带电作业进入等电位方式简析

谭永殿，王祥祥

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局，广西 百色 533000）

0 引言

带电作业中最关键的环节是如何进入等电位，它将影响到整个作业的安全性和工作效率。科学合理的进出等电位方式应追求三个目标：方式安全、工具简练、操作高效。

方式安全：进入方式安全可靠，能够满足人体与带电体及接地体的最小组合间隙距离要求。

工具简练：所用工器具应便于现场运输、携带、安装、保管，工器具和现场布置应有助于实现该带电作业消缺项目的其它操作。

操作高效：作业方式操作便捷，能够降低作业人员劳动强度，并且提高工作效率。

2020年11月，南方电网公司在广东佛山培训基地举办输电线路带电作业职业技能竞赛，文中将以此次技能竞赛中各参赛队选择的带电更换500 kV线路直线酒杯塔中相整串绝缘子进入等电位方法为例，浅析其进入方式的优缺点，为今后在各种塔型开展带电作业，进入强电场提供多种方式参考。

1 竞赛设备概况

竞赛线路杆塔型号为5F1W5-ZH1-27的酒杯塔。为满足各电压等级技能培训需求，将该培训线路设计为多电压等级混合型培训线路：左相为110 kV线路，中相为500 kV线路，右相为220 kV线路。酒杯塔中部“V字”瓶口位置，增设置一个宽出塔身1.1 m，护栏高1.58 m的作业监护平台，便于培训师指导和监护员工作业。铁塔的登塔方式为爬梯，爬梯上设置有防坠保护笼。

2 作业难点

2.1 塔窗和监护平台的影响

文献[1]6.5.6.3规定“绝缘绳索不得在地面上或水中拖放，并严防与杆塔摩擦”。酒杯塔中相绝缘子串设置在塔窗内，加上监护平台超出塔身宽度，在进出等电位和更换中相整串绝缘子工作时，用于传递工具、材料及进出等电位等用的绝缘绳索极易与下方塔窗及监护平台摩擦，存在磨伤、磨断绝缘绳索的风险，在传递大、长、重材料时，磨伤绝缘绳索和工具材料撞击塔窗、监护平台造成工具或设备损坏的风险更高。受塔窗及超宽平台的影响，很多直接进入中相导线等电位的方法无法实施，杆上和地面的作业配合也受到很大影响。

2.2 爬梯防坠保护笼的影响

爬梯设置有防坠保护笼，在运行的线路中也是常见的，防坠保护笼带来的困难在于塔上作业人员无法直接携带传递绳上下塔，只能将传递绳装在工具包内背到塔上作业点再慢慢放至地面，或者是塔上作业人员携带传递小绳攀爬到监护平台或横担处，再把传递小绳放至地面，用其把传递绳拉至平台后继续携带至作业点，这也给进入等电位方式的工具选择增加难度。

3 几种进入等电位作业方式及优缺点简析

基于竞赛设备的实际情况和上述两个作业难点，参赛的6家单位，11个参赛队，根据各单位的作业习惯、人员技能和工具配置等选择了3类4种进入等电位方式。根据进入等电位所用工器具可分为：软梯法进入方式、滑车组+士字梯进入方式（垂直升降法）、滑车组+士字梯进入方式（荡秋千法）、自动升降装置进入方式，现对以上几种进入方式的优缺点进行简析。

3.1 软梯法进入方式[2]

作业示意如图1所示。

图1 软梯法进入等电位方式

3.1.1 作业操作步骤

地面电工将软梯头与绝缘软梯组装连接，传递到作业相导线横担处，塔头电工与地面电工相互配合将软梯头悬挂在导线上，再由地面电工将绝缘软梯拉向远离铁塔方向牵引出约5 m距离，塔头电工使用绝缘控制绳将软梯固定在横担上，防止绝缘软梯外滑和坠落。等电位电工对绝缘软梯冲击检查，确认无异常后，通过攀爬绝缘软梯进入导线等电位。绝缘软梯的设置可根据杆塔高度、人员技能、软梯长度等选择，可从地面直接爬梯进入等电位，也可先攀爬一段铁塔，再由铁塔（一般在瓶口平台处）上改攀爬绝缘软梯进入导线等电位，减短攀爬绝缘软梯的长度和减少绝缘软梯的配置长度。

3.1.2 作业方式优点

1）进入等电位的组合间隙大。绝缘软梯悬挂在距离铁塔5 m外的导线上，等电位电工由“远方”进入导线等电位，增加了组合间隙距离，最大限度的保证作业人员的安全。此种等电位进入方式常见于塔窗窄小的中相作业和紧凑型线路带电作业。

2）作业失误率较低。攀爬绝缘软梯进入等电位由等电位电工一个人独立操作完成，受团队配合影响较小，失误率较低，在注重发挥稳定的技能竞赛中是个不错的选择。

3）现场布置通用性高。用于等电位电工人身防坠保护临时锚固点，可用于工具、绝缘子串无极传递的锚固点。

3.1.3 作业方式缺点

1）软梯安装耗时长。绝缘软梯较为笨重，传递和安装操作耗时较长，铁塔越高，需要的软梯长度和传递距离越长，软梯越长越重，越重操作越困难，劳动强度随着铁塔高度增高而增大。

2）攀爬技能要求高。攀爬绝缘软梯进入导线等电位，要求等电位电工身体灵活、操作娴熟，作业过程对人员的体能和技能是一个较大的考验，塔越高，这一作业方式缺点越突出。

3.2 滑车组+士字梯进入方式（垂直升降法）[3]

作业示意如图2所示。

图2 垂直升降法进入等电位方式

3.2.1 作业操作步骤

地面电工将滑车组+士字梯连组装接好，并传至作业相塔头，由塔头电工在作业相横担上悬挂好一端滑车组，等电位电工乘坐士字梯，由地面电工牵引滑车组的绝缘绳索，将等电位电工从监护平台上升送至导线等电位。

3.2.2 作业方式优点

1）进入路径合理。酒杯塔中相导线布置于铁塔塔窗内，导线对下方铁塔“V字”瓶口距离最大，是由塔窗直接进入导线等电位距离最大的进入路径，使用士字梯限制人体活动范围，组合间隙距离得到有效控制。

2）降低劳动强度。使用滑车组作为提升动力，即可以让等电位电工乘坐在士字梯上徐徐上升，准确、快速的接触导线等电位，又可以减轻等电位人员和地面配合人员的劳动强度。如使用机动绞磨作为牵引动力，这一方式的优点的就更为突出了。

3）现场布置通用性高。用于等电位电工人身防坠保护临时锚固点，可用于工具、绝缘子串无极传递的锚固点。

3.2.3 作业方式缺点

作业效率较低。等电位电工在酒杯塔塔窗中心垂直升降，人员在上升或下降过程，为保持人体与两侧“V字”铁塔曲臂接地体有足够的安全距离，操作需慢速、均速，防止等电位电工身体晃动幅度过大而导致组合间隙不满足规范要求。使用滑车组作业，需要较长的绝缘绳索，这也是此方式的缺陷。

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3.3 滑车组+士字梯进入方式（荡秋千法）

作业示意如图3所示。

图3 “荡秋千法”进入等电位方式

3.3.1 作业操作步骤

塔头电工与等电位电工先后上塔，地面电工传上滑车组+士字梯工具组合，塔头电工在中相绝缘子挂点横担处安装定位绳（等电位电工进入导线等电位的半径定位控制绳）和人身后备保护绳，并配合等电位电工将定位绳和人身后备保护绳与士字梯连接组装，地面电工控制绝缘滑车组使用“荡秋千法”将等电位电工荡入导线实现等电位。

3.3.2 作业方式优点

1）作业工具简单。“荡秋千法”进入等电位的人身后备保护绳使用安全长绳（长约6 m）保护，定位绳、后备保护绳均由塔上两名电工配合完成，工具相对较少，方法操作简单。此进入方式非常适合山高路远，大型工具运输困难的地区的带电作业。

2）减少增设锚固点。使用安全长绳（长约6 m）作为人身后备保护，减少使用传递绳作为人身后备保护，所另外增加设置地面锚固点的工具配置、作业耗时和人员劳动强度。

3.3.3 作业方式缺点

1）作业稳定性较差。使用“荡秋千法”进入等电位距离短、速度很快，要求地面电工操作滑车组一次精准到位，力度过大或过小直接影响进入等电位的成功率。力度过大会导致荡入速度过快，使等电位电工冲撞导线，造成人身伤害风险；力度过小可能出现一次送不到位，导致二次反复操作或者在荡入过程出现停顿，而使人体受到惯性冲击出现非正常摆动、旋转等不平衡状态，导致安全距离不足而发生放电。此酒杯塔中相导线对塔身的水平最小水平距离为4.6 m，扣除人体宽度0.7 m（人坐在士字梯时膝盖至背部的距离），组合间隙=4.6－0.7=3.9 m，一旦出现人体摆幅过大，将不满足组合间隙不小于3.9 m的距离要求。

2）定位绳精度要求高。定位绳要考虑人员体重、身高、绝缘绳初伸长度和固定位置等精准测量校验长度。定位绳过长，在进入时人员在导线下方，造成等电位电工进入导线困难或无法进入导线；定位绳过短，在进入时人员在导线上方，会造成人体短接绝缘子串，导致安全距离不足。

3）增设地面锚固点。为防止绝缘绳索、工具材料与铁塔（监护平台）摩擦，需增加在铁塔基础外侧设置等电位电工人身防坠保护临时锚固点的工作量和工具配备。

3.4 自动升降装置进入方式

作业示意如图4所示。

图4 自动升降装置进入等电位方式

3.4.1 作业操作步骤

地面电工使用人无机携带小绝缘牵引绳由地面绕过作业相整相导线飞行一圈，把小绝缘牵引绳搭在相导线上，将相导线作为支点转向，再由地面电工使用小绝缘牵引绳以小带大牵引，将小绝缘牵引绳更换为2条绝缘作业绳（一条作为自动升降装置攀爬的轨道，另一条作为人身后备保护轨道）。等电位电工在一条绝缘作业绳上安装自动升降装置，另一条作业绳上安装速差器作为人身后备保护装置后，通过开动自动升降装置沿作业绳将自己送电导线等电位。

3.4.2 作业方式优点

1）提高检修智能化。可以使用无人机携带小绝缘牵引绳，减少作业人员携带传递绳登塔的劳动强度[4]。自动升降装置由等电位电工控制，沿作业绳（轨道）自由爬行，无需地面电工配合，降低等电位电工攀爬铁塔和爬绝缘软梯劳动强度和作业风险，减少面地电工配合进入等电位的工作量等，大幅降低劳动强度，同时降低攀爬铁塔的作业风险，在高塔或大档距、大跨越的导线上作业中，此作业方式优点尤为突出。

2）方法灵活多变。以导线作为支点转向，进入导线的点可以结合作业项目、作业位置灵活选择，作业方法不受线路电压等级和塔型、塔窗尺寸对组合间隙的限制，方法灵活多变。

3.4.3 作业方式缺点

1）绝缘绳索直接与导线摩擦。使用导线作为支点转向牵引更换绝缘作业绳索时，绝缘绳索将与导线长距离、长时间摩擦，容易使导线上的积覆物和导电物质粘绝缘绳索上，使绝缘绳索电气性能下降，影响作业安全和绝缘绳索的使用寿命。

2）作业绳拆除复杂。作业结束后，拆除2条绝缘作业绳（轨道）的方法有两种，一是无人机收绳。以大带小牵引，将2条绝缘作业绳（轨道）更换为小绝缘牵引绳，再用无人机携带小绝缘牵引绳回收，这种作业方式缺点是耗时长，影响作业效率。二是直接拆除。作业结束后使用小绝缘绳将2条作业绳（轨道）的锁扣拉至地面解除后，直接将2条作业绳（轨道）从导线上抽出，让其自由落至地面后回收整理，风险是绝缘作业绳坠落伤人或者绝缘作业绳落到地上脏污影响其电气性能。

3）影响无人机操作的不确定因素多。使用无人机辅助作业，需要提前了解竞赛现场是否属于禁飞、限高区及交叉跨越等，工作时的风速、风向及其它影响无人机飞行的因素也要充分考虑。

4 其它影响进入等电位的安全问题

4.1 金属材料工具与绝缘绳索摩擦问题

在进出等电位作业的过程中，除防止绝缘绳索与铁塔摩擦外，还应注意金属工具与绝缘材料的配合使用可能导致的隐患，这些问题可能因其为原厂原装配置或长期习惯性使用，而常常被我们忽略。如用于人身防坠后备保护的户外8字缓降器、自动升降装置的铝合金绞线盘、机动绞磨的金属磨盘以及用于地面的金属开口转滑车等工具或部件，这些工具均由金属材料制成，在使用中与绝缘绳索长时间摩擦，会使金属工具的导电物质残留在绝缘绳索上，影响绝缘绳索的电气性能，导致影响作业安全问题。

4.2 电位转移安全距离控制问题

在电位转移过程中，我们都清楚文献[1]5.2.2.4“进入或脱离等电位时，人体裸露部位与带电体的距离不得小于0.4 m”的规定。但在实际操作中，可能因为工具设计缺陷或组装不合理等原因，使作业人员的操作无法满足上述规定。如绝缘软梯金属梯头间距过长或绝缘梯与金属梯连接处过长，使等电位电工无法快速抓住导线进入等电位或在脱离导线时无法快速离开而发生导线对人体放电。这需要我们在作业前进行充分的模拟操作先行验证或者采用电位转移杆等技术措施加以改进电位转移方式，避免不安全事件的发生。

5 结语

进入等电位的方式多种多样，应根据不同的电压等级、塔型、作业项目、缺陷位置、人员技能等实际情况综合考虑，为带电作业“量身定制”工作方案。作业方式除保证操作安全外，还应考虑现有作业的工具和现场布置的充分利用率，减轻作业工具搬运、携带、检查测试及保管等工作量，达到即保证作业安全，又减少劳动强度，提高作业效率的目的。