摘要：随着电网的建设和发展,带电作业已成为送配电设备测试、检修、改造的重要手段。为电力系统的安全可靠运行和提高经济效益发挥了十分重要的作用。
关键词：带电作业；安全距离；保护间隙
1带电作业安全距离
在确定带电作业安全距离时,过去基本上不考虑系统、设备和线路长短,一律按系统可能出现的最大过电压来确定。这对部分小塔窗线路、紧凑型线路、升压改造线路的带电作业带来了限制和困难。实际上,当线路长度不一样,系统结构不一样,设备不一样,作业工况不一样时,不同线路的操作过电压会有较大差别。如果装有合闸电阻或在带电作业时已停用自动重合闸,带电作业时的实际过电压倍数将较最大过电压低。因此,在计算带电作业的安全距离和危险率时,应根据系统的实际过电压倍数来计算分析。不同系统的过电压值可通过暂态网络分析仪(TNA)或数字计算机应用专用程序计算求得。在实际作业中,如果无该线路的操作过电压计算数据和测量数据,则应按该系统可能出现的最大过电压倍数来确定安全距离。如果通过计算和测量已知该线路的实际过电压倍数,则可采用标准中推荐的方法进行计算并通过试验来加以校核确定。
带电作业最小安全距离包括带电作业最小电气间隙及人体允许活动范围。在IEC标准中,最小电气距离是指在带电作业工作点可防止发生电气击穿的最小间隙距离。最小电气间隙的确定受到多种因素的影响,主要包括间隙外形、放电偏差、海拔高度、电压极性等。一般来说,作业间隙的形状对放电电压有明显的影响。在正极性标准冲击电压下,棒—板结构的放电电压最低,其间隙系数为1.0。对于其他不同的间隙结构,可通过真型试验求出不同电极结构下的间隙系数。间隙结构的不同直接影响到进入高电位的作业方式,试验结果表明:在同样的间隙距离下,处于等电位的模拟人对侧边构架的放电电压要高于对顶部构架的放电电压。这是因为当模拟人成站姿或坐姿位于模拟导线上时,对塔窗顶部构架形成明显的棒—板电极。所以,当模拟人距侧边构架和顶部构架距离相同时,放电路径大部分为沿模拟人头部至塔窗顶部构架。
2带电作业用保护间隙
为避免因带电作业而额外增大塔头尺寸,美国、加拿大、巴西、俄国等国均开展了加装保护间隙来进行带电作业。加装保护间隙后,不仅使紧凑型线路的带电作业实现可行,保证了人员的安全,而且由于带电作业间隙不再成为控制因素,有效地减小了杆塔的塔头尺寸。目前,在我国相当一部分线路的塔头设计中,为满足带电作业安全距离和组合间隙的要求,塔头尺寸必须加大,从而增加了基建费用。实际上,在带电作业过程中,恰遇高幅值操作过电压是一个小概率事件,为这一小概率事件而增加全线杆塔的塔头尺寸,在经济上是不合理的。而在带电作业工作点加装保护间隙后,带电作业间隙可不再成为塔头尺寸的控制因素,就不需要为作业人员的安全需要而额外增大塔头尺寸。加装保护间隙后,可提高带电作业的安全性。特别是对于紧凑型线路、升压改造线路和小塔窗线路,由于其相间及相对地距离偏小,按常规作业方式将无法满足标准和规程中规定的最小安全距离和组合间隙。
在带电作业过程中,当系统过电压超过作业间隙的放电电压时,就可能发生间隙放电而危及作业人员的安全,如果在带电作业工作点加装保护间隙,且设定保护间隙的放电电压低于作业间隙的放电电压,则在过电压作用下,保护间隙将先期放电,从而限制了过电压的幅值,起到保护作业人员安全的作用。
另外,当作业人员沿绝缘子串进入等电位或进行更换绝缘子作业时,如果串中存有不良绝缘子,一旦线路上出现过电压,将可能沿串放电而危及作业人员的安全。由于保护间隙在绝缘配合上限制了过电压的幅值,相当于排除了沿串放电的不确定性,因此,加装保护间隙后不仅使作业间隙偏小的杆塔间隙的带电作业满足安全要求,即使对于作业间隙较大的杆塔,也可以起到进一步提高作业安全性的作用。
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保护间隙的设计原则为:
(1)保护间隙的放电电压应具有稳定性、重复性。
(2)保护间隙的放电电压应不受导线布置、绝缘子类型、杆塔塔型、极性效应等的影响。
(3)保护间隙应可调节,在安装或拆卸时应增大间隙以保护装卸人员安全,安装就位后可减小间隙到设定值。
(4)保护间隙应轻巧,便于拆卸、安装、运输,适于野外和塔上作业,便于作业人员操作。
(5)保护间隙应具有良好的动热稳定性,不因放电而损坏导线、绝缘子及铁塔构件。对于500kV紧凑型线路、小塔窗线路或其它不能满足文中规定的最小安全距离(3.6m)和最小组合间隙(4.0m)的线路,在进行带电检修和维护作业时可加装保护间隙。根据计算,保护间隙的保护范围可达1.7km,而500kV线路的代表档距为500m,绝大部分档距在1000m以下,因此作业时只需在作业点的相邻杆塔的工作相上悬挂保护间隙即可。
目前,对带电作业用保护间隙还不曾制订专门的标准,随着对该作业方式的逐步应用,需针对保护间隙的技术参数、应用范围、试验方法、检验规则等制订标准,以确保作业人员及设备的安全。
3配电线路带电作业
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,对供电可靠性的要求越来越高。目前,为了提高配电系统的运行可靠性,各地区加强了城网和农网的改造,同时,对配电网的带电作业给予了高度的重视,不少单位设立或重组了作业队伍。在今后的数年中,配电网的带电作业将面临一个新的发展时期。在配电线路的带电作业中,采用的作业方法主要有绝缘杆作业法和绝缘手套作业法。绝缘杆作业法也可称为间接作业法,绝缘手套作业法也可称为直接作业法。文中对以上两种作业方法给予了定义,同时明确指出:在配电线路的带电作业中,不允许作业人员穿戴屏蔽服和导电手套。采用等电位方式进行作业,绝缘手套法也不应混淆为等电位作业法。绝缘遮蔽工具和人身安全防护用具在配电带电作业中起到十分重要的保护作用。在IEC标准中,规定2级绝缘防护用具的最高使用电压为17kV,在我国电力行业标准中,结合我国电力系统的电压等级及中性点接地方式,并考虑适当的安全裕度,规定了2级防护用具的最高使用电压为10kV。针对绝缘防护用具的特点,规定了技术要求及试验方法。近年已颁布了多项专门的技术标准和导则,并具体规定了安全防护用具的使用步骤及使用方法。
4结语
当前,带电作业除继续开展常规带电作业项目外,有向两个方向发展的需要和趋势。一是随着750kV交流线路、500kV紧凑型线路、±500kV超高压直流线路的发展,对超高压带电作业提出了新的课题,需要研究相应的安全作业方式、配套工器具及人身安全防护用具;二是随着对供电可靠性的要求越来越高,为尽量减少停电范围和时间,需在已开展的配电网带电作业项目基础上,进一步研究配电网的完全不停电作业法。通过工具、设备、作业方法的研究和发展,提高带电作业安全性,以满足电网可靠、稳定、经济运行的。
参考文献
[1]从运行角度优化配电线路带电作业[J].杨晓翔,方琪.中国科技信息. 2012(05)
作者简介
刘欣荣，男，辽宁铁岭市人，沈阳电力高等专科学校毕业，助理工程师，技师，研究方向:配电带电作业，配电电缆检修。
张天成，男，辽宁铁岭市人，辽宁科技大学毕业，工程师，技师，研究方向:配电带电作业。
刘飞，男，辽宁省铁岭市人，长春工程学院毕业，技师，研究方向:配电带电作业，配电电缆检修。
论文作者:刘欣荣,张天成,刘飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
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