(内蒙古东部电力有限公司检修分公司呼伦贝尔运维分部 内蒙古呼伦贝尔 021000)
摘要：目前国内已建成多条500kV同塔双回线线路，为提高供电可靠性和设备可用率，在500kV同塔双回路开展带电检修作业势在必行[1]。本文主要对现有带电作业的研究成果在生产实际中的应用进行了研究，结合500kV伊冯甲乙线的具体特点开展500kV同塔双回线带电作业，充分考虑未来开展直升机带电作业的可能性，在保证带电作业安全的前提下，提出了新的进入强电场的方法-伞架法，开发出了一套适合山区的新型500kV线路同塔双回线路带电作业工器具，完成了全面的计算、测试、分析和现场实践工作。
关键词：500kV同塔双回线路；带电作业；伞架法；作业工器具；
1概述
我国500kV超高压骨干输电网越来越壮大，受线路走廊的制约，越来越多的500kV线路采用同塔双回的结构形式，相应的开展同塔双回500kV线路带电作业成了亟需研究的新课题。
目前500kV同塔双回线路多途经山区，带电作业时要求作业工具轻便，作业方法简单，作业人员高空作业时转移位置过程稳妥，等电位进入过程中采用的进入方法和承载作业人员所使用的工具是带电作业的关键。传统的软梯法、硬梯法、吊篮法都是安全可靠的进入方法。通常可将需带电检修的部位按与塔的相对位置分为绝缘子串上，以及与其连接或临近部位、档距中间部位两类。传统方法能从铁塔或借助铁塔直接进入强电场的绝缘子串上及与其连接或临近部位，进到档距中央的一种方法是先进入到绝缘子串上及与其连接或临近部位，然后走线或蹬飞车到档距中央，也可通过绝缘绳索将软梯提升到档距中央的相应位置，然后作业人员蹬软梯进入强电场。这两种方法对作业人员技能要求较高，携带工具多，作业人员体力消耗大，受环境因素制约多。采用直升机将作业人员直接吊放到导线相应位置进行作业是解决上述问题的有效途径，本文从当前需求出发，结合对长远的考虑，试图研制一种既可在具备直升机条件后使用，也可在目前条件下使用的新作业方法和作业人员承载工具[2]。
直升机在空中必须与导线保持一定垂直高差以确保安全，悬停时受地形和微气候影响可能会产生抖动和一定幅度跌落（几米到十几米），这种条件下吊篮、软梯、硬梯无法保证作业人员安全，因此不能使用。经多方论证后作者提出了全新的进入强电场方式-伞架法，重点对伞架法及沿绝缘子串进入方式进行研究。
2 伞架法时进入强电场的安全距离研究
伞架法进入电场是一种全新的等电位进入方法，等电位作业人员身着跳伞用伞架，由绝缘绳索提起进入强电场，该方法具有工具携带简便、操作简单、穿着舒适、作业人员活动方便灵活等特点，较软梯法、吊篮法等更适合高空作业，尤其适合利用直升机实现档距中间导线的进入[3]。
2.1 伞架法进入SZ1上导线强电场组合间隙试验
SZ1直线塔上横担悬挂28片XP-16瓷绝缘子。根据《带电作业安全规程》的规定，带电作业不考虑大于5级风速（8.0-10.7m/s），因此取10°风偏角，用两根绝缘绳拉模拟导线两端，使其向塔身水平位移达到风偏角10°。模拟人穿上屏蔽服采用伞架法进入强电场时，形成了多组合间隙，试品布置如图1所示，组合间隙试验结果如表1所示，不同位置U50％放电电压特性曲线如图2所示，试验现场如图3所示。
2.2 伞架法进入SZ1下导线强电场组合间隙试验
在SZ1直线塔下横担悬挂进口合成绝缘子。取相应风偏角10°，进入方式同上，试品布置如图4所示，组合间隙试验结果如表2所示，不同位置U50%放电电压特性曲线如图5所示，试验现场照片如图6所示。
2.3对试验结果及数据分析
(1) 伞架法进入SZ1上导线强电场试验
由试验结果表1及图2 U50%放电电压特性曲线可知，进入电场时在人距导线0-0.6m为低放区，其放电路径近99.5%为导线-人-下横担。说明人脚是绝缘薄弱点，作业时应对脚适当限位。用U50%换算出的耐受电压，最小1185kV，安全裕度为21％，危险率R为1.41×10-9，远远小于10-5。
(2) 伞架法进入SZ1下导线强电场试验
由试验结果表2及图5 U50%放电电压特性曲线可知，进入电场时在人距导线0-0.6m为低放区，其放电路径近85%为导线对人、人对塔身。用U50%换算出的耐受电压，最小1225kV，安全裕度为25%，危险率R为1.92×10-9，远远小于10-5。
因此，伞架法进入SZ1导线强电场，是一种操作简单、工具便于携带，而且安全指标很高，安全裕度很大的作业方法，危险率很小。
3 沿绝缘子串进入500kV双回线耐张塔带电作业安全距离研究
3.1 沿绝缘子串进入SJ1强电场组合间隙试验
SJ1耐张串由25片FC300/195绝缘子组成，吊串由32片XP-16绝缘子组成。其中有两片绝缘子在均压环内，模拟人由地电位开始至等电位，分别选11个不同位置作组合间隙试验，作业状态跨2短3即短接3片绝缘子（约600mm），并短接一片绝缘子模拟零值绝缘子，试品布置如图7所示，试验结果如表3所示，现场照片如图8所示，不同位置U50％放电电压特性曲线如图9所示。
3.2 塔上地电位电工作业时的对导线安全距离试验
位置1：模拟人站在下横担边缘（经测量为地电位电工作业时距上方导线最短距离位置）如图10所示。位置2：由位置1向塔身平移2.5m。如图11所示，试验结果如表4所示。现场照片如图12所示。
3.3对试验结果及数据分析
(1) 沿绝缘子串进入强电场为双组合间隙。用U50％换算出的耐受电压，最小是1435kV，安全裕度为46%，危险率R为1.64×10-14，远远小于10-5。
(2) 塔上地电位电工作业时的对导线安全距离试验。用U50％换算出的耐受电压，最小是1429kV安全裕度为45.5%，危险率R为1.64×10-14，远远小于10-5。
因此，采用跨2短3作业法沿绝缘子串进入SJl强电场和塔上作业是安全可靠的。
4 带电作业工器具的研制
有了进入电场的方法，还必须配备实用的带电作业工具，针对国内500kV同塔双回线路所处位置塔高、山高、坡陡、路险的特点[4]，本文提出了背包式带电作业工具的概念。即选用和开发工具时除绝缘性能和机械性能满足安全条件外，还应满足轻便便于运输的要求，长度不得大于2米，单个重量不得大于15公斤，以便登山时单人携带。
为此研制了一批适合双回线路带电作业工具。吊线杆托瓶架等硬质工具采用泡沫填充工艺且采用分段组合形式，定制一批背包，将绝缘绳、软梯等装入背包携带，如图13所示。这些工具已部分投入使用，经多次带电作业实践证明该套工具完全满足500kV同塔双回线路带电作业的需要。
图13 适合双回线路带电作业工具
5 带电作业应用实践
根据以上取得的研究成果，针对500kV北巴线编写了《500kV双回塔带电作业实际操作程序》，并于2001年9月开始实施。
5.1 用伞架法进入500kV同塔双回线直线塔强电场
以下为操作流程：
4号电工带无头绳上塔至横担下放，系好安全带，将无头绳挂在主材的合适位置，转动滑车使无头绳较劲打开。
1号电工背好伞架上塔至4号电工位置系好安全带。3号电工上塔至中线2号电工位置系好安全带。3号电工在经过1号“等电位”电工时，将等电位电工的保护绳带到横担头系在主材上。
地面电工将三.三滑车组的动滑轮侧用无头绳传到塔上2号电工位置并挂在横担的主材上，同时将三.三滑车组的定滑轮侧及二.二滑车组传到塔上4号电工位置
4号电工将二.二滑车组的定滑轮挂在横担下方的十字铁上，4号电工将三.三滑车组的定滑轮侧钩在1号电工伞架的主绳上、同时将二.二滑车组的动滑轮侧挂在伞架的主绳上，将二.二滑车组的尾绳固定在塔上。
地面电工拉紧三.三滑车组的尾绳，1号电工下垂使两个滑车组吃劲，4号电工打开二.二转移滑车的尾绳，松动尾绳、将1号电工转移到导线上，1号电工距导线0.4米时应迅速抓住导线完成电位的转移。
1号电工顺线移动距线夹1.5米处上导线双腿跨在1、4号线上坐好。地面电工将吊杆丝杠用无头绳传给2号电工，2号电工在3号电工的配合下将丝杠安装好，同时地面电工用无头绳将前侧吊杆传到塔上，1号电工和2号电工配合将吊杆装好，1号电工扶正四钩卡挂在导线距线夹20厘米处、2号电工收紧吊杆丝杠至吊杆捎吃劲位置。同时地面电工用无头绳将另一根吊杆传到塔上1号电工和2号电工配合将吊杆装好，1号电工扶正四钩卡挂在导线距线夹40厘米处、2号电工收紧吊杆丝杠至吊杆捎吃劲位置。
2号电工收紧吊杆丝杠至合成绝缘子捎松动，1号电工拔下合成绝缘子的碗头销子，2号电工继续收紧丝杠至合成绝缘子与碗头能摘开位置。
1号电工将合成绝缘子与碗头摘开，后退半米，2号电工将无头绳的一端系在合成绝缘子的第3—4片之间，同时地面电工将新绝缘子系在无头绳的另一端并拉紧，2号电工将合成绝缘子的上侧与球头连接销子拔出，摘下合成绝缘子，地面电工拉动传递绳将被换绝缘子传至地面，同时将新合成绝缘子传至塔上。
2号电工将新合成绝缘子碗头与横担球头连接，给好弹簧销子，解开无头绳。1号电工前移半米伸右手抓住合成绝缘子的球头、左手扶碗头、使合成绝缘子球头与碗头连接，给好弹簧销子。
2号电工松放丝杠至四钩卡与导线脱开为止。2号电工将传递绳系在吊杆上，1号电工扶吊杆配合2号电工开吊杆与丝杠的连接，同时地面电工拉动传递绳的另一端，将吊杆传到地面，用同样的方法拆除另一根吊杆。2号电工将丝杠系在传递绳上，同时地面电工拉动传递绳的另一端，将丝杠传到地面。
1号电工后移1.5米，跨出导线，手扶导线串到线夹处使人体及伞架下垂，4号电工拉动二.二转移滑车的尾绳，使1号电工瞬时脱离电源，4号电工继续拉动二.二转移滑车的尾绳、将1号电工拉回到塔身处，将二.二滑车的尾绳系在塔材上，在4号电工的配合下1号电工抓住塔材登上塔身、系好安全带。
塔上电工同地面电工配合拆除所有工具的程序与上相反。
5.2 沿绝缘子串等电位作业法
本方法适用于500kV北巴线路单回及同塔双回路耐张塔，以及带电更换耐张单片绝缘子时可采用。
(1) 人员组织
① 工作负责人一名；② 等电位电工一名；③ 塔上电工一名；④ 地面电工一名；共计四名。
(2) 主要操作程序
① 第一电工携带无头绳登塔至横担的适当位置绑好安全带，并在横担的适当位置将无头传递绳装好。地面电工通过无头传递绳将检测杆传至塔上第一电工，塔上第一电工用检测杆对绝缘子进行检测，并做好记录（钢化玻璃绝缘子不用检测）。如有不良绝缘子时，必须进行复测，复测后将测试杆传递至地面。测试完成后满足良好绝缘子片数不少于23片时，方可进行下步作业。
② 等电位电工登塔至作业串横担的适当位置将双保险安全带的长安全带绑在铁塔的牢固构件上，然后等电位电工沿绝缘子串进入电场到达作业点使等电位电工与作业点等电位并坐好，装好无头传递绳。
③ 地面电工将卡具传递给等电位电工，并在绝缘子串上装好卡具，然后将不良绝缘子前、后的“R”销子拔开，收紧卡具两边丝杠，将被换的绝缘子张力转移到卡具上。
④ 取下不良绝缘子，传递至地面，将良好绝缘子传递至作业点，换上良好绝缘子，检查无问题后将卡具丝杠缓慢松开，恢复“R”销子，拆除卡具，传递至地面并且拆除无头传递绳。
⑤ 等电位电工按进入电场相反程序退出强电场，作业人员下塔，整理工具，结束工作。
(3) 主要工器具如表5所示。
6 结论
本文经试验、分析、实践得出以下结论：
1、对500kV同塔双回线直线杆塔SZ1的各项试验表明，所采用的伞架法，在进入强电场等电位过程能满足要求（按绝缘配合的“惯用法”和“统计法”两种方法校核），是高空作业安全性较高的一种人体承载工具；
2、对500kV同塔双回线耐张转角塔SJl的沿耐张串进入强电场等电位的过程进行试验的结果能满足安全要求；
3、直线塔中、下相横担作业的地电位电工的安全性校核已经通过，能够满足安全要求；
4、现有的强电场防护措施能够保证作业人员在双回线带电作业时的安全；
5．背包式工具轻便灵活便于携带运输满足山区带电作业的需要。
本文研究结果显示在500kV伊冯甲乙线同塔双回线路开展带电作业是安全可行的，利用伞架法进入500kV双回线直线塔作业安全、简便，而沿绝缘子串进入强电场安全可靠。
参考文献
[1] 杜文越. 500kV同塔双回路带电作业应用研究[J]. 科技资讯, 2012, 18: 141.
[2] 柯文杰. 500kV同塔双回路带电作业应用剖析[J]. 山东工业技术, 2015, 16: 157.
[3] 胡毅, 张俊兰. 500kV双回路铁塔带电作业研究[J]. 电力设备, 2002, 3(3): 54-60.
[4] 王大国, 高占奎. 500kV双回路铁塔的研究与应用[J]. 吉林电力, 1996, 6: 41-44.
[5] 段建军. 500kV双回路同塔架设输电线路带电作业技术研究[C]//供电企业带电作业技术研讨会. 2012.
作者简介：
王志成(1975-), 男, 专科, 技师, 现从事输电线路带电作业检修工作。
陈胜辉(1987-), 男, 本科, 助理工程师, 现从事输电线路运维检修工作。
论文作者:王志成,陈胜辉
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/11
标签：作业论文; 电工论文; 绝缘子论文; 电场论文; 伞架论文; 导线论文; 电位论文; 《电力设备》2016年第14期论文;