帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

邵開(kāi)山，張瑞博

（國(guó)網(wǎng)蒙東檢修公司興安運(yùn)維分部，內(nèi)蒙古烏蘭浩特 137400）

0 引言

隨著我國(guó)城市化與工業(yè)化建設(shè)的不斷深入，人們對(duì)于電力的需求越來(lái)越大，遠(yuǎn)距離輸電工程越來(lái)越多。且隨著超高壓與特高壓交直流輸電工程的不斷建設(shè)，輸電工程建設(shè)對(duì)帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的要求也逐漸提升。為了保證輸電工程的建設(shè)質(zhì)量，需要重視對(duì)帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究，并深入分析其發(fā)展趨勢(shì)，以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供保障。

1 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 輸電線路帶電作業(yè)

1.1.1 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

輸電線路帶電作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括最小安全間距、絕緣工具最小有效絕緣長(zhǎng)度，以及最小組合間隙等內(nèi)容，其中最小安全間距的設(shè)定由帶點(diǎn)作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)決定，需要進(jìn)行電壓水平的概率計(jì)算，以及間隙實(shí)驗(yàn)結(jié)果的概率計(jì)算，同時(shí)還要校正海拔，保證帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率＜10-5。除了概率計(jì)算以外，還要考慮其他方面的因素，包括實(shí)際帶電作業(yè)位置、路線桿塔結(jié)構(gòu)、線路走廊海拔高度，以及系統(tǒng)參數(shù)等，以確保輸電線路帶點(diǎn)作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的準(zhǔn)確性，在獲取數(shù)據(jù)時(shí)，需要使用合適的方法進(jìn)行試驗(yàn)，以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

由于帶電作業(yè)過(guò)程中輸電線路與塔頭尺寸過(guò)于緊湊，相間與相地的距離比較小，導(dǎo)致工作人員作業(yè)過(guò)程中進(jìn)出受限，不利于高效地開(kāi)展工作。工作人員在帶電作業(yè)過(guò)程中需要選擇最優(yōu)的電位路徑，要結(jié)合具體情況選擇最佳的作業(yè)間隙，同時(shí)，還需要將相導(dǎo)線之間的間隙放電特性考慮在內(nèi)，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)計(jì)算出最小安全距離，保證工作人員在安全范圍內(nèi)工作，保障其生命安全。除此之外，還需要加長(zhǎng)保護(hù)間隙，以保證部分緊湊型輸電線路帶電作業(yè)間隙不足的安全作業(yè)。在設(shè)計(jì)保護(hù)間隙時(shí)，要遵守設(shè)計(jì)原則，根據(jù)具體線路要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過(guò)加裝保護(hù)間隙的絕緣配合實(shí)驗(yàn)，科學(xué)合理的設(shè)定保護(hù)間隙的數(shù)值，使保護(hù)間隙安全作業(yè)方式能夠滿足帶電作業(yè)的基本要求。

1.1.2 帶電作業(yè)人員的安全防護(hù)

由于超高壓與特高壓的輸電線路周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度較高，工作人員帶電作業(yè)過(guò)程中，進(jìn)出電場(chǎng)很可能導(dǎo)致電場(chǎng)出現(xiàn)電位轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，使帶電工作人員的體表電場(chǎng)強(qiáng)度增大，此外，電位轉(zhuǎn)移還會(huì)導(dǎo)致電容放電脈沖電流與電弧的出現(xiàn)，因此，為了保證工作人員的人身安全，需要加強(qiáng)超高壓與特高壓環(huán)境下工作人員的帶電作業(yè)安全防護(hù)要求，進(jìn)一步保障帶電作業(yè)的安全性。

目前我國(guó)對(duì)于500 kV 高壓環(huán)境下帶電作業(yè)工作熱源的安全防護(hù)研究主要有兩種，一是采用仿真計(jì)算的形式進(jìn)行研究，其次是利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)進(jìn)行研究。隨著近幾年研究的不斷深入，對(duì)于安全防護(hù)的研究逐漸將兩者結(jié)合起來(lái)。經(jīng)過(guò)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，工作人員帶電作業(yè)過(guò)程中距離鐵塔的距離越近，體表的電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)越大，且體表電場(chǎng)強(qiáng)度較高的部位為頭頂、指尖等尖端部位。在帶電作業(yè)的過(guò)程中，等電位作業(yè)時(shí)人的體表電場(chǎng)強(qiáng)度最大。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可知，直流電路的可感知場(chǎng)強(qiáng)遠(yuǎn)小于交流線路的可感知場(chǎng)強(qiáng)，交流電流對(duì)人體產(chǎn)生的影響較大，因此，為保證帶電作業(yè)人員的人身安全，需要加強(qiáng)對(duì)交流電流安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，以提升帶電作業(yè)的安全性，為直流線路安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

1.1.3 帶電作業(yè)設(shè)備的應(yīng)用

500 kV 的超高壓輸電線路具有很多的特性，包括桿塔結(jié)構(gòu)尺寸大、導(dǎo)線分裂數(shù)多等，這些特性對(duì)帶電作業(yè)設(shè)備，以及帶電作業(yè)工具提出了更高的技術(shù)要求[1]。隨著近幾年對(duì)帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究的不斷深入，目前已經(jīng)在此方面取得了較大的突破，并研制出了能夠滿足超高壓帶電作業(yè)最小有效絕緣長(zhǎng)度要求的帶電作業(yè)絕緣提線工具，同時(shí)滿足實(shí)際線路機(jī)械荷重要求，此外還研究出了鈦合金卡具，主要是根據(jù)不同噸位、型式的絕緣子串型特點(diǎn)進(jìn)行研制。這些新型帶電作業(yè)工具的研發(fā)使得帶電作業(yè)的效率大大提升，減少人力使用，并降低了帶電作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，使得帶電作業(yè)質(zhì)量得到了進(jìn)一步的保障。

1.2 配電線帶電作業(yè)

電力系統(tǒng)主要是通過(guò)配電線進(jìn)行電能輸送，配電線是電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施組成部分。隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷深入，電力能源的需求不斷增大，各地區(qū)、各行業(yè)，以及人們?nèi)粘Ｉ疃茧x不開(kāi)電力能源，因此，配電網(wǎng)的覆蓋面極廣，并具有一定的復(fù)雜性。且由于我國(guó)各地的地理環(huán)境存在較大的差異，配電線路的帶電作業(yè)條件也受其影響有所不同，綜合來(lái)講，配電線路帶電作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)主要有機(jī)械臂作業(yè)法、絕緣桿作業(yè)法等，具體的使用方法需要根據(jù)帶電作業(yè)的具體情況決定[2]。

配電線路帶電作業(yè)能夠?yàn)殡娔苡脩籼峁┛煽康墓╇娡緩?，其主要?nèi)容包括電力設(shè)備的更換、元件更換，以及線路修補(bǔ)，以此保證配電線路的使用效能，使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到保障。在進(jìn)行配電線路帶電作業(yè)時(shí)還需要重視工作環(huán)境，要保證在配電設(shè)備較為密集的區(qū)域進(jìn)行帶電作業(yè)，以此提升作業(yè)人員同時(shí)觸及不同電位電力設(shè)施的概率。為了確保帶電作業(yè)人員的人身安全，要重視絕緣防護(hù)用具的穿戴，保證防護(hù)用具的正確穿戴，同時(shí)，還要確定作業(yè)間隙與絕緣工具的絕緣水平，避免出現(xiàn)安全事故。

1.3 帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系與仿真培訓(xùn)

帶電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系主要是針對(duì)超高壓線路帶電作業(yè)的專(zhuān)項(xiàng)技能培訓(xùn)，主要包括超高壓帶電作業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)、安全操作規(guī)范，以及技術(shù)特征與要求等方面的培訓(xùn)；其次，還要選擇典型作業(yè)項(xiàng)目，培訓(xùn)主要采用訓(xùn)練與示范相結(jié)合的方式進(jìn)行，以此保證帶電作業(yè)工作人員在提升自身專(zhuān)業(yè)技能的同時(shí)，鍛煉實(shí)踐能力。

隨著科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)等新型技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)目前的帶電作業(yè)還將多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合到了帶電作業(yè)過(guò)程中，并結(jié)合帶電作業(yè)技術(shù)開(kāi)展仿真培訓(xùn)。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，將帶電作業(yè)的環(huán)境展現(xiàn)出來(lái)，生成具有較強(qiáng)真實(shí)性感的三維環(huán)境，制作仿真三維環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)Quest3D，然后通過(guò)3dMAX、Zbrush 等軟件的應(yīng)用進(jìn)行場(chǎng)景建模、附貼圖等，以此呈現(xiàn)出真實(shí)感極強(qiáng)的三維模型場(chǎng)景，應(yīng)用mySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)管理工作，然后利用編程實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景顯示、場(chǎng)景漫游、培訓(xùn)演示等內(nèi)容，將帶電作業(yè)項(xiàng)目通過(guò)虛擬模型進(jìn)行演示，提升帶電作業(yè)的安全性，并提升整體的管理效率，充分發(fā)揮培訓(xùn)工作的效用[3]。

2 帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 帶電作業(yè)工具

帶電作業(yè)工具的研究主要包括以下4 個(gè)方面：

（1）高強(qiáng)度柔性絕緣材料。帶電作業(yè)過(guò)程中，為了提高機(jī)械強(qiáng)度，并加強(qiáng)帶電作業(yè)工具的絕緣性能，需要加強(qiáng)對(duì)高強(qiáng)度柔性絕緣材料的研究，研制出軟質(zhì)柔性的絕緣吊拉工器具，以提升帶電作業(yè)工具的性能質(zhì)量。

（2）硬質(zhì)絕緣材料。為保障工作人員的人身安全、增強(qiáng)帶電作業(yè)環(huán)境的絕緣性能，要加強(qiáng)對(duì)新型軟、硬質(zhì)絕緣材料的研究，提升運(yùn)行設(shè)備的安全性，以推動(dòng)帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究發(fā)展，提升帶電作業(yè)的工作質(zhì)量[4]。

（3）機(jī)械化裝置。為提升帶電作業(yè)的工作效率，保證其工作開(kāi)展的有效性，并減少帶電作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，需加強(qiáng)帶電作業(yè)機(jī)械化裝置的研究，并保證各種帶電裝置的輕型化，以提升其便捷性。

（4）檢測(cè)設(shè)備。要加強(qiáng)檢測(cè)設(shè)備的研制。帶電作業(yè)過(guò)程中，若帶電作業(yè)設(shè)備存在問(wèn)題，很可能會(huì)造成安全事故，因此，要加強(qiáng)檢測(cè)裝置的研制，使其機(jī)械化與智能化，保證帶電作業(yè)安全進(jìn)行[5]。

2.2 配電網(wǎng)帶電作業(yè)

配電網(wǎng)帶電作業(yè)的研究主要是向兩個(gè)方面開(kāi)展：一是加強(qiáng)推廣，二是對(duì)應(yīng)用城市電網(wǎng)不停電作業(yè)法的研究，其中最重要的是對(duì)不停電作業(yè)項(xiàng)目的研究。不停電作業(yè)項(xiàng)目的研究，首先要對(duì)不同工況進(jìn)行研究，深入分析其過(guò)電流與過(guò)電壓，同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)不停電作業(yè)工具與設(shè)備的研究，提升不停電作業(yè)設(shè)備與工具的便捷化，以此提升不停電作業(yè)的工作效率。其次，還需要深入研究帶電作業(yè)的步驟，使其工作步驟程序化，讓帶電作業(yè)人員能夠按照具體作業(yè)步驟開(kāi)展工作，確保帶電作業(yè)的安全性與有序性，提升不停電作業(yè)的工作質(zhì)量[6]。

2.3 帶電作業(yè)設(shè)備清洗

要重視帶電作業(yè)中的清洗工作。變電設(shè)備帶電清洗時(shí)若出現(xiàn)操作問(wèn)題，很可能會(huì)危及作業(yè)人員的生命安全，因此，要加強(qiáng)對(duì)變電設(shè)備帶電清洗作業(yè)的研究，綜合分析變電設(shè)備的積污特點(diǎn)，以便更為高效的開(kāi)展帶電清洗工作。此外，還要加強(qiáng)對(duì)高絕緣性能清洗材料的研究，以保證帶電作業(yè)人員的安全。為了提升變電設(shè)備的帶電清洗效率，要深入研究智能化的帶電清洗裝置，在節(jié)省人力的同時(shí)，進(jìn)一步提升帶電作業(yè)的穩(wěn)定性。同時(shí)，為了保證作業(yè)人員能更高效、安全地開(kāi)展工作，要加強(qiáng)對(duì)安全技術(shù)操作規(guī)范的研究，讓帶電作業(yè)人員按照相關(guān)操作規(guī)范操作，優(yōu)化變電設(shè)備帶電清洗技術(shù)[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要保證帶電作業(yè)的安全性與穩(wěn)定性，保證帶電作業(yè)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)得到正確應(yīng)用，以提升帶電作業(yè)的工作水平，保證電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。為此，需要加強(qiáng)對(duì)帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究，并明確帶點(diǎn)作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究方向，以使各種帶電作業(yè)設(shè)備、技術(shù)、方法符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，更高效地開(kāi)展電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)、維修與改造工作。