±800kV输电线路带电作业技术研究

吴永意

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局）

0 引言

输电线路是连接电源与用电负荷之间的纽带，是电力系统中非常重要的组成部分。随着电力系统的不断发展，输电线路的电压等级也不断提高。目前，我国的电力系统中，500kV 输电线路是普遍使用的高压输电线路，而800kV输电线路则是近年来快速发展的领域。800kV 输电线路在输电距离较远、输电损耗较大的地区有着非常重要的应用价值。由于输电线路设备的高度和线路的长度，对设备的维护和保养具有很高的要求。对输电线路进行维护和保养时，必须对线路进行切断，而带电作业就是切断线路的常用方法［1-2］。与传统下电作业相比，带电作业不需要停电，可以节约时间和资源，提高电力生产效率。因此，研究带电作业技术对于保障输电线路设备的正常运行有着非常重要的意义。

因特高压直流输电线路传送容量大、运行可靠性要求高、停电检修机会少，特高压直流输电线路带电作业已成为必然选择［3］。±800kV 直流特高压带电作业的开展存在一系列技术难题，具体体现在：

（1）带电作业时可能出现较高的过电压，为满足带电作业安全要求，对安全距离、组合间隙等关键技术的要求将更高。

（2）特高压直流线路的结构参数高，对作业工器具提出了更高的要求。

（3）带电体周围的电场强度更高，需要研制专用的屏蔽服装；同时电压等级的提高还会使电位转移脉冲电流增强，对安全防护提出了更高的要求。

（4）硬质绝缘工具长度更长、荷重更大，因而重量也更大，给运输和使用带来了一定的困难，需要研究轻型的软质绝缘工具以便于运输和使用。

综上所述，为确保特高压直流电网长期安全稳定运行，有必要针对±800kV 特高压直流输电线路带电作业中的难点进行攻关，文中研究了带点作业的技术方案和研制新带电作业工器具，以适应新要求，有效地促进带电作业的广泛开展。

1 带电作业概述

输电线路是连接电源与用电负荷之间的纽带，它是电力系统中非常重要的组成部分，主要用于输送电能。输电线路通常包括输电塔、导线和绝缘子。输电线路按照电压等级的不同，可以分为110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、800kV等不同等级的电压等级。输电线路的重要性在于其决定了电网输电能力的大小。输电线路的长度、绝缘等级、电流密度等均会影响电网的输电能力［4-5］。随着现代电力技术的不断发展，输电线路的电压等级也不断提高，并且线路长度也越来越大，为线路的维护和保养带来了挑战。

当前，国家电力公司和相关单位均在积极推广带电作业技术，提高电网的安全性、可靠性和经济性。带电作业就是在不断电的条件下进行的各种检修、维修、改造等工作。它采用的工具和设备符合带电条件下的要求，并且对运行线路、设备进行带电擦拭、连接及检测等作业［6］。带电作业较之停电作业不需要停电，可以节约时间和资源，提高电力生产效率。带电工作有直接带电作业和间接带电作业两种。目前，我国在输电线路方面已经取得了很大进展，带电作业技术也不断提高。

（1）直接带电作业是直接对带电系统进行检修、维修，或在带电设备中进行检修、维修。如换接头擦拭工、带电防护接地工、调压器带电在线监测等。

（2）间接带电作业是在输电变电设备间接带电地执行某些检修业务，在执行这些业务前，在其所在的高压设备上绝缘支架下连接的地引线必须可靠接地，以限制负荷带电部位的电位升高，以确保带电作业人员的安全。例如安装地线、清洁绝缘子等。

2 带电作业安全要求

传统的带电作业技术缺乏全面的安全保障措施，其进行带电工作时的安全措施较为简陋，缺少有效的集中管理和监控手段。而±800kV 带电作业技术则注重安全性、可靠性和经济性。±800kV 带电作业的原理是管控带电设备的电场、冲击压力和电流，保证带电环境的安全性，对于±800kV 输电线路，作业人员必须具有较高的电气知识和丰富的实践经验，才能进行高效、安全、可靠的带电工作［7-8］。±800kV 带电作业需要具备的技术要求包括：

（1）保证带电人员的安全：做好带电作业人员的防护措施，防止人员电击，提高作业人员带电操作能力，保证人员的安全。

（2）保证带电设备的安全：针对电力设备进行技术测试，确保带电设备的安全。

（3）保证带电系统的稳定性：多方面深入探讨，确保在带电作业过程中，电力系统的稳定性。确保作业人员的安全和电力系统的稳定性，±800kV 带电作业应权限制带电场强度，增强带电设备隔离性和防御能力，通过家具防静电以减少冲击压强，提高设备的容限。

3 作业技术方案

±800kV 输电线路设备复杂，带电作业技术要求较高。为确保带电作业的安全，必须采取合适的技术方案。根据实验研究和文献资料，文中提出适合±800kV带电作业的技术方案：

（1）远红外测温和局部放电监测技术：利用远红外测温技术对传感器进行检测，通过具体显示储存的变化状况，通过取样设备进行监测和预警，预测设备的运行状态。局部放电监测技术通过检测器探头监测输电设备的局部放电状况，防止故障发生。

（2）声发射监测技术：应用超音波检测器承载声发射信号，通过获得设备的超声波在DPS／FA＆GASLAB 中的波形和能谱信息，获取运行设备的运行状态相关特征参数，实现设备故障预警。

（3）灭弧技术：对于±800kV 高压带电作业，灭弧技术具有重要的应用价值。对设备进行维护和保养关键是对设备进行灭弧处理。采用灭弧技术可有效控制带电设备的电弧放电，防止设备损坏和人员受伤。灭弧技术包括自动灭弧和手动灭弧，可以根据具体情况选择合适的方式进行操作。

（4）智能机器人技术：智能机器人技术可以代替人员进行危险的带电作业，降低人员伤害和设备损坏风险。智能机器人可以通过激光扫描、视觉识别、姿态控制等技术，实现对输电线路设备的检测、维护和保养。

综上所述，针对±800kV 输电线路设备的复杂性和带电作业的高要求，文中提出了一系列适合的技术方案，包括远红外测温和局部放电监测技术、声发射监测技术、灭弧技术和智能机器人技术。这些技术方案可以有效提高带电作业的安全性和效率，为输电线路设备的运行维护提供有力支持。

4 作业方法及配套工器具

4.1 ±800kV输电线路带电作业方法

（1）±800kV档外荡入法

作业人员从横担侧攀爬至吊篮内，地面配合人员以遥控方式，控制智能载人机械装置到达作业位置上方，再发送高度调节信号使等电位电工肩部与带电导线平行。具体作业流程为：

① 等电位作业人员从横担侧攀爬至吊篮② 等电位作业人员进入等电位③ 等电位电工通过档外荡入法进入强电场

（2）双人直立式进入强电场方法

由一名带电电工以直立姿态按“跨二短三”的方法沿绝缘子串进入电场，并将绝缘传递绳安装在合适部位，做起吊准备。然后，另一名带电电工以同样方法进入电场，再开展带电更换耐张绝缘子任务，双人直立式沿绝缘子串进入电场方法示意图如图1所示。

图1 双人直立式沿绝缘子串进入电场方法示意图

4.2 带电作业新工具

（1）单联V串绝缘子更换工具整套工具采用手动和液压相结合的方式，横担两侧同时起吊，工具负荷互为保护。单联V 串更换绝缘子工具具体结构如图2所示。

图2 单联V串更换绝缘子工具示意图

（2）双联V串绝缘子更换工具

作业时，将液压紧线器油缸悬挂在横担两侧的施工挂孔上，并连接好绝缘拉棒，提线卡具安装在导线联板施工孔上，卡具上端连接两套绝缘拉棒，使整套拉棒成“V”型。双联V 串绝缘子更换工具结构见图3。

图3 双联V串绝缘子更换工具示意图

（3）耐张串绝缘子更换工具

作业时，首先用手摇丝杆收紧工具余量，再用液压丝杆转移绝缘子荷载，进行零低值绝缘子更换。耐张串绝缘子更换工具具体结构如图4所示。

图4 耐张串绝缘子更换工具

（4）大吨位盘形绝缘子臂式起吊工具

耐张串绝缘子臂式起吊工具示意图如图5 所示。整套工具包括卡座1、绝缘绳控制装置2、垂直支撑臂3、倾斜支撑臂4、旋转横臂5、滑轮6、绝缘起吊绳7、万向节轴承8。采用该装置更换耐张串绝缘子仅需一位等电位作业人员即可完成操作。

图5 耐张串绝缘子臂式起吊工具示意图

（5）导线间隔棒专用扳手

作业时，操作人员转动调节丝杆，从而使活塞杆外端的上定位块推动间隔棒线夹头的活动卡环前进，最终将活动卡环卡紧导线，便可实现间隔棒更换。导线间隔棒专用扳手具体如图6所示。

图6 导线间隔棒专用扳手

5 结束语

由于±800kV 输电线路电压等级高，因此带电作业工器具、人员安全防护要求更加严格，使±800kV输电线路带电作业成为国际上尚未攻克的重大技术难题。文中研发的作业方法及配套的相关工器具解决了特高压输电线路不停电作业中多个关键技术难题。在特高压作业中推广应用文中所研制新方法及配套工器具，可有效减少了特高压输电电线路停电检修次数，提高了供电可靠性，降低了停电带来的电量损失，经济效益显著，对电网企业履行社会责任、提高优质服务水平具有更重要的意义。