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。     

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。     

±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。     

220 kV同塔双回钻跨一体线路带电作业人体体表场强分析北大核心CSCD

钻跨塔是为解决输电线路中出现的连续钻跨问题的一种新型杆塔,为保证钻跨塔上带电作业人员的人身安全,文中对钻跨塔带电作业人员体表场强进行了研究。文中以220 kV同塔双回钻跨一体输电线路为研究对象,建立了人体和输电线路的仿真模型。考虑钻跨一体杆塔的钻越导线、跨越导线、沿塔身的垂直导线对电场分布的影响,同时考虑不同典型带电作业位置处人体不同姿势对人体体表场强的影响,对典型带电作业位置处的人体体表场强进行了计算。计算结果表明:等电位处作业时人体体表场强最大值为1270 kV/m;由于存在沿塔身的垂直布线,地电位处人体表面场强最大值也高达738 kV/m。等电位和地电位处的工作人员均需穿戴屏蔽效率为40 dB的屏蔽服。计算结果对带电作业人员的电场防护具有一定的指导意义。     

±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。     

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。     

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。     

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特高压线路带电作业等电位过程路径优化设计

特高压线路电压等级高、结构尺寸大、局部场强畸变更严重等特点给带电作业提出更高的技术要求。为研究1000 kV特高压交流线路采用吊篮法等电位作业的最优路径,文中利用有限元法计算分析了作业人员等电位作业过程中的体表场强动态分布,并结合粒子群优化算法求解等电位作业的最优路径,最后对路径安全性进行了现场试验。研究结果表明:特高压交流直线塔带电作业人体表面最大场强约为2468 kV/m,现有防护措施能够保证带电作业人身安全;试验数据验证了路径优化方法的可行性和可靠性,为后续特高压线路其它塔型等电位作业路径选取提供设计参考。     

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。     

高压工频电场警示仪的研究

环评测试表明,在高压线路下和变电站内部分区域,电场强度超过国家标准5kV/m规定的最大值.为了便于电力工作人员及时准确的获得作业场所的电场信息,本文以C8051F020单片机为核心开发研制了高压工频电场警示装置.现场测试表明,该装置不仅可以对电场强度进行测量,当环境的电场强度超过规定值时,其声光报警系统可以自动告警,能满足电力系统对电场环境监测的需要.     

便携式工频电场测量装置的设计

为了了解设备表面和内部的工频电场,从而更好地研究设备运行的状态及优化改进设备,笔者介绍了一维球型电场传感器的测量原理,设计了一种基于C8051F410单片机的便携式工频电场测量装置,讨论了不同形状及规格电场探头对测量结果的影响并完成了电场探头的选型。在500 kV交流输电线下方和实验室简化同心圆球电极内使用该装置与国外标准仪器进行了对比测量,现场测试结果表明该装置测量数据与国外仪器相比具有较大的相关度,能准确地测量电力系统工频电场,具有很好的实用性。     

利用光电电场传感器测量合成绝缘子的沿面场强

利用光电电场传感器对复合绝缘子表面场强的分布进行了测量,采用平行金属板对研制的电场传感器进行了工频标定实验,并测量了绝缘子棒身表面附近的轴向电场和伞裙下方的径向电场分布。对绝缘子和连接金属导体进行了建模,并利用边界元法计算了绝缘子表面场强的分布,计算结果和测量值基本符合。     

基于Pockels效应的大气电场测量研究

为解决常用场磨式大气电场仪体积大、机械磨损严重、易受电磁干扰、测量带宽窄等问题,在研究分析Pockels效应原理的基础上,提出应用Pockels效应来测量大气电场的方法。对晶体、光源的选择及传感器设计中出现的问题进行了分析,设计了一种基于Pockels效应原理的脉冲电场传感器,该传感系统包括稳定高效的光源、Pockels晶体探头、数据采集及处理电路。通过模拟仿真,说明了这种测量方法是可行的,为进一步研制大气电场测量传感器,提高其性能提供了理论依据。     

瞬态电场测量系统的研制与试验

针对瞬态电场的测量,研制了一款以基于MSP430系列微处理器为核心,应用高速模数转化芯片与高速存储器的测量系统,所用球形探头具有体积小、功耗低、可编程和测量范围可调的特点。通过试验验证和改进,该测量系统能够满足电力系统中的电场测量要求。     

110kV合成绝缘子沿面电场分布的研究

在建立数学模型的基础上计算合成绝缘子沿面场强，利用二次插值有限元法计算ll0kV合成绝缘子电场分布和相同边界条件的空气间隙的电场分布情况；并将不同边界条件下的合成绝缘子的电场分布计算结果进行比较分析，结果表明在改善绝缘子电场分布的三种方法中以外加装均压环的效果最好。     

舰船轴频电场的负电势补偿抑制方法研究

为降低轴频电场对舰船隐蔽性影响,在分析舰船轴频电场产生机理的基础上,建立了与轴频电场相关的舰船电学等效模型并研究了其电学特性,提出基于补偿负电势的舰船轴频电场实时抑制技术,并设计了抑制舰船轴频电场闭环实时抑制系统。实验结果表明去除环境电场的影响,该系统对轴频电场的抑制能力超过75%,可大幅降低极低频电场强度并基本消除了轴频电场及其倍频电场,能够有效抑制舰船轴频电场强度,增强舰船的隐蔽性。     

110kV零值瓷绝缘子电场仿真分析研究

瓷绝缘子长期运行后其绝缘性能和机械性能下降,容易产生零值、低值绝缘子,严重时会导致输电线路外绝缘发生闪络,发生电网停电事故。利用相关仿真分析软件,对110 kV直线猫头塔绝缘子上的无零值绝缘子和不同部位劣化绝缘子进行钢脚和铁帽的电位自由度耦合,以模拟在实际情况下的零值绝缘子,通过在电位分布云图、等位线分布图、电场分布云图、电位分布和电场分布曲线等方面的对比分析,分析不同部位零值绝缘子对绝缘子串空间电场分布特性的影响,对绝缘子劣质绝缘子的检测提供一定的理论支撑。     

浅析高压开关设备中提高气体间隙击穿电压的措施

从理论上分析了高压开关设备中提高气体间隙击穿电压的几项措施。     

特高压直流线路的场分布影响因素分析

线路附近地面的场分布是输电线路电磁环境中的一个重要指标。首先验证了半经验公式法的有效性。然后使用该方法分析了极导线水平排列的±800 kV直流线路合成场强、标称场强和离子流密度的影响因素和变化规律。研究表明地面,标称电场强度受线路对地高度的影响很大,而合成电场强度和离子流密度除受导线对地高度的影响较大外,受导线直径和分裂数的影响也很大。