摘要：为了给直升机应用于特高压交流（UHVAC）输电线路带电检修工作提供参数依据，确保平台法直升机带电作业的安全开展，利用全尺寸模拟直升机布置了平台法带电作业过程中的典型作业工况，开展了1000k V 输电线路带电作业间隙操作冲击放电试验，获取了各典型工况下的带电作业间隙放电特性，明确了直升机进入等电位过程中的最低放电位置，根据交流输电线路带电作业安全距离的计算方法，保证作业危险率<10—5，得到了在海拔高度≤1000 m 地区的特高压交流输电线路平台法直升机带电作业最小安全间隙距离，即相地最小安全距离为 6.8 m，相地最小组合间隙为 7.3 m，相间最小安全距离为 9.2 m，相间最小组合间隙为 9.5 m。
关键词：带电作业；特高压交流输电线路；直升机；平台法；最小安全距离；最小组合间隙
1.问题的提出
直升机带电作业是提高输电线路运行维护水平的一项重要技术措施，作业人员被直升机直接送至输电线路检修工位开展作业，可降低作业人员的体力消耗，提高作业效率。平台法直升机带电作业是指在直升机机腹安装工作平台，直升机携带乘坐在工作平台上的作业人员直接接触带电导线并进行等电位作业。
采用平台法进行带电作业的直升机必须通过相应电压等级的带电测试，经过国内外技术调研发现，MD500 和 BELL206 系列直升机机型通过了 500 KV 等电位试验认证，能够满足直升机带电检修的安全要求。目前美国、澳大利亚、以色列等国家已广泛开展平台法直升机带电作业，我国北京超高压公司于 2007 年采用 BELL206 型直升机在培训线路开展了 500KV 输电线路带电作业试验，湖北超高压公司于2010年采用 MD500 型直升机在 500KV实际运行输电线路上开展了带电更换间隔棒等作业项目，而直升机带电作业应用于特高压输电线路运行维护工作尚未见报道。我国特高压输电工程已广泛投建，特高压输电线路相间、相地间尺寸比超高压输电线路更大，更适于直升机开展电力作业，选用特定机型的直升机开展1000KV输电线路带电作业成为一种可行且必要的技术手段。
为保证作业安全，需研究确定平台法直升机带电作业过程中直升机与接地体、临相带电导线之间应保持的最小安全间隙距离。而国外ANSI/IEEE Std 516—2009确定的直升机带电作业安全间隙距离仅适用于500KV 及以下电压等级，针对1000KV特高压交流输电线路的安全间隙距离等技术参数尚属空白。国内针对 1000 KV 特高压交流输电线路已开展了大量带电作业安全间隙距离的试验研究，且均利用模拟人布置了实际典型作业工况并开展了间隙放电试验，最终获取了带电作业最小安全距离等关键技术参数。在进入等电位过程中，作业人员作为某一浮动电位降低了进入空气间隙通道的绝缘强度，文献探讨了带电作业组合间隙放电机理，通过试验及仿真计算，对作业人员在进入等位过程中的最低放电位置点进行了分析。而在平台法直升机带电作业过程中，直升机整体（包括直升机本体、作业平台及作业人员）在进入等电位过程中及等电位作业时所形成的间隙结构与常规带电作业相比有较大变化，因此现有的带电作业关键技术参数并不能直接应用，直升机带电作业最小安全间隙距离需开展针对性的试验研究。
本文结合平台法直升机带电作业及特高压输电线路的特点，利用全尺寸模拟直升机布置了典型相地、相间作业工况，通过操作冲击放电试验，获得了直升机带电作业间隙放电特性，确定了直升机进入等电位过程中的最低放电位置点，最终计算获取了最小安全距离及组合间隙，为直升机带电作业应用于1000KV特高压交流输电线路的运行维护检修工作提供参数依据。
2.试验条件及计算方法
2.1试验试品及设备
试验在特高压交流试验基地冲击户外场进行。试验设备包括7500KV 冲击电压发生器、7500 KV低阻尼串联阻容分压器、4800KV 冲击电压发生器、4800K V 低阻尼串联阻容分压器、64M 型峰值电压表、Tek TDS340 示波器。经校正，整个测量系统总不确定度小于 3%。本试验根据 MD500 直升机尺寸，按照 1：1 的比例制作了以金属为外壳的模拟直升机。分裂模拟导线的长度为25 m，两端装有直径为1.5 m 的均压环，以改善端部电场分布。试验用模拟避雷线的长度为 20 m，试验用模拟人由铝合金制成。
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为模拟直升机悬停于输电线路附近的带电作业工况，并满足在 1 000 k V 电压等级下的绝缘强度要求，搭建了直升机带电作业试验平台。为便于布置不同的典型工况，试验平台布置于行吊正下方，。试验平台由 4 部分构成：①基础底座（水泥墩）；②1 000KV 复合支柱绝缘子；③1000KV 复合绝缘子拉杆；④直升机落位平台。
2.2试验工况
以在相导线为三角排列的单回1000KV输电线路上开展平台法直升机带电作业为试验布置依据，结合直升机在边相及中相导线实际作业特点，相地安全间隙距离试验存在典型工况。模拟直升机进行等电位作业，通过试验确定直升机与上层避雷线的相地最小安全距离模拟直升机进出等电位过程，通过试验确定直升机作为浮动电位在带电导线与避雷线之间需满足的相地最小组合间隙距离，亦适用于同塔双回输电线路工况。
2.3模拟直升机在边相导线外侧等电位作业，通过试验确定直升机与相邻导线之间的相间最小安全距离。模拟直升机在边相导线内侧等电位作业（亦适用于三相导线水平排列时中相等电位作业工况），通过试验确定直升机与相邻导线之间的相间最小安全距离。模拟直升机在两相导线之间进出等电位过程（亦适用于同塔双回输电线路），通过试验确定直升机带电作业相间最小组合间隙距离。
2.4试验方法
直升机带电作业试验平台落位于门型塔内正下方，通过行吊系统调整分裂模拟导线或模拟避雷线的位置以布置各典型工况，模拟避雷线通过软铜线良好接地，分裂模拟导线连接冲击电压发生器。相地试验中采用波前时间为 250 μs 的操作冲击波进行放电试验。在进行相间操作冲击放电电压试验。
直升机整体进入中相导线等电位过程中需穿越在导线与避雷线之间，类似于常规带电作业中作业人员进入等电位过程中形成的中间电位位置。此时直升机作为悬浮电位，形成了“导线−直升机−避雷线”的电极结构。为获取直升机带电作业最小组合间隙，需首先确定直升机进入等电位过程中的最低放电位置点。
依据特高压输电线路带电作业研究经验，影响带电作业安全间隙距离的主要因素包括不同作业工况下所构成电极结构放电特性、输电线路操作过电压水平和沿线海拔高度等，需要对现有技术进行不断创新。
3.结论
3.1.平台法直升机带电作业中直升机与上方避雷线之间的最小安全距离为 6.8 m，最小组合间隙为 7.3 m。
3.2.平台法直升机带电作业中直升机与相邻相导线之间的最小安全距离为 9.2 m，最小组合间隙为9.5 m。
3.3在直升机进入等电位的过程中，直升机在带电导线与避雷线之间的最低放电位置为距导线约2.2 m 处，直升机在两相导线之间的最低放电位置为距导线约 2.7 m处。
为了给直升机应用于特高压交流（UHVAC）输电线路带电检修工
作提供参数依据，确保平台法直升机带电作业的安全开展，利用全尺寸模拟直升机布置了平台法带电作业过程中的典型作业工况，开展了1000KV输电线路带电作业间隙操作冲击放电试验，获取了各典型工况下的带电作业间隙放电特性，明确了直升机进入等电位过程中的最低放电位置，根据交流输电线路带电作业安全距离的计算方法，保证作业危险率<10-5，得到了在海拔高度≤1 000 m地区的特高压交流输电线路平台法直升机带电作业最小安全间隙距离，即相地最小安全距离为6.8 m，相地最小组合间隙为7.3 m，相间最小安全距离为9.2 m，相间最小组合间隙为9.5 m。
应用平台法直升机带电作业在保证安全的情况下进行，要通过试验获得准确的数据。
参考文献：
[1] 胡 毅. 750 KV 同塔双回输电线路带电作业技术研究[J]. 高电压技术，2012，35.
[2] 王小平. 输配电线路带电作业技术的研究与发展[J]. 高电压技术，2016，32
论文作者:郑楠,成昌浩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/29
标签：作业论文; 直升机论文; 间隙论文; 导线论文; 电位论文; 线路论文; 最小论文; 《电力设备》2017年第21期论文;