500 kV昌—房紧凑型线路直线塔带电作业方式试验研究

文　摘　介绍了在北京沙河超高压试验站进行的针对500 kV紧凑型输电线路直线塔带电作业方式的试验研究成果，列举了在模拟塔窗和试验线段中进行的各模拟位置的长距离空气间隙及组合间隙的操作波放电电压数据，并据此计算了典型位置危险率，从而得到了在该型塔中进行带电作业时进入高电位的安全通道及安全作业范围。
关键词　500 kV紧凑型线路　带电作业　50%放电电压　危险率
Test and Research for Live Line Operation on Tangent Towers
for 500 kV Changping-fangshan Compact Transmission Line
　　华北电力集团公司正在建设昌平—房山500 kV紧凑型线路，该线路直线塔中三相导线在一个塔窗内，采用倒三角排列，相间中心距6.7 m，最小距离约5.5 m，最小相地距离3.7 m。该型线路自然传输功率为常规500 kV输电线路的1.3倍，而线路走廊减少约2/3，优点明显；但线路的紧凑化必然会使带电作业的条件更为苛刻，而能进行带电作业是该线路正常投运、安全运行的基本条件之一，因此有必要针对带电作业方式进行研究。华北电力科学研究院高压所承担了直线塔带电作业方式试验研究，研究结果确定了500 kV昌—房紧凑型线路直线塔进行带电作业时进入高电位的通道和安全作业范围。华北带电作业技术中心根据本项研究的成果研制了相应的一套带电作业工具，该套工具及本项研究成果已通过了华北电力集团公司组织的专家评审，获得好评，并在沙河站紧凑型试验线段上进行了带电更换整串合成绝缘子的表演。本项科研的成果将直接应用于昌—房500 kV紧凑型线路，也有利于500 kV紧凑型线路的推广应用。
1　试验方法及过程
　　试验研究从时间上分成两个阶段，第一阶段是1996年至1997年在CD54型直线塔的真型模拟塔上进行：我们将模拟人全身套上屏蔽服，置于塔中的(工人带电作业时可能通过的通道中的)典型位置，施加相间或相地操作波，测定人体处于这些位置时对击穿电压的影响，并观察放电路径；然后，利用获得的试验数据计算各典型位置的危险率，从而确定安全带电作业的可行性和进入高电位的安全通道。在第一阶段的基础上，1998年进行了第二阶段的研究，我们将模拟人置于沙河试验站紧凑型试验线段的直线塔中，对带电作业中的几个关键位置进行了补充试验和复试，以确保实际带电作业时进入高电位通道的安全性，并确定安全作业范围。
　　所采用的操作波是250／2 500 μs标准波。进行相间操作冲击试验时，分别给两相加以独立的正负操作冲击波，正负波均满足标准波要求，此外，还满足IEC出版物71-3对相间试验的规定：负极性冲击波的波前时间要大于正极性的；两冲击波的峰值同时出现；电压分配比例系数为0.5，即正负分量的幅值相同。
　　所采用的模拟人身高1.75 m，直立体位。
2　操作冲击试验结果
2.1　模拟位置
　　第一阶段中各模拟位置如图1所示。这些位置主要集中于三条线段上，这三条线段是工人带电作业时从塔架进到各相导体时的必经通道，以及工人在导线上操作时可能处于的最不利的位置：中心垂直通道，包括模拟位置0、1、2、3、11、12等；上相水平通道，包括模拟位置1、4、5、6、13、16等；下相水平通道，包括模拟位置7、8、9、10等。此外，还测量了两个空间点14、15。



图1　带电作业模拟位置示意图(模拟塔头)
　　第二阶段在沙河试验站的紧凑型试验线段中的实际CD54型直线塔中复试、补试了模拟位置0、6′、17、18、19，见图2及图3。




图2　带电作业模拟位置示意图(试验线段3号塔)




图3　带电作业模拟位置示意图(试验线段2号塔)
　　其中几个典型位置具体介绍如下：［0］模拟人头部与塔顶部中心处相接；［3］模拟人站立在下(A)相上(足部接触下相)；［5］模拟人与上相水平，距右上(C)相约0.8 m，模拟手与之接触；［6］模拟人站立在右上(C)相上；［6′］模拟人蹲坐在右上(C)相上，头顶距上水平梁3.34 m，该位置为上相等电位作业位置；［11］模拟人位于下(A)相正下方，头部与其接触；［17］在无中直串的直线塔中，在位置0正下方0.6 m，悬空，人脚距上相均压环3.2 m；［18］人摆至上相进行电位转移，人体与上相等电位，与地电位最近距离3.3 m；［19］见图3，在有中直串的直线塔中，在位置0下方0.6 m，人头与上相均压环接触，人体处于地电位，人脚距上相均压环约3 m。

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