特高压吊篮法带电作业滑车组挂点选取的研究

2018-12-28李增伟庞月龙

山东电力高等专科学校学报 2018年6期

李敏，李增伟，庞月龙，田源

（国网山东省电力公司检修公司，山东济南 250118）

0 引言

带电作业是电网设备检测、检修维护和改造的重要手段和方法，是保证电力系统可靠稳定运行的重要技术措施。从第 1次带电作业实践至今，带电作业研究和应用在我国已有60多年的历史，为保障电网安全可靠运行及提高经济效益发挥了重要作用［1-2］。进入 21世纪以来，为满足大容量、远距离输电的需要，“特高压入鲁”战略逐步实施开展，“十三五”期间山东省内将建成“三交四直”特高压电网，对于优化能源配置、保障电力供应、防治大气污染、拉动经济增长、引领技术创新具有显著的综合效益和长远的战略意义［3-6］。随着我国超、特高压交直流输电工程相继建设和投运，超、特高压输电线路带电作业研究也相应获得快速发展。

合理的带电作业方法旨在使得等电位人员在满足最小电气组合间隙的情况下，利用工器具通过安全适当的路径进入电场，主要包括“跨二短三”法、吊篮法、软梯法。采用 “跨二短三”法进电场时，受杆塔形式的限制，仅适用于耐张塔；由于特高压塔较高，无论采用塔上软梯法或是塔下软梯法，进入电场的路径较长，对等电位人员的体力造成极大考验。绝缘吊篮（梯）法，俗称“秋千法”，等电位人员坐在吊篮（梯）上以荡秋千的方法进入强电场，作业安全性、可靠性较高，工作人员体力消耗较少，工器具较为轻便，常常是特高压带电作业的最优方案。

在使用吊篮法进入电场时，由于特高压杆塔较高、下横担和横担角铁间距不足等原因，常常存在滑轮组挂点难以选取、地电位电工控制摆绳不当的问题，若不能有效处理，存在不满足电气组合间隙的隐患，极易影响工作效率，对作业人员的安全构成威胁。

诸多学者专家对特高压等电位带电作业方法进行了研究，提及了吊篮法挂点选取等方面的问题，为解决上述问题，本文通过分析特高压带电作业安全距离及影响因素，对现有特高压吊篮法进入电场方式进行了优化与改善，通过理论分析与实践操作，给出了滑轮组挂点安装的范围要求，同时提出了一种更适用于特高压带电作业的塔上吊篮法的作业方法。

1 吊篮法带电作业安全距离

在使用吊篮法进入电场时，要考虑带电作业安全距离的要求，主要包括最小安全距离、最小对地安全距离、最小相间安全距离、最小安全作业距离和最小组合间隙等。参考IEC标准，带电作业的安全距离是指在带电作业过程中，工作点未发生电气击穿的最小距离，其中最小电气组合间隙是制约吊篮法进电场的最主要因素，其受到诸如间隙形状、系统过电压幅值、作业地点位置、线路杆塔特点等因素影响。

为提高单位线路走廊宽度的输电能力，特高压杆塔多采用同塔共架的鼓形塔形式，如交流1 000 kV淮南-沪西线、交流1 000 kV锡盟-山东线（山东境内）、交流1 000 kV榆横-潍坊线等，根据文献［7］结论，参考交流1 000 kV淮南-沪西线同塔双回直线塔带电作业安全距离的试验结果，如表1所示。

表1 同塔双回直线塔带电作业安全距离

参考特高压相关设备台帐，结合表1可以得出以下结论：

1）工况1作业人员脚对下横担放电与工况2作业人员头部对上层导线放电的情况，可以通过适当控制，如禁止作业人员伸长工器具等方法，减少人体占位间隙，可以满足足够的安全距离，且留有足够的安全裕度。

2）工况3作业人员进出等电位进入电场过程中，导线-人-横担最小电气组合间隙若吊篮法滑车组挂点选取不当，极易导致作业人员进入电场路径不合理，使得电气组合间隙不满足6.9 m的要求。

2 特高压带电作业吊篮法

2.1 塔上吊篮法与塔下吊篮法比选

根据吊篮挂点位置、滑车组形式的不同，可以分为塔上吊篮法与塔下吊篮法，示意图如图1、图2所示。

图1 塔上吊篮法

图2 塔下吊篮法

吊篮法所需的工具包括绝缘士字梯、绝缘滑车组一套、绝缘摆绳等，地电位电工将滑车组固定在横担上，通过控制绝缘绳使得吊篮升降，将等电位电工“送入”等电位。

与常规220 kV、500 kV输电线路带电作业不同，由于特高压塔高一般为100 m左右，以锡盟-山东1 000 kV特高压输电线路为例，山东境内铁塔平均高度约106 m，若采用塔下吊篮法，作业人员需携带的传递绳较长，传递绳自重不容忽视，对作业人员登塔有一定的安全隐患；若采用塔下吊篮法时，人力无法完成，需使用机动绞磨、绝缘绞磨绳等工具，工作组织较为困难。同时对摆绳的控制力较弱，等电位电工难以保持平稳安全进入电场。而采用塔上吊篮法时，虽然作业准备较为繁冗，但仅靠人力即可实现操作，进入等电位路径较合理，作业人员劳动强度较小，因此，在特高压带电作业中多采用塔上吊篮法。

2.2 吊篮法挂点的选取

一般情况下需要根据检修位置、杆塔形式、作业方式的不同，因地制宜选取滑车组挂点，还需要遵循以下基本原则：

1）吊篮法挂点水平方向的选取。吊篮法水平方向的选取，是决定带电作业等电位人员能否满足最小电气组合间隙要求的关键。若挂点距离横担头的水平距离过小，则等电位人员近乎贴近垂直绝缘子串进入电场，路径不合理，且不满足电气组合间隙的要求；若选取挂点距离横担头过远，一方面摆绳长度不够，等电位人员不能够进入电场，另一方面进入电场的路径弧度较大，常常因为摆绳自重的原因，无法将等电位人员“荡”进电场。

综上分析，输电检修中心带电班在特高压廊泉线718号塔进行了反复试验，同时参考相关带电作业经验，得出结论：吊篮法滑车组挂点距离横担头的水平距离D需小于绝缘子串长度，及摆绳长度D串，且大于横担的总长度D横担的三分之一，即满足

2）吊篮法挂点垂直方向的选取。如图3所示，为交流1 000 kV锡盟-山东特高压线路SZ30104塔型横担示意图。图中铁塔横担达15.8 m，且悬垂绝缘子较长，对挂点垂直方向的选取带来了不小挑战。最优的挂点选择一方面要便于等电位人员进入／脱离士字梯，减少体力消耗；另一方面要便于地电位人员控制摆绳，能够将等电位人员安全稳定“送入”电场。但在特高压铁塔中，挂点垂直方向的选取还受到横担交叉角铁的孔洞大小、横担高度、角铁上下间距等方面的制约，若垂直距离过高，则地电位人员布置较为困难，若挂点过低如挂在横担下方水平角铁，等电位人员将无法顺利进出士字梯，影响作业效率。

图3 交流1 000 kV锡盟-山东特高压线路SZ30104塔型横担示意图

从图3中可以看出，特高压横担高度约为1～5 m。为便于滑车组、绳索机构的布置，一般选取在横担上层交叉倾铁处，约1.5 m高左右，如图4所示。

图4 吊篮法挂点垂直方向的最优选择

同时由于特高压塔窗较小，若在地等电位人员在横担休息平台处，滑车组采用向上拉的方式，控制绝缘摆绳，不便用力，存在一定的安全隐患。因此，在下横担确定滑车组挂点时，充分利用特高压塔腿休息平台，待作业人员进入士字梯时，地电位人员在塔腿休息平台处向下拉绝缘摆绳（若挂点在中横担，则地电位人员可在下横担操作），不仅可以避免携带过重的绝缘绳索，减少工器具负重，而且还保证了作业的安全，提高了工作效率。如图5所示为采用改进的吊篮法演练时，等电位人员成功进入导线处。