带电作业关键技术的应用与发展趋势

邵开山，张瑞博

（国网蒙东检修公司兴安运维分部，内蒙古乌兰浩特 137400）

0 引言

随着我国城市化与工业化建设的不断深入，人们对于电力的需求越来越大，远距离输电工程越来越多。且随着超高压与特高压交直流输电工程的不断建设，输电工程建设对带电作业关键技术的要求也逐渐提升。为了保证输电工程的建设质量，需要重视对带电作业关键技术的研究，并深入分析其发展趋势，以保证电力系统运行的稳定性，为社会经济快速发展提供保障。

1 带电作业关键技术研究现状

1.1 输电线路带电作业

1.1.1 带电作业关键技术参数

输电线路带电作业的关键技术参数包括最小安全间距、绝缘工具最小有效绝缘长度，以及最小组合间隙等内容，其中最小安全间距的设定由带点作业的危险系数决定，需要进行电压水平的概率计算，以及间隙实验结果的概率计算，同时还要校正海拔，保证带电作业的危险率＜10-5。除了概率计算以外，还要考虑其他方面的因素，包括实际带电作业位置、路线杆塔结构、线路走廊海拔高度，以及系统参数等，以确保输电线路带点作业关键技术参数的准确性，在获取数据时，需要使用合适的方法进行试验，以保证试验结果的准确性。

由于带电作业过程中输电线路与塔头尺寸过于紧凑，相间与相地的距离比较小，导致工作人员作业过程中进出受限，不利于高效地开展工作。工作人员在带电作业过程中需要选择最优的电位路径，要结合具体情况选择最佳的作业间隙，同时，还需要将相导线之间的间隙放电特性考虑在内，通过反复试验计算出最小安全距离，保证工作人员在安全范围内工作，保障其生命安全。除此之外，还需要加长保护间隙，以保证部分紧凑型输电线路带电作业间隙不足的安全作业。在设计保护间隙时，要遵守设计原则，根据具体线路要求进行设计，并通过加装保护间隙的绝缘配合实验，科学合理的设定保护间隙的数值，使保护间隙安全作业方式能够满足带电作业的基本要求。

1.1.2 带电作业人员的安全防护

由于超高压与特高压的输电线路周围的电场强度较高，工作人员带电作业过程中，进出电场很可能导致电场出现电位转移的现象，使带电工作人员的体表电场强度增大，此外，电位转移还会导致电容放电脉冲电流与电弧的出现，因此，为了保证工作人员的人身安全，需要加强超高压与特高压环境下工作人员的带电作业安全防护要求，进一步保障带电作业的安全性。

目前我国对于500 kV 高压环境下带电作业工作热源的安全防护研究主要有两种，一是采用仿真计算的形式进行研究，其次是利用现场实测进行研究。随着近几年研究的不断深入，对于安全防护的研究逐渐将两者结合起来。经过调查分析发现，工作人员带电作业过程中距离铁塔的距离越近，体表的电场强度就会越大，且体表电场强度较高的部位为头顶、指尖等尖端部位。在带电作业的过程中，等电位作业时人的体表电场强度最大。通过对国内外各种实验数据，以及实验结果进行分析可知，直流电路的可感知场强远小于交流线路的可感知场强，交流电流对人体产生的影响较大，因此，为保证带电作业人员的人身安全，需要加强对交流电流安全防护标准，以提升带电作业的安全性，为直流线路安全防护标准提供参考。

1.1.3 带电作业设备的应用

500 kV 的超高压输电线路具有很多的特性，包括杆塔结构尺寸大、导线分裂数多等，这些特性对带电作业设备，以及带电作业工具提出了更高的技术要求[1]。随着近几年对带电作业关键技术研究的不断深入，目前已经在此方面取得了较大的突破，并研制出了能够满足超高压带电作业最小有效绝缘长度要求的带电作业绝缘提线工具，同时满足实际线路机械荷重要求，此外还研究出了钛合金卡具，主要是根据不同吨位、型式的绝缘子串型特点进行研制。这些新型带电作业工具的研发使得带电作业的效率大大提升，减少人力使用，并降低了带电作业人员的工作强度，使得带电作业质量得到了进一步的保障。

1.2 配电线带电作业

电力系统主要是通过配电线进行电能输送，配电线是电力系统基础设施组成部分。随着我国城市化建设的不断深入，电力能源的需求不断增大，各地区、各行业，以及人们日常生活都离不开电力能源，因此，配电网的覆盖面极广，并具有一定的复杂性。且由于我国各地的地理环境存在较大的差异，配电线路的带电作业条件也受其影响有所不同，综合来讲，配电线路带电作业的关键技术主要有机械臂作业法、绝缘杆作业法等，具体的使用方法需要根据带电作业的具体情况决定[2]。

配电线路带电作业能够为电能用户提供可靠的供电途径，其主要内容包括电力设备的更换、元件更换，以及线路修补，以此保证配电线路的使用效能，使电力系统运行的稳定性得到保障。在进行配电线路带电作业时还需要重视工作环境，要保证在配电设备较为密集的区域进行带电作业，以此提升作业人员同时触及不同电位电力设施的概率。为了确保带电作业人员的人身安全，要重视绝缘防护用具的穿戴，保证防护用具的正确穿戴，同时，还要确定作业间隙与绝缘工具的绝缘水平，避免出现安全事故。

1.3 带电作业标准体系与仿真培训

带电作业标准体系主要是针对超高压线路带电作业的专项技能培训，主要包括超高压带电作业基础理论知识、安全操作规范，以及技术特征与要求等方面的培训；其次，还要选择典型作业项目，培训主要采用训练与示范相结合的方式进行，以此保证带电作业工作人员在提升自身专业技能的同时，锻炼实践能力。

随着科学技术、信息技术等新型技术的不断发展，我国目前的带电作业还将多媒体技术、虚拟现实技术融合到了带电作业过程中，并结合带电作业技术开展仿真培训。通过计算机技术，以及虚拟现实技术的应用，将带电作业的环境展现出来，生成具有较强真实性感的三维环境，制作仿真三维环境的虚拟现实开发平台Quest3D，然后通过3dMAX、Zbrush 等软件的应用进行场景建模、附贴图等，以此呈现出真实感极强的三维模型场景，应用mySQL 数据库进行存储及数据管理工作，然后利用编程实现场景显示、场景漫游、培训演示等内容，将带电作业项目通过虚拟模型进行演示，提升带电作业的安全性，并提升整体的管理效率，充分发挥培训工作的效用[3]。

2 带电作业关键技术发展趋势

2.1 带电作业工具

带电作业工具的研究主要包括以下4 个方面：

（1）高强度柔性绝缘材料。带电作业过程中，为了提高机械强度，并加强带电作业工具的绝缘性能，需要加强对高强度柔性绝缘材料的研究，研制出软质柔性的绝缘吊拉工器具，以提升带电作业工具的性能质量。

（2）硬质绝缘材料。为保障工作人员的人身安全、增强带电作业环境的绝缘性能，要加强对新型软、硬质绝缘材料的研究，提升运行设备的安全性，以推动带电作业关键技术的研究发展，提升带电作业的工作质量[4]。

（3）机械化装置。为提升带电作业的工作效率，保证其工作开展的有效性，并减少带电作业的劳动强度，需加强带电作业机械化装置的研究，并保证各种带电装置的轻型化，以提升其便捷性。

（4）检测设备。要加强检测设备的研制。带电作业过程中，若带电作业设备存在问题，很可能会造成安全事故，因此，要加强检测装置的研制，使其机械化与智能化，保证带电作业安全进行[5]。

2.2 配电网带电作业

配电网带电作业的研究主要是向两个方面开展：一是加强推广，二是对应用城市电网不停电作业法的研究，其中最重要的是对不停电作业项目的研究。不停电作业项目的研究，首先要对不同工况进行研究，深入分析其过电流与过电压，同时，还要加强对不停电作业工具与设备的研究，提升不停电作业设备与工具的便捷化，以此提升不停电作业的工作效率。其次，还需要深入研究带电作业的步骤，使其工作步骤程序化，让带电作业人员能够按照具体作业步骤开展工作，确保带电作业的安全性与有序性，提升不停电作业的工作质量[6]。

2.3 带电作业设备清洗

要重视带电作业中的清洗工作。变电设备带电清洗时若出现操作问题，很可能会危及作业人员的生命安全，因此，要加强对变电设备带电清洗作业的研究，综合分析变电设备的积污特点，以便更为高效的开展带电清洗工作。此外，还要加强对高绝缘性能清洗材料的研究，以保证带电作业人员的安全。为了提升变电设备的带电清洗效率，要深入研究智能化的带电清洗装置，在节省人力的同时，进一步提升带电作业的稳定性。同时，为了保证作业人员能更高效、安全地开展工作，要加强对安全技术操作规范的研究，让带电作业人员按照相关操作规范操作，优化变电设备带电清洗技术[7]。

3 结语

为保证电力系统的安全运行，需要保证带电作业的安全性与稳定性，保证带电作业的各项关键技术得到正确应用，以提升带电作业的工作水平，保证电网运行质量。为此，需要加强对带电作业关键技术的研究，并明确带点作业关键技术的研究方向，以使各种带电作业设备、技术、方法符合经济发展需要，更高效地开展电网设备检测、维修与改造工作。