交流特高压复合横担对带电作业安全影响分析

周程　黄静　章自胜

摘  要：交流特高压复合横担结构不同与常规塔型，在作业中要合理的分析带电作业安全性。分析交流特高压复合横担对带电作业安全距离、进出等电位方式等因素，通过试验以及方针计算可以了解交流特高压复合横担对带电作业安全性产生的影响，得出了交流特高压复合横担带电作业最小安全距离为5.6m，其最小组合间隙距离为6.0m。相对于常规塔型来说要高。交流特高压复合横担在作业中通过复合横进入等电位方式进行作业工作人员体表电厂强度最大主要集中在头部、肩膀等区域，要高于常规塔型的线路状况。对此，在作业中工作人员要加强对头部以及肩膀区域的重点防护处理。

关键词：交流特高压复合横担;带电作业;安全影响

中图分类号：TM84         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）34-0073-02

Abstract： The structure of AC UHV composite crossbar is different from that of conventional tower， so the safety of live operation should be reasonably analyzed in operation. The factors such as the safe distance of AC UHV composite crossbar to live work and the equal potential mode in and out of live work are analyzed. Through the test and policy calculation， the influence of AC UHV composite crossbar on the safety of live work can be understood. It is concluded that the minimum safe distance of AC UHV composite crossbar live operation is 5.6 m， and the minimum combined question gap distance is 6.0 m. It's taller than a regular tower. During the operation， the AC UHV composite crossbar is mainly concentrated in the head， shoulder and other areas， which is higher than the line condition of the conventional tower type， which is mainly concentrated in the head， shoulder and other areas. In view of this， in the operation， the staff should strengthen the key protection of the head and shoulder area.

Keywords： AC UHV composite crossbar; live operation; safety impact

1 交流特高压复合横担关键技术

1.1 节点设计

在交流特高压复合横担应用要重视节点设计。钢套管式节点承载能力较高，其连接便捷，具有传力可靠的优势，在交流特高压复合横担中应用效果显著。通过ANSYS有限元模拟，通过分析横担部件实验结果可以确定此种方式连接传递方式清晰、节点更为安全，具有良好的推广价值。

1.2 结构选型

特高压交流工程根据导线挂线方式、横担布置方案以及节点处理方案等因素确定通过上翘型复合横担塔方案进行处理，其整体结构可以基于750kV复合横担布置进行改进，可以保障挂点与塔身之间水平距离最小，在满足横担绝缘长度的同时通过降低横担小平面主材上翘，其最大上翘角度则就是横担下平面主材以及风偏后联板、线夹碰撞的角度。

交流特高压复合横担的绝缘性良好，通过取消悬垂绝缘子串的方式可以有效的减小到底线荷载作用，减小塔重以及基础作用力。交流特高压复合横担结构简单，通过两根斜拉索以及管型压杆、若干个钢节点共同构成，在复合材料绝缘特性以及钢结构节点传力可靠的基础之上，其链接更为便捷。

交流特高压复合横担传力清晰，在不同设计工况的共同作用之下，横担上平面可以有效的传递拉力，而其下平面则可以传递压力，合理的利用了复合材料的抗拉特性。同时，其也具有良好的扩展性，整体结构合理，具有良好的经济性。

2 交流特高压复合横担对带电作业安全影响分析

交流特高压复合横担与普通塔型具有异性的差异性，这些差异性直接影响了带电作业的安全性，为了保障工作人员带电安全性，就要分析其产生的影响，根据实际状况采取有效的防护措施与手段。

2.1 复合横担对带电作业安全距离的影响

2.1.1 典型带电作业工况

交流特高压复合横担线路在带电作业中，复合横担塔型与其电极操作进行冲击放电的时候，因为负荷横担的引入，导致放点过程与常规类型之下的纯空气间隙的放电类型不同，会直接影响带电作业的安全距离以及组合间隙距离。

通过模拟复合横担塔型之下的带電作业间隙的冲击放电试验，通过标准冲击波进行放电试验，根据标准要求进行实验数据处理。通过实验获得间隙操作冲击放电特性之后，根据线路设计中对于过电压水平以及带电作业危险率的具体要求，用带电作业绝缘配合的方式计算分析安全距离的具体要求。

2.1.2 最小安全距离试验

在模拟中，将假人始终放置在等电位，调节模拟假人与塔身距离，获得间隙冲击放电电压，获得放电特征曲线，对比常规状态之下放电曲线可以发现，在相同间隙距离状况之下，特高压复合横担解耦股的放电电压要低于常规类型的7%～10%左右。

2.1.3 最小组合间隙距离试验

将模拟假人放在最低放电位置，调节J假人与塔身距离获得间隙操作冲击放电电压，获得放电特征曲线对比常规状态之下特征曲线可以发现在间隙距离同等的状态之下，特高压复合横担间隙结构放电电压要低于常规性的10%左右。

根据试验结果，综合带电作业绝缘配合方法以及带电作业的危险率要求，计算分析其最小距离以及组合间隙距离。分析线路过电压对比常规塔型其具体结果如表1。

通过分析结果可以发现，在同等的作业工况中，特高压复合横担塔型的间隙放电电压低于常规塔型。主要就是因为常规塔型的作业工况属于纯空气间隙结构，而复合横担塔型结构会转变圆通的间隙结构，造成作业工况的改变。纯空气间隙放电电压要高于固体绝缘介质的表面，随着闪络放电电压，也就是通过应用复合横担结构会降低带电作业间隙击穿的电压。在同等的过电压状况之下，复合横担线路的最小安全距离以及最小的组合间隙距离均要高于常规塔型结构。

分析带电作业绝缘配合计算结果可以确定，复合横担塔型之下带电作业最小安全距离大于常规塔型0.3m;最小组合间隙距离要大于0.4m，这样才可以保障带电作业符合常规的塔型安全性。

2.2 特高压复合横担塔型对进出等电位方式的影响

特高压常规塔型线路进出等电位主要通过吊篮法进行施工。作业人员要在塔上合适位置，固定安装吊篮装备，等电位作业人员要做好安全防护措施然后进入到吊篮中，通过塔上地点位作业人员进行控制，沿着一定轨迹进行高电场等电位处理，退出等电位则根据其相反的程序进行处理。

在特高压复合横担塔型中通过对应的金具将分裂导线与复合横担连接固定。在处理中可以通过上层符合横担安装设备实现等电位进出，也可以随着作业相复合绝缘子进行等电位的进出。

通过试验分析确定特高压复合横担塔型下带电作业处理中，其最小组合间隙为6.5m，因此在处理中导线与作业人员距离、作业人员与塔身距离之和要高于等于6.5m。在施工中特高压复合横担绝缘距离数值为8.3m，高压侧金具以及塔身净空距离8.2m。对此，在处理中，如果作业人员通过复合横担连接攀爬进入到等电位中，则要分析人体占位短接0.5m的间隙距离，保障组合间隙距离要大于等于7.7m，保障其满足最小组合间隙距离的需求，其仍然剩余一定的安全裕度。对此，可以沿复合横担攀爬的方式进入到等电位。

2.3 特高压复合横担对电场防护的影响

因为其进出等电位的方式具有一定的差异性，复合横担连接塔型之下，工作人员进行等电位进出的过程中体表电场强度的分布也不同于常规类型，其采取的电场防护策略也不同。

通过有限元计算原理，基于ANSYS分析计算实际的电场分布状况。通过仿真对比分析确定电场分布状况。其具体如下：第一，通过吊篮法进入的时候，人体呈现坐姿状态，可以忽略绝缘吊篮对电场分布产生的影响。通过分析进入轨迹上部分的典型位置。作业人员与塔身的水平距离为7m，作业人员与等电位金具水平距离为0.5m。第二，通过复合横担进入等电位，工作人员通过弯腰的姿势站立，双手会扶住复合横担，通过横向的方式移动。选择行进轨迹的典型位置计算分析。其具体结果如表2所示。

通过对比仿真的方式计算分析，可以发现特高压复合横担线路进入等电位中，人体体表中头部位置、肩膀位置的电场强度最大。而通过常规的塔型吊篮进行作业，则主要电场集中在手脚等位置。同时，通过复合横担连接进入等电位的过程中，在典型位置之下，工作人员体表的最大电厂强度要高于常规状态之下的强度。主要就是因为符合横担长度要小于常规类型的金属横担长度，这样就会造成高压导线与塔身之间的空间距离缩小，导致在此方向中的电场分布加强。

对此，复合横担线路相对于常规类型来说，在进行带电作业以及进出等电位作业的过程中，要做好头部、肩部位置的电场防护处理。在移动过程中要保持身体平衡，避免在移动中失衡而导致手臂以及头部等伸展幅度过大等问题的出现。

3 结束语

通过计算以及分析可以确定，交流特高压复合横担线路带电作业最小安全距离为5.6m以及最小组合间距为6.0m。要高于常规的塔型相同工况的数值參数。因此，在进行交流特高压复合横担处理中可以通过沿复合横担进入等电位的方式进行作业处理，因为其最大电场强度集中在头部以及肩部等位置，要重点防护。

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