特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)技術(shù)與工器具創(chuàng)新及應(yīng)用

陶留海　李應(yīng)文　李忠民　張建輝

摘 要：本文結(jié)合我國首次特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)科研成果，簡要介紹了我國特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和安全防護(hù)技術(shù)，作業(yè)方法研究、工器具研制和現(xiàn)場應(yīng)用情況，研究結(jié)果可供其他±800kV直流接地極線路帶電作業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：特高壓；直流接地極架空線路；帶電作業(yè)技術(shù)；工器具；創(chuàng)新應(yīng)用

中圖分類號：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.前言

接地極線路是直流輸電系統(tǒng)的重要組成部分，是連接換流站中性母線與接地極導(dǎo)流系統(tǒng)的架空線路，具有電流大、電壓低等特點(diǎn)，每條直流輸電線路兩端都連接著接地極架空線路，如果接地極線路出現(xiàn)故障，將直接影響特高壓直流輸電線路的安全運(yùn)行。2015年7月，±800kV賓金直流接地極線路絕緣子串招弧角閃絡(luò)，導(dǎo)致絕緣子擊穿且掉線，引起±800kV賓金特高壓線路停運(yùn)。目前，直流輸電帶電作業(yè)主要集中在直流高壓線路上，因接地極架空線路全停檢修概率低，帶電作業(yè)開展消缺工作尤為重要。目前，國內(nèi)外對±500kV、±660kV、±800kV直流線路帶電作業(yè)開展過相關(guān)研究，但對于接地極架空線路帶電作業(yè)的帶電作業(yè)安全距離、作業(yè)工法及防護(hù)措施等關(guān)鍵技術(shù)尚未開展過研究。

1.問題現(xiàn)狀

接地極架空線路帶電作業(yè)主要面臨的問題：運(yùn)行方式多、電磁耦合復(fù)雜，電壓電流隨時依據(jù)運(yùn)行方式變化，帶電作業(yè)安全距離一直未給出明確的規(guī)定；線路空間電場強(qiáng)度的分布狀況不清，電場對人體防護(hù)技術(shù)不明確；各種運(yùn)行方式下，高溫導(dǎo)線對帶電作業(yè)人員和工器具的影響缺乏經(jīng)驗，目前國內(nèi)外缺乏成熟適用的技術(shù)和工器具，創(chuàng)新難度大。針對上述難題，本成果系統(tǒng)攻克了特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和安全防護(hù)技術(shù)，并進(jìn)行了作業(yè)方法研究、工器具研制和現(xiàn)場應(yīng)用。

2.成果原理

2.1攻克了特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)。通過對±800kV天中線特高壓直流接地極架空線路的仿真計算，確定了帶電作業(yè)所需的最小安全距離、最小有效絕緣長度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（1）根據(jù)各典型工況的帶電作業(yè)間隙的放電特性研究成果，經(jīng)過試驗和計算得到了對應(yīng)的安全距離，接地極線路帶電作業(yè)安全距離為0.65m。

（2）基于絕緣工具的直流閃絡(luò)試驗獲得的放電特性，通過絕緣配合慣用法計算得到了接地極線路絕緣操作桿的最小有效絕緣長度為1.3m，絕緣承力工具、絕緣繩索的最小有效絕緣長度為1.0m。

2.2攻克了接地極架空線路帶電作業(yè)安全防護(hù)技術(shù)。研究了等電位作業(yè)時的帶電體周圍電場強(qiáng)度和接地極線路單極運(yùn)行時高溫導(dǎo)線對帶電作業(yè)的影響，提出了帶電作業(yè)時的電場和隔熱等安全防護(hù)措施。

2.3提出了接地極架空輸電線路帶電作業(yè)系列新工法并研制了配套工具。提出了絕緣操作桿法、擴(kuò)大間隙法等新工法，配套研制了耐熱型絕緣工具、絕緣子卡具等工器具，編制了22類作業(yè)指導(dǎo)書并頒布實(shí)施。

3.成果實(shí)施效果

該技術(shù)成果對于接地極架空線路帶電消除缺陷效果特別顯著，所取得的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益十分突出， 研發(fā)的接地極架空帶電作業(yè)新工法、新工具大幅度降低作業(yè)人員安全風(fēng)險和勞動強(qiáng)度，安全效益顯著提升。研發(fā)的系列工器具突破了技術(shù)瓶頸，有利于接地極架空帶電作業(yè)的推廣應(yīng)用。發(fā)明了接地極線路帶電作業(yè)耐高溫硬質(zhì)及軟質(zhì)絕緣工器具、隔熱屏蔽服等工具，這些工器具能夠滿足接地極線路高溫條件下導(dǎo)線的作業(yè)需求。本成果填補(bǔ)了我國特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)的技術(shù)空白，進(jìn)一步促進(jìn)了直流線路的帶電作業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對特高壓電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行具有非常重要的意義。

4.成果推廣前景

（1）攻克了特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題，在國內(nèi)外首次確定帶電作業(yè)安全距離、有效絕緣長度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（2）攻克了接地極架空線路帶電作業(yè)安全防護(hù)技術(shù)，首創(chuàng)確認(rèn)單極運(yùn)行高溫導(dǎo)線等特殊條件下應(yīng)采取的安全防護(hù)措施。

（3）提出了接地極架空線路帶電作業(yè)系列新工法，發(fā)明了接地極架空線路帶電作業(yè)耐高溫絕緣工器具和系列工器具，并首次成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，填補(bǔ)了我國特高壓直流接地極架空線路帶電作業(yè)的技術(shù)空白。

（4）接地極架空輸電線路帶電作業(yè)項目的成功實(shí)施，證實(shí)了本成果的科學(xué)性和可行性，為在全國范圍內(nèi)開展此類型工作提供了成功經(jīng)驗。隨著全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和一帶一路建設(shè)的實(shí)施，特高壓直流輸電線路得到快速發(fā)展，在保證特高壓直流系統(tǒng)運(yùn)行安全方面，該技術(shù)成果在電力行業(yè)具有普遍的推廣價值。

參考文獻(xiàn)

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