特高压直流接地极架空线路带电作业技术与工器具创新及应用

陶留海　李应文　李忠民　张建辉

摘 要：本文结合我国首次特高压直流接地极架空线路带电作业科研成果，简要介绍了我国特高压直流接地极架空线路带电作业关键技术和安全防护技术，作业方法研究、工器具研制和现场应用情况，研究结果可供其他±800kV直流接地极线路带电作业参考。

关键词：特高压；直流接地极架空线路；带电作业技术；工器具；创新应用

中图分类号：TM726 文献标识码：A

0.前言

接地极线路是直流输电系统的重要组成部分，是连接换流站中性母线与接地极导流系统的架空线路，具有电流大、电压低等特点，每条直流输电线路两端都连接着接地极架空线路，如果接地极线路出现故障，将直接影响特高压直流输电线路的安全运行。2015年7月，±800kV宾金直流接地极线路绝缘子串招弧角闪络，导致绝缘子击穿且掉线，引起±800kV宾金特高压线路停运。目前，直流输电带电作业主要集中在直流高压线路上，因接地极架空线路全停检修概率低，带电作业开展消缺工作尤为重要。目前，国内外对±500kV、±660kV、±800kV直流线路带电作业开展过相关研究，但对于接地极架空线路带电作业的带电作业安全距离、作业工法及防護措施等关键技术尚未开展过研究。

1.问题现状

接地极架空线路带电作业主要面临的问题：运行方式多、电磁耦合复杂，电压电流随时依据运行方式变化，带电作业安全距离一直未给出明确的规定；线路空间电场强度的分布状况不清，电场对人体防护技术不明确；各种运行方式下，高温导线对带电作业人员和工器具的影响缺乏经验，目前国内外缺乏成熟适用的技术和工器具，创新难度大。针对上述难题，本成果系统攻克了特高压直流接地极架空线路带电作业关键技术和安全防护技术，并进行了作业方法研究、工器具研制和现场应用。

2.成果原理

2.1攻克了特高压直流接地极架空线路带电作业关键技术。通过对±800kV天中线特高压直流接地极架空线路的仿真计算，确定了带电作业所需的最小安全距离、最小有效绝缘长度等关键数据。

（1）根据各典型工况的带电作业间隙的放电特性研究成果，经过试验和计算得到了对应的安全距离，接地极线路带电作业安全距离为0.65m。

（2）基于绝缘工具的直流闪络试验获得的放电特性，通过绝缘配合惯用法计算得到了接地极线路绝缘操作杆的最小有效绝缘长度为1.3m，绝缘承力工具、绝缘绳索的最小有效绝缘长度为1.0m。

2.2攻克了接地极架空线路带电作业安全防护技术。研究了等电位作业时的带电体周围电场强度和接地极线路单极运行时高温导线对带电作业的影响，提出了带电作业时的电场和隔热等安全防护措施。

2.3提出了接地极架空输电线路带电作业系列新工法并研制了配套工具。提出了绝缘操作杆法、扩大间隙法等新工法，配套研制了耐热型绝缘工具、绝缘子卡具等工器具，编制了22类作业指导书并颁布实施。

3.成果实施效果

该技术成果对于接地极架空线路带电消除缺陷效果特别显著，所取得的经济效益、社会效益十分突出， 研发的接地极架空带电作业新工法、新工具大幅度降低作业人员安全风险和劳动强度，安全效益显著提升。研发的系列工器具突破了技术瓶颈，有利于接地极架空带电作业的推广应用。发明了接地极线路带电作业耐高温硬质及软质绝缘工器具、隔热屏蔽服等工具，这些工器具能够满足接地极线路高温条件下导线的作业需求。本成果填补了我国特高压直流接地极架空线路带电作业的技术空白，进一步促进了直流线路的带电作业技术的发展，对特高压电网的安全可靠运行具有非常重要的意义。

4.成果推广前景

（1）攻克了特高压直流接地极架空线路带电作业关键技术难题，在国内外首次确定带电作业安全距离、有效绝缘长度等关键数据。

（2）攻克了接地极架空线路带电作业安全防护技术，首创确认单极运行高温导线等特殊条件下应采取的安全防护措施。

（3）提出了接地极架空线路带电作业系列新工法，发明了接地极架空线路带电作业耐高温绝缘工器具和系列工器具，并首次成功应用于生产实际，填补了我国特高压直流接地极架空线路带电作业的技术空白。

（4）接地极架空输电线路带电作业项目的成功实施，证实了本成果的科学性和可行性，为在全国范围内开展此类型工作提供了成功经验。随着全球能源互联网的建设和一带一路建设的实施，特高压直流输电线路得到快速发展，在保证特高压直流系统运行安全方面，该技术成果在电力行业具有普遍的推广价值。

参考文献

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