摘要：分析在高海拔地区开展输电线路带电检修的作业方法以及安全距离、绝缘子片数、空气湿度等数据的确定，针对高海拔地区220kV输电线路上实施带电作业所应具备的条件进行分析，对今后应进行的试验研究提出技术方向。
关键词：高海拔；220kV输电线路；带电作业
带电作业技术是保障电网安全运行的重要手段，除了供电安全配电网的故障诊断外，带电作业安全作业距离的研究也尤为重要。在低海拔地区已经成功应用于各个电压等级的输变电工程中，有效地提高了电网的安全运行程度。但在高海拔地区，尤其海拔3000m以上地区，还未进行高海拔地区的带电作业技术研究。随着海拔高度的增加，空气间隙放电电压将降低，从而直接影响输电线路带电作业安全距离的确定，也将会影响最小组合间隙距离的确定。根据我国西部大开发的战略决策，高海拔地区220kV输电线路已经投入运行，带电作业是保证线路安全、可靠运行的重要技术手段，我国已较为深入地研究了低海拔地区输电线路的带电作业。为了给高海拔地区220kV输电线路带电作业和检修维护提供技术依据，本文进行了相关试验研究，尤其是220kV输电线路带电作业安全距离的研究。结合高海拔地区220kV输电线路塔型结构特点，进行有针对性的试验和计算，从而确定220kV输电线路带电作业安全距离。
一、试验布置及典型工况
1.1试验布置
高海拔220kV输电线路直线塔带电作业4300m试验在位于某地区的国网公司某高海拔试验基地户外试验场进行。国家电网公司某高海拔试验基地海拔高度为4300m，户外场尺寸为长120m、宽100m，主要试验设备与装置包括：4200kV/200kJ冲击电压发生器及测控系统、净空尺寸50m×50m的门型塔。在进行冲击试验[1]的同时，记录试验时的气象条件，包括气压、干温和相对湿度。气压的测量使用DYM3-1型空盒气压表，测量准确度不低于±3.3hpa。干温和相对湿度的测量使用德国产testo608-H2型湿度计，干温测量误差不大于±0.5℃，相对湿度测量准确度不低于±2%RH。为了保证测量的气象参数的稳定性，测量仪表都放在气象站专用的百叶箱内，且百叶箱离地高1.5m，符合相关标准要求。
1.2典型工作位置
大量试验研究表明：人在导线（等电位）时对杆塔构架的操作冲击50%放电电压要比人在杆塔构架（地电位）时对导线的低。因此，在分析过程中，可以只对作业人员位于导线（等电位）时对杆塔构架的安全距离进行分析。另外，为便于作业人员在进行220kV输电线路带电作业时的操作，考虑作业的安全性，取三个典型位置进行分析。
二、带电作业安全距离研究
在进行安全距离试验时，考虑到作业人员会处于不同的位置，由此可能导致放电路径不同。如当作业人员位于等电位时，放电路径可能是对塔身、上横担或下方构架放电路径；当作业人员位于不同的塔身地电位（下方构架地电位，塔身地电位）时，也可能对带电导线形成放电路径。因此，为了保证作业的安全性，需要对作业人员位于不同位置时进行冲击放电试验，以此来确定作业人员在不同位置进行作业时所需要的最小安全距离。选取海拔0m地区、3000m地区与海拔4300m地区的220kV输电线路带电作业的试验数据，根据外绝缘放电电压与气压存在幂指数函数的相对气压修正的方法插值，得到海拔2000~5500m地区的海拔校正系数，结合海拔0m地区的试验数据，得到了海拔2000~5500m地区典型带电作业位置的放电特性曲线，并与海拔2200m、3000m地区的典型带电作业位置的试验数据进行对比，计算校正值与试验值之间的误差，分析产生误差的原因，并在此基础上，推荐海拔2000~5500m地区220kV输电线路典型带电作业位置所需的安全距离。
2.1等电位模拟人对上部横担
以海拔0m和海拔4300m地区的220kV输电线路带电作业等电位对上横担的试验数据为基础，按照幂指数函数插值的方法进行海拔校正[8]，分别得到了海拔2000~5500m地区220kV输电线路带电作业等电位对上横担的放电特性曲线，同时也给出了海拔3000m地区的试验值，用以对比分析。
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海拔3000m的试验值与其对应的校正值基本一致，误差不超过5%，因此，在对最小安全距离进行推荐时，按照由线性插值法得到的放电电压值进行计算推荐。根据DL/T876《带电作业绝缘配合导则》中的规定，按照3.0p.u.的过电压水平，并结合危险率的计算，得到了不同海拔地区220kV输电线路带电作业中相等电位模拟人对上横担的最小安全距离。
2.2等电位模拟人对侧面塔身
以海拔0m地区和海拔4300m的220kV输电线路带电作业等电位对侧面塔身的试验数据为基础，按照幂指数函数插值的方法进行海拔校正，分别得到了海拔2000~5500m地区220kV输电线路带电作业等电位对侧面塔身的放电特性曲线，同时也给出了海拔3000m地区的试验值。
海拔3000m的试验值与其对应的校正值基本一致，误差约5%左右，因此，在对最小安全距离进行推荐时，按照由线性插值法得到的放电电压值进行计算推荐。根据DL/T876《带电作业绝缘配合导则》中的规定，按照3.0p.u.的过电压水平，并结合危险率的计算，得到了不同海拔地区220kV输电线路带电作业等电位模拟人对侧面塔身的最小安全距离。《电力安全工作规程》（以下简称“安规”）以及送电线路带电作业技术导则DL/T966-2005（以下简称“导则”）中给出了海拔1000m及以下地区220kV输电线路带电作业的最小安全距离及组合间隙距离。
对于海拔1000m及以下地区等电位对接地体的最小安全距离，均统一为一个值，并未区分不同的电极形状，而对于海拔2000~3000m地区，等电位对上横担及等电位对侧面塔身两个作业位置所需的最小安全距离基本一致，相差不超过0.1m。为便于作业人员开展带电作业项目，也可将等电位对上横担、等电位对侧面塔身两个作业位置所需的最小的安全距离统一为同一个值；并以此为原则对海拔2000~5500m不同作业位置所需的最小安全距离进行了推荐。
2.3带电作业组合间隙研究
根据国内外大量的试验研究，对于某一组合间隙，在人体离开导线的距离占整个间隙距离的1/4~1/3时，以海拔0m地区和海拔4300m的220kV输电线路带电作业组合间隙数据为基础，按照幂指数函数插值的方法进行海拔校正，分别得到了海拔2000~5500m地区220kV输电线路带电作业组合间隙的放电特性曲线，同时也给出了海拔3000m地区的试验值。
对于海拔3000m处的试验数据，除当组合间隙距离为1.91m时，与校正值相差较大，另外两个点与其对应的校正值基本一致，相差不超过5%，因此，按照由幂指数函数插值法得到的放电电压进行最小组合间隙距离的推荐。根据DL/T876《带电作业绝缘配合导则》中的规定，按照3.0p.u.的过电压水平[10]，并结合危险率的计算，求出最小组合间隙值[11-15]。得到了不同海拔地区220kV输电线路带电作业中相最小组合间隙距离。根据推荐不同海拔地区220kV输电线路不同作业位置时的最小安全距离的表述原则对，海拔2000~5500m不同作业位置所需的最小组合间隙进行了推荐。
结论
开展220kV输电线路带电作业的试验研究，获得了海拔2000~5000m地区220kV输变电工程相关的带电作业空气间隙参数，提供了带电作业试验数据依据，确保了高海拔地区220kV输电线路带电作业的安全性。同时，研究的成果为我国在高海拔长空气间隙放电特性的试验研究和高海拔校正因数的研究方面提供了相应的基础数据，并且对今后高海拔地区的输电工程的设计和建设具有重要的指导意义。
参考文献：
[1]裴旵，吕思颖，秦昕，等.特高压直流输电系统换流站故障过电压研究[J].电力系统保护与控制，2014，4（12）：149-154.
[2]刘洪正，刘凯，孟海磊，等.±660kV直流同塔双回输电线路带电作业实验研究[J].高电压技术，2013，7（12）：2997-3005.
[3]吴庆范，黄金海，张爱玲，等.溪洛渡—浙江±800kV高压直流输电工程直流保护系统实施策略及其仿真试研究[J].电力系统保护与控制，2015，43（1）：115-121.
论文作者:罗浩镭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/16
标签：作业论文; 海拔论文; 地区论文; 电位论文; 线路论文; 距离论文; 间隙论文; 《电力设备》2018年第32期论文;