摘要:随着电网的发展,传统的停电作业技术已经无法满足电网发展需求。为了提高电力设备检修水平,及时发现电力设备存在的问题,带点作业技术广泛应用在电力工程检修过程中。输配电带电作业技术指输配电线路在通电的情况,电力技术人员对电力设备和输电线进行检查和维修。带电作业检修可以及时了解输配电的运行状,并及时发现输配线存在的问题,确保电力运行的安全性和可靠性。本文主要阐述了输配电线路带电作业技术的概率和内容,带电作业的安全防护措施,几种常见的带电作业检测方法以及未来带电作业技术将朝着机械化、自动化发展,并将现代计算机信息技术以及现代机械设备应用在带电作业技术,不断提高带电作业技术水平。
关键词:输配电线路;带电作业技术;应用
引言:
随着经济社会的发展,人们对电力需求不断增长。为了满足人们的电力需求,国家不断建设电网工程。输配电线路一般在室外运行,在运行过程中很容易受到自然因素以及外力影响,导致输配电线路出现老化、绝缘体破裂等现象,影响到输配电线路供电安全和供电质量。为了确保输配电线路的正常运行,电力企业需要定期或者不定期对输配电线路进行检修。由于停电检修作业会给工业、商业、居民日常生活生产带来影响,所以当前带电作业在输配电线路检修中广泛应用,并在实际电网工程中广泛应用,极大提高输配电线路运行的质量和安全性。
1.带电作业技术
带电作业技术指在高压电气设备上不停电进行检修、测试的一种作业方法。由于电气设备长期运行,由于高温导致绝缘体老化、线路破损、设备松动等现象,所以需要定期对电力设备进行测试、检修和维护。带电作业是避免停电检修,确保居民正常供电的有效措施。带电作业的主要对象包括发电厂、变电所电气设备、输配电线路、架空输电线路和配电设备。根据人体和带电体之间的关系,可以将带电作业分为等电位作业、地电位作业以及中间电位作业。等电位作业指人体直接接触高压带电设备,处于高压电场的人体会有电流流过人体,从而威胁到作业人员的人身安全。所以等电位作业的时候,必须做安全防护措施,穿戴质量合格的绝缘服装、鞋袜、手套、帽子等;地电位作业指人体处于接地的杆塔和架构上,使用绝缘工具进行作业,不同电压等级的电气设备带电作业使用的工具不同,在作业的时候,必须确保空气间隙最小安全距离和绝缘工具的最小长度,在确定安全距离和最小长度以后,还要考虑到作业时的操作过电压和雷电过电压;中间电位作业指通过绝缘工具进入到高压电场的某一个施工区域,但是作业人员并没有接触到高压带电体。
2.带电作业技术发展历史
我国带电作业技术发展的比较晚,新中国成立以后,我国的电力工业基础薄弱,网架单薄、电力设施陈旧,需要经常停电检修。为了改善电力工业,1957年鞍山电业局开始探索在3.3—66KV配电网线路进行带电作业。同年东北电业管理局首次在154—220KV高压线路上进行不停电检修,次年成功在220KV线路上进行等电位带电检修作业。此后,带电作业技术开始在全国大范围进行推广和应用,从最开始的10KV发展到后来的500kv输电线路,从检测更换电力电缆的绝缘子、线夹、间隔棒等一些常规的电力项目逐渐发展到带电升高、移动杆塔等项目。近年来,随着科学技术的进步,电力电网在紧凑型线路、同塔多回线路、759KV线路以及特高压线路交、直流电输电线路进行带电作业,2009年我国完成世界首次80万伏特高压带电作业。经过多年不懈努力,我国带电作业技术已经领先世界,并不断完善我国带电作业相关技术和行业规范。
第一,建立带电作业技术专业组织。为了促进我国带电作业技术的发展,国家成立了全国带电作业标准化技术委员会,带电作业工具设备质检中心以及电机工程学带电作业专业委员会等相关专业组织,促进行业技术交流。
第二,制定带电作业技术规范和标准。规范化和标准化是带电作业工作开展的安全保障。我国从1978年开始参加制定IEC/TC78标准以后,1980年开始制定带电作业工具标准。随后相继颁布了配电线路带电作业技术规则、屏蔽服装、绝缘绳、绝缘滑车、绝缘遮蔽罩等一批带电作业技术标准和规范。目前我国已经颁布了40多个与带电作业国家标准和电力行业标准。
第三,完善带电作业理论研究。随着我国带电作业技术的发展以及实际经验的积累,一大批带电作业相关论文著作在国内外权威专业的期刊杂志以及学术交流会上。其中包括对带电作业的安全距离、作业方式、带电作业的工具、绝缘材料等方面的内容。
第四,人员技术方面的培训。随着我国电网的规模不断扩大,电力设备、输配电 的需要检修的范围也越来越广,所需的技术人员越来越多。为了满足国家电网事业的发展,电力企业加大了带电作业培训。全国各地相继成立不同电压等级的模拟输配电线路,可以进行10-550KV电压的带电作业培训,通过各种形式的培训班、学习班、交流会、研讨会、操作表演会等,不断提高带电作业人员的理论和实践水平。
3.带电作业安全措施
由于带电作业技术具有一定的危险性,如果操作不当很容易导致人体触电身亡。 根据欧姆定律,当人体电流经过的电阻一般为1000Ω,因此经过人体电流的大小会给人造成不同的生理反应。通常情况下,人体经过1毫安的电流才会有知觉反应,如果电流升高到3毫安,人体则会有更强烈的反应,当电流达到12毫安时,人会条件反射做出挣脱的反应,如果达到20毫安,会造成人体呼吸困难,心跳加快,当电流达到100毫安时,会造成人体心脏剧烈跳动,或者直接导致人心跳停止。因此,带电作业技术必须做好相应的安全措施,主要从以下几个方面:
3.1穿戴带电作业的绝缘服装
输配电线路带电作业时,电力技术人员必须按照电力检修的要求穿戴相应的防护服装。输电线路带电检修作业时,所有的作业员必须按照电力检修的要求穿戴相应的防护用具。带电检修常见有两种:屏蔽服和静电防护服。屏蔽服主要材质是棉纤维和金属纤维。屏蔽服的屏蔽效果往往通过屏蔽效率来判断,屏蔽效率就是屏蔽前后屏蔽服接收到的电压比值分贝值,它是衡量屏蔽服优劣的重要指标。屏蔽服是根据经纬线规律编制而成,因此屏蔽服上有网眼。在强电磁场中,一部分强电磁场会通过网眼进入到屏蔽服内。所以,屏蔽服的屏蔽效果取决于屏蔽服的密度,密度越大,它的屏蔽效果越好。绝缘鞋是带电作业的辅助性用具,绝缘鞋对电气性能要求比较高。为了保证绝缘鞋作业时的安全、可靠性。作业前要对绝缘性进行预防性检验,检验的周期不能多于超过180天。
3.2绝缘遮蔽罩
在带电作业时,当出现短暂性的碰撞触电,可以利用绝缘遮蔽罩进行隔绝,因此绝缘遮蔽罩不是主要的绝缘方式。但是输电线路带电作业时的安全距离比较小,所以必须采用绝缘遮蔽罩,一旦发生电击,将绝缘遮蔽罩放在人体和带电梯之间,能够起到暂时性的绝缘作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按照绝缘遮蔽罩的用途可以分成不同的种类:硬质、软质、平展型以及定型等。绝缘遮蔽罩一般采用吸湿性比较小的合成绝缘材料,这种材料符合低温、高湿的电气性能和机械性能。为了保证绝缘遮蔽罩的绝缘效果,应该在使用前进行电气、机械等方面的测试。
4.常见的带电作业技术检测方法
4.1脉冲电流法
脉冲电流法是检测局部放电的高频电信号,脉冲电流法检测局部放电信号有两种方法:耦合电容器和预埋电极。耦合电容器一般用于实验室的监测,在实践检修过程中应用的比较少,所以不予概述。预埋电极法直接在需要检测的电缆接头上安装预置电极,改变了电缆的原来结构,这种测量方法具有良好的抗干扰能力,能够检测频段从及时MHZ到数百MHZ。但是这种方法具有一定的缺陷,那就是增加了电缆缺陷的概念,而且在检测的时候,需要停电,所以目前应用范围比较少。
4.2超声波检测法
超声波检测法则是通过局部放电的超声波信号进行检测。这种检测方法主要针对电缆局部材料变形产生的波压力,它不受到电气干扰,能够用于在线监测。但是由于声波从固体传向气体时,其声波会受到影响,导致声波变弱,影响到检测的效果。这种方法一般用于电缆头的局部检测或者作为在线监测的辅助手段。
4.3超高频检测法
超高频检测法则是通过检测局部放电的电磁场信号。这种方法通过特制的天线检测电缆局部放电高频信号,其检测频带在0.3-1.5GHz范围,抗干扰能力强,目前在GIS技术方面应用比较广泛。但是这种检测法下,高频信号随着传播距离的增长,信号也会不断下降,并在不同介质交界处出现反射和折射现象,所以只能在小范围内检测电缆局部放电,比如电缆终端或者中间接头部分。
5.带电作业技术未来发展方向
随着带电作业技术的发展,带电作业技术已经不仅仅局限于常规项目中,它可以在特高压电网以及超高压电网中应用,这对带电作业技术要求越来越高。未来带电作业技术将应用到更多领域。
5.1带电作业机械手
为了配合输配电线路带电作业的安全性,电力企业以及相关科研机构一直积极推进输配电线路带电作业的机械化发展。目前带电作业机械手已经开始进入实用阶段,通过机械手作业,指需要操作人员在控制台遥控机械,机械手前端配备各种作业工具,让机械手负责线路的检修、更换绝缘子等电力设备,从而实现电力检修自动化发展要求。但是由于我国输配电线路杆塔的设备比较复杂,目前机械手作业还无法满足带电作业的要求,因此还要进一步机械手作业自动化水平。
5.2直升飞机应用在带电作业技术中
由于我国输电线路的施工范围广,施工环境复杂,输电线路经过丘陵、山区、农田以及工业区,很多输配电线路选择架空线路。架空线路的架线、导线、杆塔比较多,对带电作业技术要求比较高。线路巡视的时候,需要做好相关安全防护措施。将直升飞机应用在带电作业中,可以在山区或者人口密集区域,可以用直升机运输材料和延线,还可以对线路进行巡视和检修,通过红外线测量仪或者超声波仪器检测线路存在的缺陷,及时发现线路存在的问题和故障范围。直升飞机一般在线路上空20-30米的位置上进行观测,根据红外线摄像仪和记录仪拍摄线路的画面,发现杆塔周围的情况,从而做出相应的检修计划。此外,还可以利用直升机进行带电水冲洗线路,让线路冲洗更加干净,提高线路检修的效率。
5.3新型检测仪器和安全防护用户的普及
输配电线路带电作业是一项技术含量非常高和非常危险的工作,在作业过程中,如果操作不当,很容易导致作业人员触电,从而发生安全事故。因此,在作业的过程中,需要使用新的检测仪器和安全防护工具不断提升带电作业的安全性。将现代电子电力、光纤、电子仪器和仪表和带电检测和防护技术结合起来,可以提高带电作业的实效性和安全性。
结束语:
随着我国电网的发展,输配电线路带电作业技术已经广泛应用在电力设备检修过程中,加强对输配电线路带电作业技术的研究,对提升我国带电作业技术水平,促进我国国家电网的发展具有重要意义。
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论文作者:杨明,刘乐,武安国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/21
标签:作业论文; 线路论文; 技术论文; 输配电论文; 遮蔽罩论文; 屏蔽论文; 人体论文; 《电力设备》2018年第25期论文;