带避雷器超高压双回线路带电作业安全防护研究

为明确带避雷器超高压双回线路带电作业安全防护措施的技术要求,分析了带避雷器500 kV ZST3型塔带电作业人员体表场强,研究了屏蔽服的屏蔽效率要求。结果表明,避雷器不同安装方式模型中人体体表场强的最大值均出现在手部和头部;避雷器安装在横担时对人体头部和手部电场的影响范围与程度最大;穿戴屏蔽效率60 dB的屏蔽服,能满足带电作业的要求。

模拟人体散热负荷设备的性能测试研究

为了研究模拟人体散热负荷设备的特性及使用方法,对其进行表面温度的测试、单个负载对局部温度场影响的测试、整车负载分布情况对车内温度场的影响测试。结果显示:不同常用功率下模拟人体散热负荷设备的表面温度值均大于标准要求的40℃;为了减少负载对车内温度场的影响量,保证试验结果准确,确定了模拟显热负载的使用功率应维持在60W以内,且应参照车辆实际运用状态均匀布置于车厢内部。通过理论计算提出改进建议,通过增加负载表面积至P(负载显热功率)/53以满足负载表面温度不超过40℃的要求。

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。

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。

±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。

人体表面不同部位可达性等级确定的试验研究

根据单兵装备可达性判断的特殊要求,提出了人体表面不同部位可达性等级的概念;针对我军单兵携行装备布局的实际情况,将人体表面划分为32部分。将人体表面可达性分为舒适可达、极限可达和不可达3个等级,通过试验对立姿、蹲姿、匍匐3种姿势的可达性等级进行主观调查。数据处理采用模糊评价中的最大隶属度原则进行检验,一致性较好,以此确定人体表面各部位可达性等级。

特高压直流输电线路合成电场强度对人体影响分析

针对特高压直流输电线路所引起的电磁环境问题,使用ANSYS软件建立了接近人体形状的人体模型。利用该模型,以四川向家坝到上海奉贤的±800 kV特高压输电线路为例,仿真了考虑人体对地绝缘和人体接地两种情况下人体内部电场强度分布,并在此基础上,利用APDL语言编写程序计算了人体距离输电线路不同距离,以合成电场强度对人体电场的影响。计算结果表明:人体对地绝缘和人体接地时,最大电场强度值均出现在腋下,分别为27.9 mV/m和13.6 mV/m;随着距输电线中心不同距离的变化,人体内部最大电场强度变化呈抛物线形式变化,最大值出现在距输电线中心的18 m处,为650 mV/m,略高于国际非电离辐射防护委员会(International Commission on Non-ionizing Radiation Protection,ICNIRP)规定的人体在高压输电线路不同曝露情形下的曝露电场强度限值,而在此距离时头部的电场强度为110 mV/m,则处于ICNIRP规定的限值范围内。

500kV同塔双回输电线路直升机吊索法带电作业进入等电位的路径

500kV同塔双回输电线路由于导线排列密集,通常只能采用直升机吊索法进行带电作业,这对作业人员进入等电位的路径选择带来很大困难。以两种典型同塔双回输电线路的双三角形和六角形导线排列方式为研究对象,结合直升机和导线之间的空间位置关系,提出了可行的直升机吊索法进入等电位的路径区域。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ANSYS软件计算了进电位过程不同位置的直升机机身场强,获得了直升机与导线之间的安全距离。在明确等电位作业人员组合间隙后,结合人体表面场强的计算,提出了作业人员进入等电位的最优路径。经500kV鼓峰甲、乙线直升机吊索法带电作业实操应用表明,直升机距离导线8 m,作业人员从距导线水平面斜上方0~15°区域进入等电位作业安全。

特高压紧凑型线路带电作业人员体表电场仿真计算

1 000 k V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 d B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 k V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。

通过导电壁上窗口透入的电磁波对人体作用的研究

本文用时域有限差分法和人体非均匀电磁模型研究了通过无限大导电壁上窗口透入的电磁场与人体的相互作用。首先对平面电磁波通过导电壁上窗口的透入特性进行了计算,并与解析解进行比较,证明了计算的可靠性。在此基础上对不同极化情况的入射平面波的透入场与靠近窗口的坐姿人体模型的作用进行了研究。计算了人体模型中的电磁场分布和所吸收的电磁能量。

750kV同塔双回输电线路带电作业体表场强分析

以兰州东—平凉—乾县这条输电线路为研究对象,研究750 kV同塔双回输电线路带电作业人员体表场强分布情况。采用Ansoft电磁场仿真软件,计算分析各典型作业位置处工作人员体表各部位场强大小,研究一回停电工况下,该回线路上人体体表场强分布情况。分析结果表明:头和脚为场强最大处,其中两回不停电时,等电位处作业人员体表场强高达1 084.9 kV/m,为确保作业人员的人身安全需穿戴屏蔽效率为60 dB的屏蔽服;一回停电情况下作业人员各典型位置处体表场强均小于240 kV/m,穿戴普通屏蔽服即可满足要求。

±800 kV输电线路小转角塔带电作业进出等电位方式分析

为确保±800kV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60dB、配有金属丝面罩的直流特高压专用屏蔽服。以上结论能为±800kV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。

考虑组合间隙与体表场强的特高压直流线路进入等电位路径安全评估研究

为对特高压直流线路进入等电位路径进行安全评估,提出了一种综合考虑组合间隙与人员体表场强的评估方法。首先,依据±800 kV工程实际,将常见的进入等电位运动范围进行连续分块,用Comsol软件仿真分析了运动范围内组合间隙与体表场强的动态分布,表明作业人员沿60°路径进入等电位的平均组合间隙最大,而沿0°路径进入等电位的平均体表最大场强最低。其次,综合考虑组合间隙对放电的影响以及强电场对作业人员的影响,提出危险系数以表征路径安全性。最后,在不同海拔高度下对进入等电位的可能运动范围进行了安全评估。结果表明:各海拔高度下以45°路径进入等电位时危险系数均最低,建议带电作业时以45°路径进入等电位,所研究内容可为实际进入等电位的路径选择提供参考。

750 kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业进入等电位方法

750kV紧凑型同塔双回输电线路由于塔头间隙紧凑型布置,导致等电位作业人员作业难度大。根据现有750kV常规线路的带电作业技术,提出了几种常用的进电位路径方案,通过计算几种方案的组合间隙,得到较安全的进入等电位路径。利用Ansoft软件计算了在组合间隙最小位置的人体表面场强,获取了其表面场强的大小分布。仿真计算结果表明,攀爬软梯法进入上相导线等电位过程中,作业人员可满足安全要求。

750 kV输电线路电磁环境敏感区域实测数据分析

针对750 kV输电线路下方电磁环境敏感区域的人体感应触电问题,依据相关标准,实测线路下方的电场强度、磁感应强度,判断是否达到控制限值,并分析其影响因素及产生机理。结果表明,电磁环境敏感区域的线路下方电场强度、磁感应强度分别低于标准规定的限值;在一定范围内,线路下方电场强度、磁感应强度与横向分布距离负相关,线路下方电场强度与线路高度负相关,线路下方磁感应强度与线路电流正相关,双回线路均运行工况的线路下方电场强度大于单回线路运行工况。

高海拔地区±800 kV耐张塔附近等电位进入方法

耐张塔是高海拔地区最为复杂的塔型,其附近电场计算较为困难,给基于电场分析的带电作业进入路径的选取带来较高难度。笔者选取耐张塔作为研究对象,首先仿真分析了作业区域内人体体表电场强度,接着以所受平均最大场强最小以及进入路径最短作为双重优化目标,进行基于遗传算法多目标优化,得到进入路径最优解。然后对该路径下的电位转移电流进行仿真计算,基于结果对安全防护提出要求。考虑到目标作业导线离横担距离小于塔身的这一工况,提出了一种变绳长的等电位进入方法,该法具有作业人员平均体表场强最小,安全性更好的优点。最后开展现场实测,验证了上述理论分析的正确性。

超高压变电站内人体感应电流的计算

本文提出了一种应用拉普拉斯方程解析法计算超高压变电站内地面人体和人体登杆感应电流的实用方法,解决了计算人体登杆感应电流的数学模型问题。