基于有限元法的±500kV同塔双回线路电磁环境仿真计算

为了研究±500kV同塔双回直流输电线路的电磁场环境对带电作业人员的影响,以及对该输电线路带电作业安全防护提供理论仿真研究。以±500kV同塔双回直流输电线路型号为Z101的直线塔作为研究对象,采用Soild Works和COMSOL混合建模技术,建立了直线塔的三维模型。针对6种典型的带电作业位置,本文采用COMSOL软件对Z101直线塔的电场和电势分布进行了仿真研究。研究结果表明:5号作业位置的人体电势差最大,且除了4号和5号作业位置外,其他作业位置人体电势差值接近;此外,作业人员器官的最大电场强度出现在颈部和四肢处;5号作业位置处人体各器官的电场强度是最大的,普遍超过了规定安全作业限值。因此作业人员在该同塔双回直流输电线路上进行带电作业时,应穿戴屏蔽服,并做好其他安全防护措施,且所研究结果可为其他工程提供技术参考。     

110～220kV同塔多回输电线路耐张塔带电检修方法研究

为确保同塔多回输电线路的供电可靠性,开展同塔多回线路带电作业研究成为当前研究的热点。本文针对目前110~220kV同塔多回输电线路耐张塔带电作业存在的技术难点,对典型110~220kV同塔多回输电线路杆塔进行结构力学分析,提出了倒序操作法更换耐张串绝缘子,研制了配套工器具,有效地解决了110~220kV同塔多回输电线路耐张塔带电检修面临的作业空间小、安全裕度低等难题,推动带电作业的发展。     

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。     

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。     

±500kV同塔双回直流线路带电作业试验研究

为配合三沪±500 kV直流输电线路的同塔双回改造工程,根据带电作业技术特点,结合该线路塔型、导线布置以及作业人员在塔上的作业位置等实际情况,开展了1:1模型的带电作业的试验研究。根据研究结果提出了±500 kV同塔双回直流线路带电作业典型工况下的最小安全距离和最小组合间隙,为线路塔头间隙尺寸设计和线路带电作业工作开展提供技术依据。     

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。     

500/220kV同塔四回输电线路带电作业电场仿真分析

500 k V与220 k V交流同塔四回输电线路与单一电压等级超高压线路的空间分布具有较大区别,线路带电作业电场环境更为复杂。笔者采用有限元法仿真计算同塔四回输电线路典型带电作业位置的电场分布特点,通过建立人体仿真模型,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,进而确定带电作业人员安全防护措施。结果表明,等电位作业时需穿屏蔽效率为40 d B的防护服,地电位作业人员穿戴常规防护服可满足作业要求。     

输电线路带电作业新方法研究及新工具的研制(上)

湖南省电力公司带电作业管理中心对110～500kV同塔多回路等特殊输电线路带电作业相关技术问题进行了研究,提出了新的作业方法,研制了相关配套作业工具,解决了生产当中的技术难题。提出的110kV耐张塔带电支开跳线新方法和配套研制的110kV绝缘扒杆,解决了110kV输电多(双)回路耐张塔因上层跳线影响造成耐张塔带电作业距离紧张的难题;研制了带电更换220kV输电线路多回路双分裂导线单串直线绝缘子工具,解决了     

500kV同塔四回线路检修作业电场强度水平与防护的研究

对500 kV同塔四回线路直线塔、耐张塔、与220 kV混压直线塔三种典型塔型地电位及进入过程中人员体表的电场强度进行了测量;同时对场强分布的规律进行了分析,并在此基础上提出了检修作业时的场强防护方法与措施。     

500kV湘云同塔双回线路带电作业安全性分析

通过对500 kV同塔双回线路湘云Ⅰ,Ⅱ线操作过电压和感应电压的计算以及带电作业时安全距离的校核,获得线路典型塔型带电作业最小安全距离下的危险率;提出带电作业进入电场的途径,在直线塔上采用吊椅或下横担绝缘硬梯法进入等电位,危险率2.3×10-12,沿耐张串进入转角塔的等电位,危险率5.8×10-8;理论计算和实际操作表明,在湘云Ⅰ,Ⅱ线可安全地开展带电作业工作。     

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。     

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。     

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。     

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。     

750kV同塔双回紧凑型线路带电作业技术试验分析

为给线路带电作业开展提供技术支持,并为其他线路带电作业提供参考,提高我国超特高压输电线路运行检修技术水平,结合西北电网"安西-酒泉-金昌-永登"工程实际,通过1:1模拟塔窗试验,确定了750 kV同塔双回紧凑型输电线路不同海拔高度下各种典型作业位置的带电作业最小安全距离和最小组合间隙,并进行了一回带电一回停电在停电回路作业方式及加装保护间隙的作业方式研究。研究成果论证了750 kV同塔双回紧凑型输电线路带电作业的安全性和可行性,为线路塔头间隙尺寸设计和带电作业工作开展提供技术支持。     

导线水平排列同塔四回线路跨越或邻近建筑物的安全距离

为推算水平排列同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,以500kV同塔四回线路为例,采用CDEGS软件仿真计算线路跨越、邻近不同高度建筑物时建筑物顶部和阳台处的工频电场畸变情况,并以此推算了导线水平排列同塔四回线路跨越建筑物的最小垂直安全距离和最小水平安全距离。结果表明,建筑物附近的畸变电场成为制约输电线路与建筑物安全距离的关键因素;现有规程推荐的线路与建筑物的安全距离已不再适用于同塔四回线路跨越民房的情况;建筑物与线路间所需的安全距离由线路电压等级、建筑物高度、杆塔结构等因素共同决定。最后,给出110kV、220kV、500kV同塔四回线路以及220kV/110kV、500kV/220kV混压同塔四回线路跨越建筑时所需的安全距离,其计算方法与结果可为输电线路与建筑物交叉跨越提供工程参考。     

带电更换钢管杆玻璃绝缘子组合工具的研制

钢管杆作为一种新型输电杆塔,在城市电力建设中优点突出,因而被广泛应用。钢管杆输电线路多采用同塔多回架设,其结构尺寸紧凑,作业空间狭窄,难以开展绝缘子带电更换。本文针对110~220kV同塔多回钢管杆线路特点,通过对工器具的材料选择、制作和试验,研制出了带电更换玻璃绝缘子工具;同时,通过危险率校核提出了满足现场作业要求的作业方法。研究结果可为钢管杆带电作业工器具的研制提供参考,对推动钢管杆带电作业具有重要意义。     

导线垂直排列同塔四回线路跨越建筑物时的安全距离

为推算同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,以500 kV同塔四回线路为例,采用CDEGS软件仿真计算线路跨越、邻近不同高度建筑物时建筑物顶部和阳台处的工频电场畸变情况,并以此推算了垂直排列同塔四回线路跨越建筑物的最小安全垂直距离和最小安全水平距离。结果表明,建筑物附近的畸变电场成为制约输电线路与建筑物安全距离的关键因素;现有规程推荐的线路与建筑物的安全距离已不再适用于同塔四回线路;建筑物与线路间所需的安全距离由线路电压等级、建筑物高度、杆塔结构等因素共同决定。最后,给出110 kV、220 kV、500 kV同塔四回线路以及220 kV/110 kV5、00 kV/220 kV混压同塔四回线路跨越建筑物时所需的安全距离,其计算方法与结果可为输电线路与建筑物交叉跨越提供工程参考。