±800kV输电线路带电作业电场仿真分析

为了确保±800 kV特高压直流输电线路带电作业过程中线路和作业人员的安全。文中运用Ansoft软件建立了杆塔、绝缘子、线路以及人体的仿真模型,并用有限元分析法对带电作业人员以不同方式进入等电位过程中典型位置的体表场强进行了计算。计算结果表明:采用双人直立式沿绝缘子串进入等电位作业,人移动至绝缘子1/4处时的体表场强约为5~15 kV/m,当人移动至绝缘子1/2处时的人体体表场强约为10~30 kV/m;采用吊篮法进入等电位作业,带电作业人员位于杆塔上地电位作业时,作业人员较安全,吊篮移动至距屏蔽环3 m左右时,人体体表场强约为41~195 kV/m,作业人员达到等电位后,作业人员体表场强超过了510 kV/m,应采取特殊的屏蔽措施。     

1000kV交流输电线路带电作业场强测量

为确保1000kV交流下带电作业的安全及运行维护的顺利开展,研究分析强电场对带电作业人员的影响及需采取的防护措施十分重要。通过11模拟杆塔试验,在国内首次对1000kV输电线路带电作业人员在地电位和等电位两种作业方式下的体表场强进行了测量,得到了带电作业时作业人员体表场强分布规律。试验结果表明,1000kV输电线路带电作业时,等电位作业人员头顶、手尖、脚尖部位体表场强均约2000kV/m;登塔作业人员应穿戴全套屏蔽服;等电位作业人员必须加戴屏蔽面罩,加戴屏蔽面罩后,等电位作业人员面部场强最高值为137kV/m,低于人体对工频电场的感知水平。     

35 kV线路带电作业电场仿真分析与防护

35 kV线路的杆塔结构和电压等级处于配电和输电线路之间,使得带电作业人员难以选择合适的电场防护措施,为确保35 kV线路带电作业的安全开展,采用有限元法仿真计算了35 kV单、双回线路杆塔、导线表面及地电位、等电位人员体表的电场分布情况,依据人体体表电场特性和允许暴露电场的限值,提出了相应的人员防护要求。计算结果表明,作业人员在35 kV单回和双回线路直线杆上按照4种典型工况进行作业时,作业人员在作业位置处体表的电场强度均在限值以内,满足标准要求,不用穿戴带电作业屏蔽服装。研究成果为指导35 kV线路带电作业的安全开展提供了技术依据。     

1000kV同塔双回输电线路带电作业技术试验研究

为配合1000 kV同塔双回输电线路的建设,提高输电线路带电作业的安全性和可行性,结合华东淮南-上海1000 kV输变电工程塔型、导线布置、人在塔上的作业位置等实际情况,对其带电作业方式进行了研究。在1:1的模拟杆塔上进行了带电作业典型位置的安全距离和组合间隙试验;同时,使用有限元方法对线路杆塔空间电场分布进行了仿真计算,并在真型塔上对带电作业人员处于地电位和等电位时人体的体表场强进行了测量。根据试验及计算结果,得到了在各种典型作业位置进行带电作业时的最小安全距离和组合间隙,总结了电场的分布特点并制定了相应防护措施。研究结果表明,1000 kV同塔双回输电线路的带电作业是安全的、可行的。     

特高压交流线路带电作业安全防护用具与措施

1000kV交流特高压输电线路电压高、感应电场强、运行维护难度大,为确保带电作业人员的安全和线路运行维护工作的顺利开展,针对其特点研制了带电作业屏蔽服,按照相关标准对其性能进行了测试。并模拟带电作业实际工况进行了屏蔽服内外场强测量、等电位时流经人体电流测量、进出等电位脉冲电流测量。结果表明登塔过程中和等电位作业时,屏蔽服内场强值为0.4～10kV/m,面罩内部场强值为8.4～137kV/m,等电位作业时流经人体的电流值为32μA。证明研制的屏蔽服能够满足1000kV交流特高压输电线路带电作业安全防护要求,制订的1000kV交流特高压输电线路带电作业安全防护措施可为我国特高压输电线路带电作业的安全开展提供技术支持。     

基于体表电场的500 kV交直流同塔双回线路进入等电位的路径研究

500 kV交直流同塔混压线路塔头间隙紧凑且导线布置复杂,对进入等电位的方式和路径提出了严格的要求。为确定作业人员进入500 kV交直流同塔混压双回线路等电位的体表最大电场的特性和路径,针对张北500 kV柔性直流输电线工程的交直流同塔混压双回输电线路典型的直线塔,在Ansys有限元仿真软件中构建模型,分析了同塔混压双回线路交流线路中相、边相和直流线路典型作业工况下,等电位人员进入等电位的所有可能路径上体表电场值的分布规律;基于体表最大电场的分布规律确定了进入等电位的最优路径。结果表明:在交直流同塔双回线路中交流回路塔窗内中相和边相导线处的体表电场最大值分别为1 875 kV/m和1 032 kV/m,在直流极导线处体表电场最大值为1 110 kV/m;人员垂直进入等电位时整个过程的平均体表电场最大。对于交直流同塔混压双回线路,进入路径的角度对人体体表电场具有重要影响,进入交流酒杯塔的中相和边相等电位时的最优角度分别为45°和50°,而进入直流极导线路径的角度则为30°最佳。     

±800kV输电线路小转角塔带电作业进出等电位方式分析

为确保±800 kV直流输电线路带电作业的安全可靠,文中结合工程实际,搭建直流输电线路小转角塔等比例模型,并使用ANSOFT软件对吊篮法和软梯法两种不同作业方式下人体体表场强的大小进行了计算,分析并得出带电作业人员进出等电位过程中宜推荐的方式和路径,进而确定了带电作业人员应采取的安全防护措施。结果表明:采用吊篮法进出等电位过程中,作业人员体表平均场强相比软梯法更小,综合作业方式的劳累程度和可操作性,推荐作业人员采用吊篮法的方式进出等电位;作业人员进出等电位的过程中应穿戴屏蔽效率为60 dB、配有金属丝面罩的直流特高压专用屏蔽服。以上结论能为±800 k V直流输电线路小转角塔带电作业的顺利开展及安全防护措施的制定提供理论依据。     

同塔四回输电线路带电作业可行性分析

带电作业是对同塔多回输电线路检修最直接、有效的手段,因此有必要对同塔多回输电线路带电作业可行性进行分析。文中以110 kV、220/110 kV和500/220 kV同塔四回输电线路为研究对象,并从带电作业典型作业位置危险率和作业人员体表场强2个方面对带电作业安全性进行了评价。计算表明,110 kV、220/110 kV同塔四回线路直线塔导线侧带电作业危险率大于1×10-5;110 kV同塔四回线路耐张塔横担处危险率大于1×10-5,均不满足规程要求;而500/220 kV同塔四回线路各典型位置均小于1×10-5,满足规程要求。利用有限元仿真软件计算得到:当作业人员不穿屏蔽服在同塔四回输电线路开展带电作业时,人体最大场强均出现在脚的位置,分别为1 080.3、1 482.2、2 138 kV/m,当选用屏蔽效率至少为37.15、39.90、42.67 d B的屏蔽服时即能保证作业人员安全。综上表明,当身穿合适的屏蔽服后,作业人员可安全地在500/220 kV同塔四回线路上开展带电作业,但在110 kV、220/110 kV同塔四回线路直线塔和110 kV同塔四回线路耐张塔上开展带电作业时,仍有较大的安全风险。     

±660kV直流输电带电作业安全防护的试验研究

针对宁东—山东±660kV直流输电工程带电作业需要,通过对带电作业人员体表场强和电位转移时流过人体的能量的仿真计算,提出了±660kV直流输电线路带电作业安全防护要求、屏蔽服的主要参数要求。所得结论可以为±660kV直流输电线路开展带电作业提供依据和技术支撑。     

特高压线路引流板发热处置方法分析

带电作业是特高压输电线路最直接、最有效的检修手段,对保障特高压电网的安全稳定运行和国家能源安全具有意义。文中以带电处理特高压线路引流板温升异常为例,分别分析了"从横担上乘坐吊篮到达作业点"、"采用吊篮法从塔身进入跳线"和"采用软梯法到达作业点"的可行性,最终确定作业方式为:从横担上登上软梯,沿地线滑出后,再沿软梯进入等电位。针对此种作业方式,利用有限元仿真软件分析了"人在杆塔上","软梯滑行到绝缘子串中间位置"以及"人位于导线上"时的作业人员体表分布,计算结果表明:在整个进入等电位过程中,体表场强最大出现在处于导线上的作业人员头顶处,达到1 706 kV/m。当作业人员穿屏蔽效率为60 dB带电作业用屏蔽服,并配有屏蔽效率不小于20 dB的网状屏蔽面罩,即可保证作业人员的安全。在采取上述方法和措施后,作业人员顺利完成了此次带电处理特高压线路温升异常的任务。     

特高压紧凑型线路带电作业人员体表电场仿真计算

1 000 kV特高压交流紧凑型线路三相导线布置紧凑且相间无接地构件,使得带电作业电场环境更为严峻,为确保线路建成后带电检修工作的安全开展,采用有限元法仿真计算了特高压交流紧凑型线路典型工况下不同作业位置的带电作业人员体表电场,分析了作业人员的体表场强分布特点和变化规律,提出了相应的安全防护措施。计算结果表明,在带电作业过程中作业人员头部和手尖等曲率半径较小的部位场强较大,在等电位工况下其体表场强最大,作业人员穿戴屏蔽效率为60 dB的特高压带电作业屏蔽服可满足安全要求。研究成果可为中国1 000 kV特高压交流紧凑型线路带电作业的安全开展提供技术依据。     

1 000 kV与500 kV交流同塔四回线路带电作业电场防护仿真计算分析

1 000 kV与500 kV交流同塔四回输电线路与单一电压等级超（特）高压线路的空间电场分布具有较大区别,线路带电作业电场环境更为复杂。为此,采用工频电场的三维边界元法仿真计算分析同塔四回线路带电作业场强分布特点,建立人体模型,计算分析等电位和地电位典型作业工况下人体不同部位的电场强度特点,进而确定该特殊塔形线路带电作业人员安全防护措施。结果表明,等电位作业人员需身穿屏蔽效率为60 dB的屏蔽服,并佩戴屏蔽效率不低于20 dB的屏蔽面罩,地电位作业人员穿戴常规屏蔽服或静电防护服,能够满足作业人员安全防护的要求。     

1000kV与500kV交流同塔四回线路带电作业电场防护仿真计算分析

1000kV与500kV交流同塔四回输电线路与单一电压等级超（特）高压线路的空间电场分布具有较大区别,线路带电作业电场环境更为复杂。为此,采用工频电场的三维边界元法仿真计算分析同塔四回线路带电作业场强分布特点,建立人体模型,计算分析等电位和地电位典型作业工况下人体不同部位的电场强度特点,进行确定该特殊塔形线路带电作业人员安全防护措施。结果表明,等电位作业人员需身穿屏蔽效率为60dB屏蔽服,并佩戴屏蔽效率不低于20dB的屏蔽面罩,地电位作业人员穿戴常规屏蔽服或静电防护服,能够满足作业人员安全防护的要求。     

500 kV交流线路对并行±800 kV直流线路带电作业人员安全防护的影响

为确保交流500 kV和直流±800 kV并行输电线路的安全稳定运行,利用三维有限元模型和电磁暂态模型对混合线路中超特高压直流输电线路带电作业安全防护进行相关研究。通过体表电场、转移电流以及暂态能量3个方面对安全防护进行分析,计算结果表明：作业人员体表电场随交流线路相位的变化而变化,作业人员越靠近特高压直流输电线路,交流输电线路对体表电场影响越明显;相对特高压直流输电线路独立架设,混合线路中带电作业人员体表电场、转移电流幅值有明显升高,暂态能量值升高相对较小;建议混合线路中作业人员身穿合适的屏蔽服和屏蔽手套在距离导线0.4~0.5 m位置时进行电位转移工作。     

500 kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业人体体表电场分布特性研究

电场防护是带电作业安全技术研究的重要内容,关系到作业人员的生命安全。文中分析了500 k V紧凑型同塔双回输电线路的结构特点,建立了作业人员体表场强仿真模型,计算了典型工况下不同作业点人员的体表场强分布,同时分析了塔型和线路运行方式对人员体表场强分布的影响。计算结果表明:同一运行方式下,地电位作业时,直线塔作业人员的头部和脚部场强较耐张塔高出约4倍;等电位作业时,耐张塔作业人员的头部场强较直线塔高243.2 k V/m,手部较之高出1.9倍。同一塔型作业时,相同工况下两回运行相比于一回运行对等电位作业影响较大;地电位仅中间横担处人员体表场强受运行方式影响明显。通过屏蔽效率的计算,校核了不同工况以及不同作业点应采取的安全防护措施。研究结果可以为带电作业的安全防护工作提供理论参考,具有一定的工程实用价值。     

输电线路带电作业的安全防护

超高压输电线路,特别是特高压输电线路运行时产生的电场很强,故带电作业中的安全防护十分必要。分别讨论了输电线路带电作业中强电场、电流及静电感应对带电作业人员安全的影响;介绍了输电线路带电作业安全防护用具屏蔽服和静电防护服的原理及功能;讨论了≤500 kV输电线路带电作业中进入等电位人员体表场强规律,并针对安全影响因素对≤500 kV输电线路带电作业的安全防护进行了研究;在750 kV带电作业安全防护研究中,重点进行了750 kV带电作业用屏蔽服的试验研究,并对试验结果进行了分析,对衣服的屏蔽效率、电阻及制作特点等方面都提出了新的要求;针对1 000 kV输电线路电压更高、电场更强的特点,提出了1 000 kV输电线路带电作业安全防护的基本要求。研究结果可为超/特高压输电线路带电作业安全防护提供依据和技术支撑。     

特高压交直流线路带电作业人员的体表场强

在对特高压交直流线路带电作业人员在各典型作业位置的体表场强进行了测量的基础上,分析了特高压交直流输电线路带电作业人员的体表场强特征,归纳了体表场强的变化情况,发现特高压直流线路带电作业人员的体表场强值明显小于特高压交流线路,并对其原因及机理进行了分析。同时对研制的特高压交直流带电作业用屏蔽服防护特性进行了试验研究,结果表明在特高压交流线路等电位作业时,屏蔽服内交流场强为2～10 kV/m;在特高压直流线路等电位作业时,屏蔽服内的直流合成场强为0.7～2.3 kV/m,均符合国家标准"15 kV/m"的规定,满足带电作业的安全防护要求。最后根据带电作业人员体表场强及安全防护用具的研究结果,制定了安全防护措施。     

500 kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业进入等电位方法

500 kV紧凑型同塔双回输电线路由于三相导线间距和塔头间隙紧凑型布置,导致带电作业人员进入等电位较常规线路难度较大。基于现有500 kV线路进入等电位技术,提出了几种可行的500 kV紧凑型同塔双回输电线路进电位方案,并对各方案等电位作业人员的组合间隙进行了计算,从而分析认为攀爬软梯法为最优方案。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,利用Ansoft软件计算了进电位过程不同位置的人体表面场强,获取了等电位作业人员身体表面场强的分布特点和变化规律。仿真计算结果及渔兴一二回线工程应用表明,攀爬软梯法进入等电位过程中,作业人员穿戴屏蔽效率为60 dB的带电作业屏蔽服可满足安全要求。     

特高压交流输电线路跨越500kV塔顶带电作业电场特性及安全防护研究

为掌握1000 kV特高压交流双回输电线路跨越500 kV交流线路时,下侧500 kV线路杆塔检修区域电场分布特性,支撑垂直跨越距离的合理配置和人员安全防护,建立交叉跨越杆塔及线路三维电场模型,系统分析了跨越交叉角、跨越高度、偏移距离等条件对下侧杆塔检修区域的空间及带电作业人体表面电场影响。研究结果表明,跨越距离为16 m时,30?交叉角与90?交叉角对比,下侧500 kV塔顶最大场强增大63.1%;在实际工程交叉跨越设计时,建议跨越角度选择垂直跨越;如需在60°和30°交叉角跨越时,检修区域作业人员应佩戴屏蔽面罩。     

±500 kV直流输电系统接地极线路带电作业安全防护研究

通过仿真计算得到了接地极线路带电作业时的人体体表电场强度分布,由于带电作业时的人体体表场强低于240 kV/m,作业人员无需进行电场防护。通过试验研究,结果表明作业人员和绝缘工具需考虑单极大地运行时高温导线的影响,应采取隔热措施,选用耐高温的绝缘工器具。