耐张塔强电场。绝缘软梯法进电场是以导、地线为悬挂点，等电位作业前在导、地线上先行挂设软梯，挂梯同时考虑作业过程中导线、地线增加集中荷载后，对导线、地面及交叉跨越物的安全距离是否满足要求。作业人员从地面攀爬软梯进入电场。此方法进入电场过程中不需带电作业时的最小安全距离和组合间隙，如图2所示。

图2 “软梯法”进入电场

沿耐张串“跨二短三法”进电场。“跨二短三”法进入电场通常超高压电压等级带电作业人员沿绝缘子片进入等电位过程，为了避免人体短接电气距离过大从而保证组合间隙，要求作业人员最多短接3片绝缘子。作业时等电位电工身体与绝缘子串垂直，脚踩其中一串绝缘子手扶另一串绝缘子，手脚在绝缘子串上的位置必须保持对应一致，如图3所示，短接的绝缘子一般不超过3片，当扣除被短接片数后良好绝缘子片数能满足规定时，短接片数可适当增加。

3.2 河泉线杆塔带电作业安全距离

1 000 kV河泉Ⅰ、Ⅱ线是同塔共架双回线路，如图4所示，通过对其典型的直线塔和耐张塔杆塔结构进行研究，验证带电作业时的安全距离和组合间隙。保证检修时作业人员人身安全和设备安全。

图4 河泉线典型直线塔和耐张塔

利用投运前和线路停电机会开展带电作业演练，对典型直线塔采用“吊篮法”进电场，作业人员在吊篮中从横担经过绝缘传递绳缓慢进入导线，由SZ30103型杆塔结构可知，悬垂绝缘子串结构高度9 m，导线距离杆塔水平距离为11.4 m，作业人员在吊篮内沿抛物线轨迹进入电场，校核进入过程中组合间隙是否符合要求。根据交流特高压带电作业现场试验结果，参考特高压带电作业组合间隙放电曲线，可以得到相应操作的危险率。校核结果如表1所示。

表1 直线塔组合间隙校核

由表1可看出，这种作业方式危险率小于，满足带电作业的安全性要求，以此类推，其他塔型也符合带电作业安全距离要求。

同理，SDJ30103型耐张塔沿绝缘子串进电场过程，等电位作业组合间隙校核。1 000 kV河泉Ⅰ、Ⅱ线耐张绝缘子片数为48片和57片，绝缘子串长约10.7 m，考虑人体短接距离0.5 m，根据冲击放电试验，校核结果如表2所示。

表3 1 000 kV带电作业屏蔽服衣料和成品性能试验

表2 耐张塔组合间隙校核

由表2可知，危险率小于10-5，SDJ30103型耐张塔沿绝缘子进电场符合带电作业组合间隙的要求。

4 交流特高压带电作业安全防护措施

4.1 屏蔽服和屏蔽要求

屏蔽服是带电作业安全防护的第一大 “法宝”，全套屏蔽服包括帽子、面罩、衣服、袜子和导电鞋，各部位用导电良好的金属接头连接可靠。1 000 kV交流特高压带电作业人员必须穿着全套屏蔽服，等电位人员必须戴好面罩。屏蔽服起到均流、分压和屏蔽电磁场的作用，避免等电位瞬间脉冲电流对人体的冲击。

1 000 kV带电作业屏蔽服衣料和成品性能试验结果如表3所示。

特高压输电线路带电作业使用屏蔽服的屏蔽效率必须大于60 dB，用满足表3要求的材料制作。

等电位和中间电位作业人员登塔前需穿全套屏蔽服（包括连衣裤帽、面罩、手套、导电袜和导电鞋），认真按要求进行电阻检测，符合要求后方可使用，屏蔽服装内还应穿阻燃内衣。

等电位电工登塔前检查屏蔽服连接情况，不准出现破损和孔洞，电阻值小于或等于20 Ω。作业人员进入电场和退出电场时需检查各连接头是否连接牢固可靠，在电场中时刻保持各部分连接可靠。

用绝缘传递绳索传递大件金属物品（包括工具、材料）时，杆塔或地面上作业人员应将金属物品接地后才能触及。

4.2 电位转移棒

电位转移棒是1 000 kV交流特高压带电作业的第二大“法宝”，利用电位转移棒接触带电体可以进行有效电位转移，减少人体冲击。

等电位试验表明，等电位人员距接近导线至0.5 m时，头部、脚尖就会与导线形成电弧，出现多个电弧通道，经仿真计算，1 000 kV特高压线路作业人员距离带电导线0.5 m进行电位转移时，流过人体的最大瞬态能量可达0.96 J，采用电位转移棒先接触导线，可避免脉冲放电点在人体头部发生。

特高压电位转移棒长度约0.6 m，由硬质绝缘棒、金属触头和软金属引线组成，引线一端固定于触头上，另一端与屏蔽服或吊篮相连。使用时，等电位电工进入电场过程中手持电位转移棒放于身前；等电位电工到达距离带电导线0.5 m处向工作负责人申请电位转移，得到工作负责人的许可后用电位转移棒迅速、稳妥、准确的勾住离人体最近的一根子导线，完成电位转移。

5 结语

1 000 kV交流特高压带电作业不是简单的在500 kV输电线路带电作业的基础上，加大绝缘绳索长度和绝缘工具的尺寸。试验表明，特高压带电作业过程中，电磁场环境复杂，对人体的影响更大，进出电场危险性增加，安全防护的标准和要求更高更严。

作业前，需核算杆塔结构尺寸，选择合适的绝缘绳索和绝缘工具，计算绝缘器具受力荷载，并在不带电线路上模拟演练后方可进行。根据塔型和器具，选择合适的等电位进出电场方式。制定相应的安全措施、技术措施和应急预案，作业过程中，严格执行监护制度，注意保持最小安全距离和组合间隙，作业人员与监护人员保持联系畅通。

正确使用特高压带电作业屏蔽服和电位转移棒，屏蔽服起到屏蔽电磁场、分流和均压作用，作业过程中时刻保持各部分连接可靠，电位转移棒是特高压带电作业减小等电位瞬间脉冲电流的有效手段。

［1］卢刚.±660 kV直流输电线路带电作业技术［M］.北京：中国电力出版社，2013.

［2］胡毅，王力农，邵瑰玮，等.1 000 kV级交流输电线路带电作业的试验研究［J］.电网技术，2007，31（6）：8-13.

［3］邵瑰玮，胡毅，王力农，等.特高压交流线路带电作业安全防护用具与措施［J］.高电压技术，2007，33（11）：46-50.

［4］舒印彪，胡毅，李雪.特高压交流输电线路的运行维护与带电作业［J］.高电压技术，2007，33（6）：1-5.

［5］石生智.交流特高压输电线路带电作业工器具及作业方法研究［D］.保定：华北电力大学，2013.

Research on Safe Protection of Live Working for 1 000 kV Hequan Transmission Line

LI Min1，BI Bin1，WANG Dapeng1，WANG Xinwei2
（1.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250118，China；2.School of Electric and Electronic Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China）

With the rapid development of UHV transmission network，the 1 000 kV AC UHV transmission lines gradually become the main energy channel of the inter-regional power grid.In order to improve its power supply reliability，reduce the number of temporary power cut，the live maintenance is essential.The characteristics of high voltage level，large electric field strength and high tower height of 1 000 kV AC UHV transmission line increased the difficulty of its live maintenance.By analyzing the way of 1 000 kV Hequan line and checking the safety distance of live working，the importance of shielding clothing and potential transfer bar is elaborated to achieve the goal of safety protection for UHV live working.

AC transmission line；ultra high voltage；live working；safety protection

TM08

A

1007－9904（2017）02－0007－04

2016-10-25

李 敏（1987），男，从事输电线路运行与检修工作。