特高压交流输电线路新型等电位转移棒的研制

张阳阳，杨 俊，喻岩珑

（国网浙江省电力公司杭州供电公司，杭州 310009）

特高压交流输电线路新型等电位转移棒的研制

张阳阳，杨 俊，喻岩珑

（国网浙江省电力公司杭州供电公司，杭州 310009）

特高压带电作业是确保特高压电网安全稳定运行的重要技术手段,因此等电位作业工器具的研制和完善具有重要意义。针对现有等电位转移棒存在的不足，研制了一款能实现快速进出电场、 并具备高通用性的等电位转移棒。首先，结合带电作业相关规程和技术导则，提出模型设计的要求；随后给出3种转移棒设计方案，经分析比较，确定选用“蝴蝶”型等电位转移棒方案；最后，选用合适的材料完成样品的制作。样品测试结果论证了该设计方案的可行性和有效性。

特高压；输电线路；带电作业；等电位转移棒

0 引言

带电作业是输电线路日常检测、运行维护以及检修改造的重要作业方法，它避免了传统停电作业所需的频繁倒闸操作，大大提高了供电可靠性。我国已开展带电作业60余年，期间220～550kV带电工器具和出入电场技术得到不断的完善和改进。随着特高压技术的发展，截至2016年3月，我国已建成投运3条特高压交流和6条特高压直流工程[1，2]。由于特高压线路自身的特点和所处环境决定了它的带电作业与现有高压、超高压线路存在较大区别[3，4]，因此有必要开展针对特高压带电作业技术及相关安全工器具的研究。

等电位转移棒作为一种常见的带电作业工器具，可以增大作业人员与带电体的距离，减小电位转移脉冲电流，避免电弧灼伤，被广泛应用于750kV及以上电压等级的交流线路等电位作业中。文献[5]指出，作业人员使用转移棒在距等电位0.5 m处拉弧，其电火花较未使用转移棒时有明显减弱，脉冲电流幅值减小了约30%。因此，《国家电网公司电力安全工作规程（线路部分）》明确规定，特高压交流线路等电位作业应使用等电位转移棒进行电位转移。

目前，等电位转移棒并没有统一的标准，国内各单位往往根据工作经验自行设计、选用合适的转移棒。文献[6]所设计的电位转移棒包括引线、连接头、金属棒和金属钩4部分，该款转移棒具有较强的普遍适用性。文献[7]则在此基础上增设了多根引线，以实现有效分流。上述2款转移棒金属钩头的设计有助于工作人员迅速进入等电位，但却使得等电位人员在退出等电位时必须适当前倾，将电位转移棒沿导线方向前进一定的行程才能取下，这相当于在较短时间内缩短了电位转移时人体与带电体间的距离，减小了瞬间组合间隙，存在一定的安全隐患。为解决这一问题，文献[8]改变了钩头的设计，改用“Ω”接头，但这种电位转移棒只适用于固定型号的导线。

在上述背景下，在明确等电位转移棒技术要求的基础上，针对实践过程中出现的问题，确定理想的等电位转移棒的设计方案，最后通过成品的电气试验和现场模拟操作试验论证了该方案的可行性和有效性。

1 设计方案

根据《国家电网公司电力安全工作规程（线路部分）》及《1000kV交流输电线路带电作业技术导则》的相关要求，等电位转移棒的设计必须满足以下要求：

（1）在特高压交流输电线路上进行带电作业电位转移时，电位转移长度为0.4 m。

（2）等电位作业转移电位时，人体裸露部分与带电体的最小距离为0.5 m。

（3）进行电位转移时，电位转移棒应与屏蔽服形成可靠的电气连接，且不得影响等电位作业人员动作的平稳、准确、快速进行。

基于以上准则，同时考虑到等电位转移棒的便携性，设计了3种等电位转移棒方案。

1.1 改进“Ω”型等电位转移棒

为保障电位转移时人体面部与带电体有足够的安全距离，在文献[8]相关设计的基础上，将转移棒末端两侧开口与圆环连接处的平滑设计更改为尖角型设计，即设计了2个“外角”（如图1所示），以保证转移棒能够更牢固地卡住带电体，即使带电体型号略大于转移棒圆环时，也不至于很容易滑脱。

图1 改进“Ω”型等电位转移棒

该款电位转移棒操作方便，便于等电位工作人员迅速进出电位，且进出电位时能充分利用转移棒的长度，保障作业人员安全。但该设计通用性还不够理想，对于直径过大或过小的带电体，仍无法保证电位转移过程中转移棒与带电体的有效连接。因此，必须针对不同的作业环境，设计制造适合不同带电体直径区段的系列产品。

1.2 “鸭嘴”型等电位转移棒

考虑到转移棒的切入范围及其通用性，借鉴接地线夹头，该方案的金属接头采用2块楔形金属头的“鸭嘴”型设计，并通过弹簧闭锁装置连接（如图2所示）。转移电位前，将“鸭嘴”打开，进入电场后当带电体触碰弹簧销子时，“鸭嘴”闭合，夹住带电体，实现电位转移。

图2 “鸭嘴”型等电位转移棒

“鸭嘴”型电位转移棒的闭锁装置及楔形金属面板能够保证其可靠安装于带电体上，且适用各种型号的导线，操作方便。但该设计要求等电位工作人员在出电位时尽可能保证转移棒与带电体垂直，需较大的力度才能拔出转移棒，由此会影响等电位工作人员动作的平稳性。可见，该款电位转移棒对操作人员的技能要求较高。

1.3 “蝴蝶”型等电位转移棒

为使电位转移棒的操作更便捷、安全，设计采用2个金属弹片作为转移棒的金属接头。金属弹片末端弯曲成弧形弯钩，两点接触使第一弧形弯钩封闭；利用第一和第二金属弹片的相互配合，在接触点形成2个凹处，加大了带电体切入范围，便于带电体的进出（如图3所示）。

“蝴蝶”型转移棒利用2个末端弯曲成弧形弯钩弹片的相互配合，保证了进出电场的成功率；金属弹片形成的内凹处，保证了安装之后不会从缺口处脱落。该设计保证了等电位工作人员进出等电位操作迅速、平稳，且适用于各类型号导线，通用性高。

图3“蝴蝶”型等电位转移棒

2 方案选择及样品制作

2.1 方案比较

综合分析3种设计方案的优缺点（如表1所示），可以发现：改进“Ω”型和“鸭嘴”型设计均存在一定的不足，而“蝴蝶”型方案综合了前2种方案的优点，符合等电位转移棒的技术要求。因此，最终采用“蝴蝶”型电位转移棒设计方案，并完成了设计图纸的绘制。

表1 等电位转移棒设计方案对比

2.2 样品制作

在完成设计图纸的绘制后，还需选择合适的材料进行加工，尤其是等电位转移棒金属头的材料选择。经过理论分析和市场调研，最终选定3种合金作为候选金属头材料（如表2所示）。考虑到特高压线路的电场强度大，对直接接触的金属材料刚性及韧性要求较高，同时在等电位转移过程中，需尽可能减小电弧强度，因此，以材料导电性作为最重要指标，兼顾金属韧性，综合考量后，选择铜合金薄板制作金属头部分；选择绝缘性能及耐高温性能较好的环氧树脂和无碱玻璃纤维制作绝缘操作杆部分；选择截面积不小于16mm2的多股软铜线制作引流线。制作所得样品如图4所示。

表2 等电位转移棒金属头材料选择

图4 “蝴蝶”型电位转移棒样品

3 样品测试

为保证样品符合等电位工作要求，需要对样品进行电气试验。经杭州电力安全工器具检测中心检测，样品电气参数符合要求（如表3所示）。另外，以途径杭州的2条1000kV特高压输电线路为等电位作业场景，模拟了“蝴蝶”型等电位转移棒在现场作业时的表现，取得令人满意的效果（结果如表4所示）。

表3 安全工器具检测试验报告

表4 特高压等电位作业模拟试验

试验结果表明，文中介绍的“蝴蝶”型等电位转移棒达到了预期目标，其使用过程满足操作规程要求，操作平稳、快速、便捷，确保了一次电位转移的成功率，有效保障了带电作业时等电位人员的安全。

4 结语

在分析现有等电位转移棒不足之处的基础上，结合现场带电作业技术要求，给出了3种设计方案。通过分析、比较，最终设计制作了一款“蝴蝶”型等电位转移棒，并通过实物样品测试，证明了该设计的可行性和有效性。

由于国网浙江省电力公司杭州供电公司特高压带电作业尚未完全普及，此款“蝴蝶”型等电位转移棒还有待实践检验。随着未来安兰Ⅰ线和安兰Ⅱ线的投入运行，相关带电作业经验会逐步积累，在实际应用的基础上，等电位转移棒将得到进一步的完善。

[1]PARIS L.Future of UHV Transmission lines[J].IEEE Spectrum，1969，6（9）:44-51.

[2]NICHOLS D K，BOOKER J R，LARZELERE W.Testing and commissioning of modular UHV AC outdoor test system[J].IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems，1984，103（7）:1916-1922.

[3]舒印彪，胡毅.特高压交流输电线路的运行维护与带电作业[J].高电压技术，2007，33（6）:1-4.

[4]胡毅，王力农，刘凯，等.1000kV交流特高压线路带电作业安全防护研究[J].高电压技术，2006，32（12）:74-77.

[5]胡毅，刘凯，彭勇，等.带电作业关键技术研究进展与趋势[J].高电压技术，2014，40（7）:1921-1931.

[6]国网武汉高压研究院.交流超/特高压线路带电作业电位转移棒：中国，200720300439.1[P].2007-12-27.

[7]河南省电力公司焦作供电公司.交流超或特高压线路带电作业电位转移分流棒：中国，201010290410.6[P].2010-09-25.

[8]河南送变电建设公司.1000kV特高压交流线路耐张塔Ω型等电位转移棒：中国，201220354302.5[P].2012 -07-20.

[9]Q/GDW1799.2-2013国家电网公司电力安全工作规程（线路部分）[S].北京：中国电力出版社，2013.

[10]DL/T392-20151000kV交流输电线路带电作业技术导则[S].北京：中国电力出版社，2015.

（本文编辑：方明霞）

东芝开发新技术可减少电动巴士无线充电时的电磁波

东芝2016年9月宣布，在纯电动（EV）巴士的快速无线充电系统方面，开发出了可减少会妨碍其他无线通信的无用电磁波的技术。该公司的纯电动巴士目前正在开展公路试验，此项技术解决了阻碍电动巴士实用化这一难课题。

东芝开发的快速无线充电系统使用85 kHz频段进行44 kW的电力传输。日本电波法规定，使用10 kHz以上的高频波段时必须获得相应频段利用设备许可，设备放射的电磁波强度必须低于允许值，不能对广播电视及其他无线通信造成妨碍。但此前，东芝的快速无线充电系统输送44 kW时，放射的电磁波强度高出允许值10倍。

东芝开发的新技术将44 kW快速无线充电系统的供/受电板各分成了2个22 kW的系统。使2个系统逆相供电，放射的电磁波可以相互抵消，从而减少无用电磁波。分成2个系统时，如果电板之间发生干扰耦合，放射的电磁波强度和相位就会发生错位，导致电磁波的抵消效果降低，为此，研发人员通过电磁场模拟器计算出了电板之间适合的相对角度，使无用耦合降为零。这样，使10 m远处的电磁波强度减小到了原来的1/10，在保持44 kW供电量的情况下，也符合高频波段利用设备的规定。

来源：日经BP社

Development of a New Type Equal-Potential Transfer Rod for UHV AC Transmission Lines

ZHANG Yangyang，YANG Jun，YU Yanlong
（State Grid Hangzhou Power Supply Company，Hangzhou310009，China）

The live work on the ultra-high voltage（UHV）transmission lines is an important technical measure to ensure operation safety and stability of UHV power grid.Thus the development and perfection of equal-potential work tools are of significant importance.Given disadvantages of the existing equal-potential transfer rod，a new type equal-potential transfer rod is developed，which possesses high generality and is applicable to rapid pass into and out of the electric field.Requirements on the model design are firstly presented based on the relevant regulations and technical rules for live work；then，three scenarios for the transfer rod design are proposed.Through analysis and comparison，the scenario of butterfly-shaped equal-potential transfer rod is selected.Finally the sample is produced with appropriate materials and the test results are employed to illustrate the feasibility and effectiveness of the design scenario.

ultra-high voltage；transmission line；live work；equal-potential transfer rod

国网浙江省电力公司杭州供电公司群众性创新项目（5211HZ135072）

TM755

：B

：1007-1881（2016）09-0025-04

2016-07-12

张阳阳（1988），男，技师，现从事输电线路检修工作。