特高压带电作业关键技术与智能装备及应用

李世成

摘要：结合国内外带电作业技术的发展历史和现状，总结了我国在交、直流输电线路带电作业技术参数、人员安全防护、工器具研制及标准制定等多方面解决的关键技术问题和取得的重要研究成果，介绍了配电线路带电作业和变电设备带电作业的研究进展、带电作業标准制定及仿真培训等相关情况。结合电网发展及新技术、新设备应用的背景及需求，分析了输配变带电作业技术的发展方向和趋势，

关键词：带电作业;关键技术;智能装备，应用

一、带电作业发展趋势

从世界范围来看，带电作业除继续进行日常带电作业以外的项目，有向两个方向发展的趋势：一是特高压输电线路，紧凑型线路，超高压同杆多回输电线路，超高压直流输电线路的发展，对特高压、超高压带电作业提出来新的问题，需要研究相对应的安全操作方法，配套设备和人身安全的防护设备;二是对供电可靠性的要求越来越高，在配电网中带电作业作不仅可以提高供电的可靠性，减少断电的范围和时间，还具有明显的经济效益。配电网带电作业已经在世界上得到了广泛的开展。

二、带电作业关键技术研究进展

1.输电线路带电作业最小安全间距、最小组合间隙、绝缘工具最小有效绝缘长度等是输电线路带电作业的关键技术参数，其中最小安全间距主要是依据带电作业的危险系数确定的，结合带电作业过电压水平和间隙试验结果进行概率计算并且必须校正海拔，带电作业的危险率必须<10-5。此外，还要综合考虑线路杆塔结构、系统参数、实际作业位置、线路走廊海拔高度等多种因素来准确确定输电线路带电作业关键技术参数，获取数据时还要利用准确的方法来试验。

2.配电线路带电作业电力系统通过配电线路实现对电力用户输送电能的目的，其是直接面向电力用户的电力基础设施。由于全国各地的各个行业和人们的日常生活都需要用到电力能源，因此配电线路具有覆盖面广、构建网络复杂等特性。同时，根据各个区域的地理环境不同，配电线路的带电作业条件不同。配电线路带电作业主要的技术方法包括绝缘杆作业法、机械臂作业法、综合不停电作业法等，应综合考虑配电线路的具体情况采用适宜的带电作业方法。配电线路带电作业是增强供电可靠性的主要途径之一，主要包括带电更换电力设备与元件以及修补各种破损的线路，例如更换绝缘子、熔断器等;修补接引线、导线等，以提高电力设备及线路的使用效能，保障电力系统稳定、有序的供电服务。另外，我们还需要注意配电线路的带电作业需要在配电设备密集的区域工作，狭小的空间间隙增加了作业人员同时触及不同电位电力设施的概率。因此在配电线路带电作业范围内，作业人员进行直接作业或间接作业时必须穿戴绝缘防护用具，根据带电作业时最大过电压水平确定作业间隙及绝缘工具的绝缘水平，有效防止作业时击穿与闪络事故。

3.带电作业标准体系和仿真培训带电作业标准体系的分析与研究主要是针对超高压线路带电作业专项技能的培训，包括超高压带电作业基础理论知识、技术特征、安全操作规范及技术要求等理论知识的培训，还有选择典型作业项目，结合示范与训练的方式有效提升作业人员的专业技能。目前，带电作业还开展了充分结合多媒体、虚拟现实技术与带电作业技术的仿真培训，采用以计算机技术为核心的虚拟现实技术生成逼真的三维环境，仿真真实的带电作业环境，基于是Quest3D虚拟现实开发平台，利用3dsMax、photoshop和zbrush构建模型场景，利用mySQL数据库存储和管理数据，利用VC++6.0编程来实现场景的显示、场景的漫游、培训过程的演示，模拟操作典型的带电作业项目，快速查询带电作业资料，并高效管理培训工作。

三、特高压设备技术

自20世纪50年代高压直流输电投运以来，经过50多年的发展，高压、超高压直流输电技术已逐步完善，其中巴西两回±600千伏超高压直流输电工程已运行20多年，我国的±500千伏超高压直流输电工程也已建设、运行近20年，通过超高压直流输电工程的建设、运行，对直流输电技术有了更成熟的认识，也为±800千伏特高压直流输电工程的设备制造奠定了坚实的技术基础。

上世纪70、80年代，前苏联进行过±750千伏特高压直流输电工程实践，其主要设备已通过出厂试验并已建成1000多公里输电线路。国际工业界和学术界对超过±600千伏的特高压直流输电技术的研究一直没有中断，主要工作集中在±800千伏这一电压等级。1000千伏级交流输电技术的研究和开发，特别是前苏联和日本交流特高压工程的建设和运行，以及750千伏级交流输电30多年运行经验的积累，交流变压器、避雷器、开关等关键设备的设计、制造技术已发展成熟，有关知识和经验尽管不能直接照搬，但可在±800千伏特高压直流设备的研发过程中充分借鉴。各种研究和试验均表明，±800千伏特高压直流输电技术工程应用的条件已经具备，已经可以制造出±800千伏特高压直流所需的所有设备，特高压直流输电技术用于实际工程是完全可行的。

四、我国应用前景

特高压直流在我国的应用前景广阔。以国家电网为例，金沙江一期溪洛渡和向家坝送出工程将采用3回±800千伏、640万千瓦直流特高压送出，四川锦屏水电站采用1回±800千伏、640万千瓦直流特高压送出，以上工程计划在2011年底～2016年期间陆续建成投运。金沙江二期乌东德、白鹤滩水电站送出工程也将采用3回±800千伏、640万千瓦直流特高压送出。发展特高压直流输电，还为我国后备能源基地西藏水电和新疆煤电开发提供经济的输电方式，为加强与俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦等国的电力合作提供技术保障。

结语

总之，电力系统的安全、有序运行离不开带电作业，带电作业关键技术的深入研究，对提高带电作业水平具有重要的现实意义。因此，必须明确带电作业的研究现状及未来的研究方向，以便研制出符合我国社会与经济发展需求的带电作业方法、标准以及设备与工具，高效开展检测电网设备、检修、维护及改造等工作。从2014年9月，国网湖南带电作业中心开展了世界上首次特高压带电作业，目前已开展了15次。从零突破，到现在智能装备代替人工。可以说，特高压带电作业，中国创造了世界第一，更好的服务于中国梦的实现

参考文献：

[1]刘振亚.特高压电网[M].中国经济出版社，2005.