带电作业关键技术研究进展与趋势

2021-08-20向宇军国网重庆市电力公司石柱供电分公司

环球市场 2021年24期

关键词：带电作业电位绝缘

向宇军国网重庆市电力公司石柱供电分公司

一、配电网带电作业的原理及主要方法

（一）中间电位作业原理

中间电位作业法是指带电作业人员在进行带电作业时，人体电位既不与带电导线等电位也不与大地等电位，而是处于二者之间的一个中间电位。其示意图如图1 所示。

图1 中间电位法作业示意图

作业人员处在与地面绝缘的平台上，通过绝缘工具对带电设备进行带电作业，这种作业方式即为中间电位作业法。该方法的等效电路如图2 所示。

图2 中间电位法等效电路

图中作业人员与带电设备之间的绝缘工具电阻记为R1，作业人员与地面之间的绝缘平台电阻记为R2，同时，人与带电设备之间还存在着电容C1，人与地面之间的电容则记为C2。电路中，电阻R1和R2将作业人员与带电体和接地体隔离开，两部分绝缘起到了限制流经人体电流的作用，电路中的两个电容起到了限制电容电流的作用。在绝缘工具与绝缘平台状态良好、作业环境符合规程的情况下，带电作业时流经人体的电流最大仅为微安级别，不会对作业人员造成伤害。

（二）绝缘杆作业法

作业人员与带电设备保持规定的安全距离，通过绝缘工具对带电设备进行作业的工作方式称为绝缘杆作业法。在绝缘杆作业法中，最主要的特点为绝缘工具作为作业时的主绝缘，绝缘防护用具作为辅助绝缘。这种作业方法既可以在登杆作业中使用，也可以在使用绝缘臂斗车时配合使用。与绝缘手套作业法相比，绝缘杆作业法更适合在设备布置密集，各相导线距离较小，作业人员活动空间受限的情况下使用，可以免去进行大量的绝缘遮蔽工作，提高作业效率。此外，绝缘杆作业法对装备要求较低，更适合在绝缘臂斗车不易到达的偏僻地区进行不停电作业。但绝缘杆作业法对作业人员的技能与体能要求较高，需要作业人员结合现场环境进行判断与调整。

（三）绝缘手套作业法

绝缘手套作业法的作业方式为作业人员在穿戴全套的绝缘防护设施的情况下，在绝缘梯或绝缘平台上直接对带电设备进行操作的不停电作业方式。与绝缘杆作业法不同，绝缘手套作业法中，主绝缘为作业时人员所在的绝缘梯、绝缘臂斗等绝缘平台，作业人员穿戴的防护设备仍起到辅助绝缘作用。与绝缘杆作业法相比，绝缘手套作业法由于作业人员可以直接接触带电设备，所以操作更为灵活舒适。

（四）综合不停电作业法

虽然上述方法可以实现大部分的配网不停电作业，但在进行导线更换、线杆移动等作业时，仍需要对用户供电进行中断，降低了用户供电可靠率。为解决这一问题，综合不停电作业法应运而生。这种作业方法也称作旁路作业法，具体作业方式为利用备用电源车、移动箱变等设备构成旁路系统，将作业部分的导线进行跨接，使作业部分与带电部分隔离，实现了作业部分不带电的情况下对用户的持续供电。

二、配网带电作业技术发展趋势

（一）带电作业机器人

目前，我国在全自主型机器人研究领域已走在世界前列。2019 年8 月，由我国研发的全球首台全自主配网带电作业机器人在天津完成了首次带电作业任务。随后宁波、厦门、扬州等多地先后装备了全自主型机器人并顺利完成相关带电作业任务。未来，带电作业机器人仍会是带电作业领域重要的研究方向，其发展主要围绕两个方面进行：一是提高机器人的安全性，在作业过程中不仅要保证作业人员的安全性，同时要进一步提高机器人的安全以及带电线路的安全性，防止机器人在作业时对线路造成损坏，带来更严重的损失。二是提高机器人的适应性，要加强机器人在进行不同作业类型以及不同环境下的适应能力，以应对配网中故障类型多，作业环境复杂的特点。

（二）带电作业智能培训系统

目前，对于带电作业培训常见的培训方式有理论教学、现场观摩、电脑仿真等方式，虽然可以基本满足培训需求，但仍然存在着安全隐患多，模拟操作效果差、不直观等问题。随着虚拟现实（VR）技术的发展，将VR 技术用于带电作业培训以增强模拟操作真实感、提升培训效果成为了带电作业培训领域新的发展方向。通过VR 头盔与手柄的配合，可以在完全安全的环境下模拟各种带电作业环境与作业类型，有效提升操作技能。由于带电作业有着较强的专业性，且VR 技术的相关应用尚处于起步阶段，因此目前没有完全适用配网作业培训的相关VR设备。要使VR 技术在带电作业培训中实现广泛应用，应重点解决场景模型的搭建、交互模式的设计、硬件设施的配套以及培训体系的构建等问题。