±800kV特高压直流输电线路带电作业工器具研制及应用效果分析

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　　摘  要：带电作业能够提高±800kV特高压直流输电线路运行稳定性，为了保障带电作业效率、安全，提供完备的带电作业工器具有重要意义。基于此，文章首先提出进出等电位方式，进而探究±800kV特高压直流输电线路带电作业工器具研制和效果。
　　关键词：±800kV;直流输电线;带电作业;工器具;应用效果
　　中图分类号：TM721.1       文献标志码：A              文章编号：2095-2945（2019）35-0179-02
　　Abstract： Live working can improve the operation stability of ±800kV UHVDC transmission line. In order to ensure the efficiency and safety of live working， it is of great significance to provide complete live working equipment. Based on this， this paper first puts forward the equal potential mode in and out， and then explores the development and effect of live working tools for ±800kV UHVDC transmission lines.
　　Keywords： ±800kV; DC transmission line; live operation; equipment; application effect
　　引言
　　在電网运行检修当中，带电作业、带电检修作为重要的工作内容，也是保证电力设施安全运行的关键。特别是对于±800kV特高压直流输电线路带电作业来说，由于其杆塔结构、绝缘子串组装、窗口尺寸、导线分裂数和高压线路有着很大的差别，再加上电压、绝缘配合方案与理念的差异，因此要采用特殊的带电作业工器具，从而保证超高压直流输电线带电作业安全和效率。这就需要根据±800kV超高压直流输电线特点，结合其技术参数、结构特性做好人员防护、绝缘配合、工艺控制，并全面加强±800kV带电作业专门工器具的研究。
　　1 进出等电位方式
　　结合不同工况，可以将带电作业划分为等电位作业、地电位作业、中间电位作业，在±800kV超高压直流输电线中，等电位作业的应用最为广泛。在±800kV带电作业当中，由于作业人员所处场强远超过500kV电压等级，所以会严重影响作业人员的人身安全，要对作业人员进入等电位方法进行研究和选择。等电位进出强电场可以采用以下几种方式：（1）在导线下放吊入、吊出等电位，布置吊篮用于运输等电位电工，牵引工具（如绞磨等）自下而上运转，通过电位转移的方法进入到等导线周围强电场。出等电位方法和进等电位方式恰好相反。（2）塔身水平进入等电位。将吊篮布置在塔身和横担连接位置，在此处等电位电工乘坐吊篮，使用电位转移棒转移，牵引工具由地电位电工控制，在塔身侧位置水平进入。出等电位与进等电位顺序相反。（3）横担位置吊入、吊出等电位。在横担位置停留吊篮，等电位电工在此乘坐，自下而上通过电位转移棒转移电位，并快速进入强电场。出等电位与进等电位顺序相反。
　　针对以上三种常见的出入等电位方法，相关学者也对这些方法展开模拟试验研究。最终研究表明，在相同间隙下，等电位模拟人对侧边架构放电电压要高于顶部放电电压。这是因为模拟人站在导线上时，和塔窗顶架构构成了“棒-板”电极，所以在模拟人距侧边构架以及顶部构架距离中，放电路径会沿着人头到塔窗顶生成。因此为了保证带电作业的安全性，在进入等电位时，建议采用导线下放进入以及塔身侧水平进入方法，不建议采用第三种进入方式。但在实际工作中发现，±800kV杆塔的高度非常大，在60-90m之间，提高了地面进入难度，所以建议采用“塔上吊篮”的水平进入等电位方法。
　　2 安全防护用具研究现状
　　±800kV特高压直流输电线周围电场包括空间离子电场、静电场。在直流电场作用下，空间电荷会定向移动生成离子电流。在直流线路下的人体直接感受试验表明，人类的皮肤对直流电场十分敏感，在直流场强度在30kV/m时，外露皮肤会产生较强的刺激感，在电位转移过程中，还会产生脉冲电流、电弧等。通过对带电作业人员体表场强进行调查表明，分裂导线内身体部位电场强度约为30kV/m左右，伸出分裂导线外身体部分表明电场强度最高可达560kV/m，远超电场感应水准的240kV/m。如果电工在塔上不同部位进入等电位中，会因为周围电场强度不断变化导致体表电场强度也随之发生变化。
　　我国推出的《带电作业屏蔽服装》中对直流±500kV和交流750kV以下电压等级屏蔽工器具作出了明确的规定要求，但是对于±800kV和交流1000kV以上带电作业工器具并没有提出明确要求。很多企业针对高压发展趋势研究出了1000kV和±800kV以上带电作业工器具，而具体防护水平还没有明确的判定。我国电力科学研究院对±800kV带电作业工器具满足标准进行了研究，最终结果表明，±800kV带电作业工器具要求屏蔽效率不低于57dB，屏蔽服内场强不超过15kV/m场强限值，人体离子电流要低于50μA安全限制。
　　电力科学研究院对±800kV直流输电线等电位作业电位转移流量进行检测，最大转移电流大约在150A左右，最大转移电荷在4430μC左右。部分学者认为满足标准的屏蔽服载流容量可以满足电位转移脉冲电流标准，无须采用电位转移棒降低接触电流。但在实际的±800kV带电作业当中，为了保障电工安全，还需要配备电位转移棒的安全设施。 　　3 ±800kV特高压直流输电线路带电作业工器具研制和应用效果
　　3.1 杠杆原理微提线作业方法和工器具
　　在±800kV直流向工程设计当中，大部分都是采用双V绝缘子串、双L绝缘子串的方案，如果绝缘子串产生了问题，可以利用提线方案对绝缘子机械荷载转移，并对绝缘子串进行检修或更换。但是该作业方案对机械的影响较大，在进行绝缘子缺陷检测当中，还要避免导线产生横向位移，否则难以对绝缘子串复位。根据直流输电线布置特性，本体提出更换直线双V串，硬转双L串，采用大刀卡杠杆原理微提线方案实现绝缘子串机械荷载转移。在实际操作当中，将绝缘子串放到预留孔塔上支点中，装设杆塔卡具，将大刀卡安装在导线侧二联板的导线支点上。这样就实现了提线装置、绝缘拉杆、塔上卡具，从而更好的实现绝缘子串机械荷载转移。大刀卡、二联板连接部位作为支点，大刀卡划分为操作臂、作用臂，从而实现小距离提线变位，操作臂在大刀卡作用下驱动，转移绝缘子串荷载，将荷载转移给提线系统中，完成绝缘子串检修工作。
　　将大刀卡更换双V串、双L串。结合杆塔与硬转杆塔金具尺寸、连接方法，利用杠杆原理实现微提升方法形成大刀卡，由于双V串、双L串的荷载大，并且是双串联形式，所以用大刀卡更换单串绝缘子，另一串用作备用保护，这样即可有效提升操作安全性能。
　　3.2 双提线检修作业与六分裂提线器设计
　　向上线线路都具有平均使用档距大、垂直档距小等情况，所以都采用单V绝缘子串组合。在进行检修中，可以采用双提线方案實现绝缘子串荷载转移。在预留的施工孔制作横担支点，并悬挂绝缘子串，安装横担侧专用工具，横担侧专用卡与绝缘拉杆、液压丝杆、六分裂提线器和导线连接，从而构建了两套独立的提线系统。液压丝杆可以实现绝缘子串荷载转移，并进行检修。向上线杆塔最大垂直档距中的双V串垂直机械荷载可以达到12.5t以上，而传统的双提拉线法提线的荷载转移的提线荷载在7t以内。采用大刀卡杠杆微提线更换双V串，转移双V串的单边结构荷载，利用杠杆原理小距离变动转移绝缘子串荷载，操作转移机械力较小，可以确保绝缘长度，提升了绝缘强度、机械强度。
　　在直路杆塔复合绝缘子检修专用六分裂提线器的应用十分广泛，绝缘子串连接可以划分为V形、双V形，在更换施工中，特高压直流线通常都是采用六分裂大截面导线。相比四分裂导线来说，提线器产生了很大变化，包括形状、强度、绝缘性等都提出了更高要求。通过充分分析杆塔水平、垂直荷载受力情况，计算工器具应承受的荷载，选择高强度的钛合金材料。结合输电线系统内布置结构、导线型号设计六分裂提线器，为了能够降低工作人员工作量，可以采用分体形式，在实际应用中再组装。
　　3.3 耐张绝缘子串作业方法和耐张卡设计
　　将原有的±800kV线路耐张串设置为水平三联串组装方案，长度在18m左右，单串重量为1.5t，对于整串检修可以采用机械组织、人工实际操作的方法完成。但是在日常检修中，带电作业难度依然很大。根据±800kV三联耐张结构、绝缘子形式，可以采用单片更换的作业方案，具体操作方法为：牵引板、平行挂板作为支点，安装牵引板专用卡，以钢帽作为支点，安装闭式卡，采用液压丝杆和牵引板专用卡、闭式卡，并在闭式卡周围安装前卡、后卡。在联板上安装三联耐张卡，液压丝杆和闭式卡、三联耐张卡组成系统，可以对液压丝杆紧线系统进行操作，实现绝缘子串机械荷载的转移，完成绝缘子的检修和更换。
　　整个三联耐张卡主要包括前卡、后卡、液压收线系统，可以实现三联绝缘子更换。结合三联绝缘子尺寸、连接方法、结构，制作成液压收线系统的三联耐张端部卡具。根据耐张卡组装形式和材料尺寸制作前后卡，可以更好的保证产品实用性。该设计方案能够有效节省液压系统体积，使用了双向液压技术，控制松线进度、提高操作灵活性、使用安全性高、劳动强度低，确保整个带电作业流程更加有序、安全。
　　4 结束语
　　综上所述，为了能够降低±800kV带电作业的安全风险，必须要在确保带电环境可控基础上，进一步完善输电线带电作业工器具研制和应用工作。本文提出了微提线作业方法、六分裂提线器、耐张卡作业方法，并且在实际应用中取得了良好的效益，值得进一步推广。
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