电容型验电器影响因素研究

文中针对电容型验电器失效的现象,以220kV输电线路用电容型验电器为例,分析其工作原理及影响因素;通过仿真建模计算分析了金具、导线分裂数、验电角度对验电器启动电压的影响,并根据仿真计算结果对电容型验电器进行改进,通过试验及现场应用证实了改进方法的有效性,解决了220kV输电线路验电失效的问题,可确保作业人员的人身安全。

特高压钢管塔线路带电作业间隙放电特性研究

随着特高压工程的建设和发展,钢管塔已大量投运到实际特高压线路工程中。为保证特高压钢管塔线路带电作业的安全开展,仿真计算并对比分析了特高压钢管塔、角钢塔塔身周围的电场分布情况。以1∶1钢管塔模型试验获得各种典型带电作业工况下的操作冲击放电特性,确定了各工况下带电作业的安全距离。通过钢管塔和角钢的冲击放电试验,对比分析了2种塔型结构的操作冲击放电特性。研究成果可在特高压钢管塔同塔双回线路带电作业中提供技术支撑。

±800kV直流特高压线路带电作业专用工具研究

±800kV特高压直流输电线路具有绝缘子串长且吨位大等特点,其带电作业过程中面临新的问题和挑战。为此,研究并设计±800kV特高压直流输电线路带电作业的专用配套工具,并对传动系统和液压系统进行改进和优化。经机械性能试验,验证了该套工具的安全可靠性。该套工具降低了带电作业工作强度,提高了作业效率,促进了特高压直流输电线路带电作业技术的发展。

超特高压交流紧凑型输电线路带电作业试验分析

为保障超、特高压交流紧凑型输电线路带电作业安全、有效的开展,通过布置典型带电作业工况并进行操作冲击放电试验,对比分析了500 k V、750 k V和1 000 k V交流紧凑型线路带电作业间隙放电特性;分析了多种作业人员进入超、特高压交流紧凑型输电线路等电位的作业方式,通过试验提出采用塔上吊篮法为最优化进出等电位作业方式;研制了超、特高压交流紧凑型输电线路带电作业用保护间隙装置,推荐了相应电压等级线路的带电作业用保护间隙技术参数,并经试验验证保护间隙的安全可靠性。研究成果可为超、特高压交流紧凑型输电线路运行维护提供参考依据。

高压验电器的研究综述及展望

高压验电器作为输电线路、电气设备检修验电必不可缺的测量工具,其准确性对于保障现场工作人员的安全,规范电力行业的安全操作规程具有重要意义。梳理了各类传统高压验电器的基本原理和应用情况,重点阐述了电容型验电器的改进研究,分析了现有改进方法的关键点和实用性,介绍了新型验电器的研制思路与研究现状,论述了现有相关研究的不足,提出了高压验电器未来的研究方向和重点。

复合绝缘子导通性缺陷对带电作业安全距离影响

长期运行的复合绝缘子容易出现老化、破损及芯棒碳化等缺陷,对其附近开展带电作业造成安全隐患。以500kV线路I串复合绝缘子为例,通过开展复合绝缘子不同导通性缺陷条件下间隙操作冲击放电试验,获得了相应工况下的放电特性,并结合带电作业绝缘配合方法,确定了500kV输电线路I型复合绝缘子导通性缺陷的位置及尺寸限制要求。试验研究结果表明,复合绝缘子导通性缺陷存在于高压端位置时,带电作业间隙的操作冲击放电电压更低,对带电作业的安全影响更大;为保证带电作业安全开展,当复合绝缘子高压端存在导通性缺陷时,绝缘子高压端允许最大导通性缺陷长度为0.7m;当复合绝缘子中部存在导通性缺陷时,缺陷位于距离高压端约1/4串长处放电电压最低,允许绝缘子最大导通性缺陷长度为0.9m。确定的复合绝缘子导通性缺陷位置及尺寸限制要求,可为输电线路复合绝缘子开展带电安全检修作业提供技术支撑,可指导带电作业前复合绝缘子的安全性检测工作。

交流特高压复合横担对带电作业安全影响

交流特高压复合横担结构与常规塔型存在较大差异,对带电作业安全距离、作业人员进出等电位方式以及电场防护要求造成较大影响,通过试验和仿真计算分析了交流特高压复合横担对带电作业安全的影响。研究结果表明:交流特高压复合横担线路带电作业最小安全距离、最小组合间隙距离分别为6.3 m、6.5 m,比常规塔型要求分别高0.3 m、0.4 m;交流特高压复合横担线路可采用沿复合横担进入等电位的方式;沿交流特高压复合横担进出等电位时,作业人员体表电场强度最大值出现在头部、肩膀区域,且比常规塔型线路情况高,带电作业过程中应对该区域加强防护。其研究成果可为交流特高压复合横担线路带电作业安全工作的开展提供技术支撑。

±1100 kV接地极线路带电作业绝缘工具最小有效绝缘长度

绝缘工具的最小有效长度是保证带电作业人员安全的重要技术参数,现有标准及研究均无±1100 kV接地极线路相关规定或参考。为了保证接地极线路带电作业安全开展,以±1100 kV接地极线路为例,仿真计算该线路最大过电压水平及波形特征,分别开展典型带电作业绝缘工具的工频、直流、标准操作冲击放电试验,分析试验布置方式、绝缘工具类型、施加电压类型对放电电压的影响,结果表明:短间隙距离情况下直流放电电压最低。最后基于试验结果提出绝缘工具短间距下的工频、直流、标准操作冲击放电特性拟合公式,同时给出了±1100 kV接地极线路带电作业绝缘工具的最小有效绝缘长度参考值。

1000 kV特高压输电线路直升机平台法带电作业电场仿真研究

直升机带电作业技术的发展对提高输电线路运维检修水平具有重要意义。为进一步保证特高压输电线路直升机带电作业工作的安全展开,同时为实际现场作业提供技术依据,针对1 000kV特高压输电线路直升机平台法带电作业的电场仿真方法展开研究。根据MD 500型直升机、作业人员及1 000kV三角形排布输电线路的实际参数,建立了直升机带电作业模型,并提出了模型的合理简化方法。采用有限元静电场仿真方法,讨论了直升机带电作业模型计算域截断边界范围及直升机飞行过程中主旋翼位置等因素对电场计算的影响,并给出了相应建议。对比仿真结果与相关试验数据,验证了仿真方法的可行性。研究成果对直升机带电作业的仿真模拟及试验开展提供了参考。

基于MEMS电场传感器的1000 kV非接触验电器研究

为解决交流特高压输电线路验电难题,基于微机电系统(MEMS)电场传感器及非接触式验电器的工作原理,通过仿真计算确定了档中、塔头位置的验电区域及验电器报警阈值要求,结合试验对MEMS非接触式验电器报警阈值进行了校准,并在特高压线路开展了非接触式验电器的现场应用。结果表明,当MEMS非接触式验电器报警阈值设定为25kV/m,档中位置时验电器置于距离导线10～15m的区域内、塔头位置时验电器朝导线方向伸出距离塔身、横担2m区域即可准确判断线路带电情况。

基于IFCM的共址接地极带电作业安全问题研究

针对共址接地极线路特殊运行工况及过电压分布特点,提出一种基于改进模糊C均值聚类(IFCM)的带电作业安全评估方法。首先通过建模并仿真计算获取共址接地极线路特殊运行工况下的过电压分布,确定了最大操作过电压;然后通过建立共址接地极放电试验模型开展冲击放电试验,利用改进的模糊C均值聚类对典型间隙的试验结果进行聚类,以达到获取各间隙放电电压U_(50)的目的;最后通过绝缘配合方法确定共址接地极带电作业安全间隙距离,并结合实际工程进行安全性分析验证。所提出的研究方法和结论可为共址接地极线路带电作业的安全开展提供参考。

500kV交流输电线路含缺陷复合绝缘子电场分布特性研究

500kV线路复合绝缘子应用量大,正确有效判别出含有缺陷的复合绝缘子,对于保障电网安全稳定运行意义重大。为此,基于有限元分析方法,建立了500kV交流输电线路复合绝缘子串三维有限元模型,计算了正常和含有单个导通性缺陷情况下的绝缘子和空间电场分布并归纳其特征,分析了导通性缺陷长度及位置对绝缘子电场分布和强度的影响。计算结果表明,当复合绝缘子串存在导通性缺陷时,电场强度分布曲线会出现有规律的畸变,该特征可为判断复合绝缘子是否存在导通性缺陷提供判断依据。

铜包铝复合材料用于特高压携带型短路接地线的轻型化方案研究

针对现有携带型短路接地线(简称接地线)在特高压线路上挂接时存在质量重、不便于携带安装的问题,该文提出使用铜包铝复合材料用作特高压接地线导体的轻型化方案。对铜及铜包铝材料在短时间下的熔断电流进行理论计算及试验,并对典型1000 kV同塔双回线路接地线短路电热耦合暂态过程进行仿真分析。研究结果表明:当导线截面大于4 mm2、熔断时间小于1.5 s时,接地线导体材料熔断电流试验值与理论计算值基本一致。采用CCA-10铜包铝接地线相比铜接地线截面积增大71.1%,但质量减轻36.2%。对于1000 kV同塔双回线路单回停电检修的情况,可选择50 mm2的铜接地线或95 mm2的CCA-10铜包铝接地线,且铜包铝接地线安全裕度更大。

特高压带电作业用智能体征监测服系统的研制

为了进一步保障特高压带电作业人员的安全,提出一种将可穿戴传感器与特高压带电作业要求使用的阻燃内衣相结合的智能体征监测服研制方案,该体征监测服以阻燃内衣为载体,内嵌呼吸传感器、心率传感器、温度传感器、主控芯片、LoRa无线通信模块和电源等,利用LoRa无线通信技术,可与处于地面或铁塔上的监护人员所持的移动终端进行实时通信,从而可对作业人员的生理状况进行实时监测。实验结果表明,研制的特高压带电作业用智能体征监测服可准确地测量并传输指定的作业人员体征指标,有利于加强对带电作业人员的安全管控。

特高压直流输电线路不停用再启动功能情况下的带电作业安全性分析

在开展特高压直流线路带电作业时,一般要求停用直流线路再启动功能,然而过多的停用该功能会降低系统安全运行水平,因此有必要分析在不停用直流线路再启动功能情况下开展特高压带电作业的安全性。首先分析了停用直流线路再启动功能的作用;然后考虑在不停用该功能的情况下,结合特高压直流输电线路最大操作过电压水平,校核分析了带电作业安全距离;最后结合典型直流线路带电作业项目,分析了不停用直流线路再启动功能时进行带电作业的可行性。分析结果表明,特高压直流线路塔头空气间隙尺寸一般均满足带电作业最小安全距离的要求。在各类带电作业操作项目中,若极地或极间采用绝缘承力工具,应停用直流线路再启动保护功能,其他情况可不停用。

220 kV带串联间隙避雷器直线塔的带电作业安全性评估方法研究

通过试验、仿真分析和安全距离校核等手段,综合分析了220 kV避雷器对直线塔带电作业的影响。开展绝缘子或导线带电检修工作时,除需保证最小安全距离和采取常规防护措施外,进出电场路径应选择远离避雷器的一侧,作业人员的站位应位于避雷器的对侧或下方。为220 kV带避雷器线路带电作业的开展和评估提供依据。

110 kV共享铁塔安全运检技术参数研究

移动通信技术的快速发展催生了在输电铁塔上安装基站设备的共享铁塔模式,但共享铁塔运检人员面临的射频辐射情况不明,且带电作业安全间距需重新确定.为解决110 kV共享铁塔运检存在的以上两个问题,一方面采用实地测量的方法,对某试点共享铁塔周围的射频电磁场强度进行测量,获得射频电磁场分布特性,并结合相关国家标准制定场区划分规则,明确人员在不同场区需采取的防辐射措施;另一方面,对模拟共享铁塔进行操作冲击放电试验,确定带电作业安全间距.结果表明:地面水平方向和铁塔主材内侧的电磁辐射水平较弱,而铁塔主材外侧的电磁辐射水平较强,最大可达154.6 V/m;等电位人员对侧面杆塔构架和下方横担的最小安全距离分别为1.3 m和1.4 m,人员进出等电位时与侧面杆塔构架和下方横担应满足的最小组合间隙均为1.5 m.研究结果可为110 kV共享铁塔的安全运检工作提供依据和指导.

1000kV耐张绝缘子串单片绝缘子的带电更换技术

更换特高压输电线路耐张绝缘子是特高压线路带电作业技术中的重点和难点,尤其是1 000 kV特高压输电线路,由于耐张绝缘子串较长,导线应力大,因此对工器具要求高。通过分析传统更换耐张绝缘子方法中卡具的受力情况,针对传统方法存在的不足,提出了适合更换1 000 kV特高压线路耐张绝缘子串单片绝缘子的方法,设计了相应的作业卡具及液压紧线器,并在实际线路上进行了模拟作业试验,试验结果表明所述方法及工器具有效可行。

基于组合赋权与D-S证据理论的变压器状态评估

针对目前变压器状态评估中权重的确定存在的主观不定性过大、调整困难以及无法反映单个因素严重偏离带来的影响等问题,提出了信息熵权与变异系数组合赋权的模糊综合评估方法。通过变压器在线监测实时数据之间的内在关系以及包含的信息量,推导出变压器状态各个评判因子的信息熵权,然后结合相关规程规定,利用变异系数理论,对信息熵权进行修正,得到由客观权重和主观权重相结合的组合权重,然后用D-S证据理论对多项模糊评估证据进行组合评估分析。经实例分析,该方法对变压器状态的评估结果是合理和有效的。

特高压复合横担带电作业工况下人体放电附着点计算研究

特高压复合横担带电作业方式与常规塔型存在较大不同,组合间隙的放电特性尚不明确,识别放电初始附着点对确保人员与设备安全具有重要意义。笔者根据实际1000 kV特高压复合横担搭建了基于先导放电理论的带电作业计算模型,通过计算作业人员体表尖端部位稳定先导起始所需的最小背景电场,分析了不同工况下进出等电位的作业人员体表放电附着概率分布。结果表明:作业人员体表稳定先导始发背景电场较小的部位更易成为放电初始附着点;沿复合横担路径时,作业人员体表初始放电最易附着于手部,其余突出部位放电附着概率相对于手部均达到69%以上;沿垂直向上路径时,初始放电最易附着于头部,下肢相对于头部的放电附着概率小于60%;沿垂直向下路径时,脚部最易成为放电初始附着点,其余部位相对于脚部的放电附着概率均小于65%。在带电作业过程中需针对作业人员放电附着概率较高的部位调整作业人员的进入等电位路径、作业姿态和空间占位。