35kV线路带电作业安全距离试验研究

唐盼

【摘要】在带电作业中无论使用何种方法，为了确保作业安全都必须严格保证人体各部位，包括手持导电工具与不同电位任何部件之间的最小空气间隙，即最小安全距离。文章首先进行了棒板间隙的操作冲击放电试验，得到其放电特性，然后依据统计法计得出安全距离，最后采用典型工况的模拟工作间隙操作冲击放电试验验证了安全距离的有效性。

【关键词】 35kV线路带电作业安全距离

1 背景

据统计，目前国内能在35kV线路上开展的带电作业项目不多，作业次数十分有限。其主要原因是35kV线路本身结构较为紧凑，按GB 50061-2010《66kV及以下架空电力线路设计规范》设计要求：在海拔高度1000m以下空气清洁地区，悬垂绝缘子串的绝缘子数量宜采用绝缘子型号XP-70，其单片结构高度为146mm，直线绝缘子串为3片，绝缘子串有效长度为438mm；耐张绝缘子串为4片，绝缘子串有效长度为584mm。实际线路设计中，根据各地运行经验，设计中相应增加了绝缘子片数，一般直线绝缘子串设计为4片、耐张绝缘子串为5片。而开展带电作业的依据是带电作业规程GB26859-2011《电力安全工作规程电力线路部分》。规程[1]明确规定：35kV线路进行带电作业时，人身与带电体或等电位人员对地的安全距离应不小于0.6m的最小安全距离，若不能满足时则必须采取可靠的绝缘隔离措施。既使满足所述安全距离要求，也因作业时的安全距离与实际作业时对象的空间距离，二者间活动余地相当小，存在很大作业安全风险而不能得以普遍开展。

2 棒板间隙的操作冲击试验

2.1试验条件

（1）试验条件。该次试验过程中，使用棒—板电极和2400kV冲击电压发生器，如图1所示，2400kV冲击电压发生器通过调整波头电阻得到操作冲击电压，操作冲击波形为标准波形250/2500μs；棒—板电极中的棒电极采用直径为16 mm、头部为半球形、长度为10 cm的棒，模拟作业过程中作业人员手指或绝缘操作杆的金属部分正对带电体，而板电极的尺寸为0.5m×0.5m。

（a） 2400 kV冲击电压发生器 （b）垂直布置的棒—板电极

（2）棒板间隙的正极性操作冲击放电试验。采用升降法进行间隙绝缘特性试验，根据间隙放电的分散性，确定标准操作冲击波的绝缘耐受水平时在每个试验距离下的试验次数为40次。棒板间隙的布置及在操作冲击下的放电图像如图2所示；放电电压数据如表1所示；棒板间隙在操作冲击电压下的放电电压与间隙距离具有较好的线性关系，如图3所示。

（a）棒板间隙垂直布置及放电（b）棒板间隙水平布置及放电

3 35kV带电作业安全距离计算

3.1带电作业危险率的计算[2]

带电作业危险率为

（1）

式中为操作过电压幅值的概率密度函数，根据单相接地三相分闸过电压分布得到；为空气间隙在幅值为的操作过电压下击穿的概率分布函数[12]，即

（2）

式中为空气间隙的操作冲击50%放电电压；为空气间隙操作冲击放电电压标准偏差。

根据公式（1）的数学模型编制计算程序，即可计算得到相应的带电作业危险率。

3.2最小安全距离的确定

在系统最大过电压为4.0P.U.时，相应的带电作业危险率如表2所示。带电作业最小安全距离由满足放电危险率的间隙距离并考虑人体允许活动范围后求得。

在《带电作业工具基本技术要求与设计导则》标准中，规定可以接受的危险率水平为1.0×10-5，因此35kV线路带电作业安全距离为0.4m，即可满足危险率的要求。

4 典型工况下的验证试验

本次试验分3种典型工况进行，每种工况分别进行3个距离的间隙放电试验，共9个间隙试验，如图4所示[3][4]。在3种不同工况中，模拟人身穿屏蔽服，手触摸模拟导线，与模拟导线等电位，通过调整模拟人与模拟杆塔之间的间隙距离，如图5所示，间隙距离分别为0.4m、0.5m、0.6m，记录取各个间隙距离时的击穿电压峰值，并根据得到的数据计算出模拟人与模拟杆塔之间的50%冲击放电电压U50，如表3所示。

（a）工况一示意图（b）工况2示意图

（c）工况三示意图

通过表3可知，作业人员在35kV直线塔塔头附近作业时，头顶距离横担的作业间隙放电电压最低。三种典型工况间隙大于0.4m时，带电作业危险率均小于10-5的安全要求。

4结语

依据棒板间隙操作冲击放电特性，当间隙距离为0.4m，其危险率为1.55×10-7，小于1×10-5的安全要求，当间隙距离为0.6m时，危险率为5.7×10-18，安全裕度较大。

对典型工况间隙进行操作冲击放电试验，当作业人员对杆塔不同部位的作业间隙大于0.4m时，均满足小于1×10-5的安全要求

参考文献：

[1]GB26859《电力安全工作规程电力线路部分》[S].

[2]带电作业工具基本技术要求与设计导则[S].

[3]柏克寒.带电作业[M].北京：水利水电出版社，1985.

[4]IEEE Std 516—2009. IEEE guide for maintenance methods on energized power lines[S].

[5]刘强，周平，朱松雪等.220 kV变电站带电作业的安全间隙试验分析[J].电力科学与技术学报，2013，28（3）：77-82.

[6]胡毅，王力农，刘凯等.750kV输电线路带电作业安全距离的研究[J].高电压技术，2007，33（11）：150-154.