带电安装220kV输电线路避雷器技术研究

Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第０７期　山东工业技术　２０１４焦　带电安装２２０ｋＶ输电线路避雷器技术研究　赵学军　ｆ国网江西省电力公司赣西供电分公司，江西新余３３８０２５）　【摘要】本文针对２２０ｋＶ输电线路杆塔带电安装避雷器带电作业新项目进行分析研究，通过对避雷器性能试验、安全距离计算、可行性　分析．确定了带电作业的方法、操作步骤和安全注意事项，解决了带电安装线路避雷器的技术难题，提高了输电线路可靠性。　【关键词】输电线路；避雷器；带电作业；方法　０前言　江西省地貌是以丘陵、山地为主，雷电活动频繁，受此因素影响架　空输电线路雷击跳闸率居高不下，严重影响着电网安全运行。为了减　少因雷害引起输电线路故障跳闸．确保架空输电线路的可靠运行，江　西省电力公司全面实施架空输电线路差异化防雷改造试点工作，由于　线路用复合外套氧化锌避雷器是一种性能优异的过电压保护设备，目　前广泛应用在雷电活动频繁地区架空输电线路上，对降低架空输电线　路雷击跳闸率效果明显．计划在我公司管辖的５条２２０ｋＶ输电线路上　安装线路避雷器１６５支。因涉及需停电的２２０ｋＶ输电线路较多，给电　网运行方式安排造成较大困难．为保证供电可靠性．部分输电线路杆　塔的避雷器安装工作需通过带电作业方式进行　２２０ｋＶ输电线路带电　安装避雷器技术在江西电网尚属空白阶段．为此公司领导高度重视，　组织相关专业人员成立技术攻关小组．针对开展带电作业的输电线路　及杆塔．进行现场勘察、资料收集、计算分析、科学试验和模拟操作，确　认了项目的可行性．并成功运用于实际生产中。　２带电作业安全距离　２２０ｋＶ电压等级输电线路过电压按可能出现的最大过电压考虑，　根据ＤＬ／Ｔ６２０—１９９７（交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，确定　２２０ｋＶ线路合闸和重合闸过电压一般不超过３．Ｏｐ．ｕ．。根据ＧＢ／　Ｔ１９１８５—２００３（交流线路带电作业安全距离计算方法》，可确定其带电　作业最小安全距离。　根据计算．可得绝缘间隙的统计耐受电压ｕ　相一地ｕ９０％：　ｕ∞　１．１ｘ３．０ｘ２５２ｘ、／　／、／　＝６７８．９９ｋＶ　相一地ｕ　，ｕ　１．１ｘ（１．３３ｘ３．０＋０．４）ｘ２５２ｘ、／　／、／丁＝９９３．６０ｋＶ　则最小电气安全距离为：　相一地Ｄ　２．１７［ｅ‰　。　一１］ｍ　１避雷器的特性、结构和技术参数　１．１避雷器特性　赣西电网安装的输线路避雷器为有串联间隙复合外套金属氧化　物线路避雷器　以宁波国创高压电器公司ＹＨ１０ＣＸ一２０４／５９２型　（２２０ｋＶ）氧化锌避雷器为例介绍避雷器相关技术参数。该避雷器由本　体和外串联间隙组成。避雷器本体采用的非线性金属氧化锌（ＭＯＡ）电　阻片作芯体；外绝缘材料为硅橡胶．具有良好的机械性能和电气性能，　两头用电极压紧密封而成　避雷器伏安特性分为三个区域：区域１为小电流区，电流在ｌｍＡ　以下．非线性系数较高，曲线较陡峭．正常运行相电压下，氧化锌阀片　工作于小电流区，其阻值很大。相当于绝缘体：区域２为工作电流区，　工作电流在１Ｏ　～３×ｌＯ　Ａ之间．非线性系数较小．此区域伏安曲线比　较平坦；区域３为饱和电流区，此区域中非线性系数较大，伏安特性曲　线较为陡峭　１．２避雷器结构　ＹＨ１０ＣＸ一２０４／５９２型线路避雷器本体长为３．７ｍ．中间由直角挂板　相连。避雷器长为１．８７１ｍ与０．９６￣０．２ｍ长的外串联间隙相连，上节首　端由１６ｍｍ２塑铜导线引至雷击计数器表上　为了使避雷器能够安装　在杆塔上，避雷器上端（低压端）通过支架（或直接由ｕ型挂环）固定在　横担塔材上。尾端（高压端）通过联接金具固定在运行导线上。　１－３避雷器主要技术参数　２２０ｋＶ输电线路安装的带外间隙复合外套金属氧化物避雷器型　号为：ＹＨ１０ＣＸ一２０４／５９２型。其技术参数：额定电压为２０４　ｋＶ；标称放　电电流为１Ｏ　ｋＡ；直流ｌｍＡ参考电压为２９６　ｋＶ：雷击冲击残压峰值为　５９２　ｋＶ；方波通流容量为６００　Ａ：大电流冲击耐受为１００　ｋＡ；伞型外径　为２１９　ｍｌＴｌ／１８９　ｍｍ／９９　ｍｍ／５６　ｍｍ：爬电距离为５１５６　ｍ／ｎ：ｌｍｉｎ工频　耐受电压（有效值）≥３７０　ｋＶ；避雷器重量（含间隙棒、金具）为ｌ５３　ｋｇ。　１．４避雷器正常使用条件　Ａ、环境温度不高于＋４５℃。不低于一４Ｏ℃：　Ｂ、太阳光辐射强度：０．１１ｗ／ｃｍ２：　ｃ、海拔高度≤２０００米：　Ｄ、交流电源频率：５０Ｈｚ：　Ｅ、月相对湿度平均值≤９０％：　Ｆ、最大风速≤３５ｍ／ｓ：　Ｇ、地震烈度７度及以下地区：　Ｈ、覆冰厚度≤２０ｍｍ；　Ｉ、Ⅳ级以上重污秽地区　相一相Ｄ　Ｉ，＝２．１７［ｅ　‘一ｌ】ｍ　其中综合系数ｋｔ＝ｋｄｋｇｋａ，若取标准偏差系数ｋｄ＝０．９３６；相地间隙　系数ｋｇ＝１．２．相间间隙系数ｋｇ＝１．４５：海拔修正系数ｋａ＝０．９７３（海拔高　度为５００ｍＵ　在６００—７９９ｋＶ时的海拔修正系数），ｋａ＝０．９８０（海拔高度　为５００ｍＵ　在８００～９９９ｋＶ时的海拔修正系数）。　经计算相对地最小电气安全距离：１．６８７ｍ，相间最小电气安全距　离：２．１６４ｍ。按上述计算结果。还应适当考虑设备而净空间条件和人身　活动范围、中间电位导体占位长度等因素，结合国网公司《电力安全工　作规程》中带电作业安全距离要求。　综上所述．确定２２０ｋＶ输电线路带电作业最小安全距离　相一地：１．８ｍ；相一相：２．５ｍ；组合间隙：２．１ｍ　３项目可行性分析　根据输电线路实际情况对２２０ｋＶ带外串间隙型线路避雷器工频　耐受电压研究．包括整体避雷器工频耐压试验和串联间隙工频耐压试　验．根据试验结果确定带电安装的安全性。　３．１避雷器试验情况　通过江西省电力科学研究院对宁波国创高压电器公司送检的　２２０ｋＶ带外串间隙ＹＨ１０ＣＸ一２０４／５９２型线路避雷器进行带间隙工频　耐压试验．避雷器总长为３．７ｏｏｍ，避雷器本体长为１．８７１ｍ，外串联间　隙为０．９６￣０．２ｍ．得出避雷器５０％工频放电电压为３９４ｋＶ。　在安装避雷器之前．进行规定的电气试验。要测量直流ｌｍＡ以下　的电压ＵｌｍＡ及电压为７５％ＵｌｍＡ以下的泄漏电流．为此公司高压试　验班对ＹＨ１０ＣＸ一２０４／５９２型线路避雷器进行了该项目试验．测量结　果发现直流参考电压ＵｌｍＡ为３００　ｋＶ．０．７５ＵｌｍＡ漏电流Ｉｄ为　８．ＯＩｚＡｏ　３．２带电安装可行性分析　避雷器要带电安装前．应先计算一下实际作业的安全水平。　２２０ｋＶ带电作业从绝缘配合的角度主要考虑操作过电压和工频暂态　过电压。习惯做法就是把系统可能出现的最大操作过电压幅值，作为　带电作业可能遇到的内过电压值　操作过电压的幅值：　ｕ　、／３　．　：一Ｘ／２－ｘ２２０　２‘　、／３　．６×１．１５：５３７（ｋＶ）　整支避雷器工频耐受电压（有效值）为３９４ｋＶ，则其峰值为　＝３９４ｘ、／　＝５５７ｋＶ＞５３７ｋＶ，故此时避雷器在带电作业中可满足承　载电压要求　又因避雷器在０．７５ｕ１ｍＡ＝３Ｏｏｋｖ泄漏电流＝１４　，小于带电作业　要求：较长时间通过人体电流可允许在０．１ｍＡ。同时根据避雷器氧化　锌伏安特性曲线图可知．ＭＯＡ阀片运行于１区域．此时避雷器为高阻　作者简介：赵学军（１９７５一），男，高级技师，国网公司生产技能专家，从事高压线路带电检修工作。　７Ｏ　ｌ山东工业技术　ｌ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２０１４焦　山东工业技术　第０７期　抗状态，避雷器本体此时看作是绝缘器材。　（２．５ｘ４．５ｍ）ｌ块，个人工具包２只，工具袋４只，脚￣Ｄ（０３００或４００）２］￣１Ｊ。　由避雷器结构和避雷器结构图可知．避雷器最大有效绝缘长度：　５．５作业程序　Ｌ＝Ｏ．９６＋１．８７１＝２．８３１ｍ　（１）办理工作许可手续，核对线路双重名称和杆号、杆塔检查．现　根据上式计算可知避雷器安装最大有效绝缘长度Ｌ满足带电作　场作业环境测量，工器具组装检查、绝缘测试，屏蔽服连接检查、电阻　业最小有效绝缘长度２．１　ｍ（如海拔高度超过ｌＯ００ｍ需考虑修正系　测量．做好准备工作。　数）要求。综上所述．ＹＨ１０ＣＸ一２０４／５９２型避雷器可带电安装。　（２）塔上作业人员携带绝缘传递绳登塔至横担位置，系好安全带．　通过理论分析、参数实验和实践证明：带电安装线路氧化锌避雷　挂好绝缘传递绳　器具有可行性　（３）地面电工配合塔上作业人员在导线上安装绝缘软梯．并吊上　避雷器支架，塔上作业人员在横担处安装好支架。　４带电安装避雷器进、出电场的途径和方法　（４）等电位电工沿绝缘软梯进入强电场至导线上工作位置．安装　　本次实施带电安装避雷器项目在２２０ｋＶ白吉线．安装杆塔为　好线夹。（５）地面电工连接好避雷器及绝缘间隙并吊上．塔上电工挂安装　２２０ｋＶ单回路直线杆塔，杆塔类型为主：ｚ兀直线砼杆、ＺＭ直线铁塔　两种。以这两种塔型为代表．为了保证在安装时有足够的安全距离．需　好避雷器及其附件　（６）塔上电工用操作杆控制好避雷器支撑间隙．工作负责人许可　要对不同线路铁塔类型塔头空气间隙进行计算、核实。如满足带电安　地面电工收紧传递绳，将避雷器支撑间隙下端拉至导线处放电。等　装避雷器条件．其它均可满足。所以．按这两种塔型为例．根据塔头问　后，电位电工将避雷器与线夹连接好，拆除短接线。　隙的大小确定等电位人员进、出电位的途径和方法。　（７）等电位电工沿绝缘软梯退出电场下至地面。　２２０ｋＶ输电线路带电作业采用的进、出电位的方法主要有以下几　（８）塔上电工拆除工具放至地面，检查避雷器安装情况．清理作业　种：　现场．终结工作　（１）沿绝缘子串进入法：（２）绝缘立（挂）梯进入法：（３）吊篮进入　５．６安全措施及注意事项　法；（４）绝缘平梯进入法；（５）绝缘软梯进入法。　（１）塔上电工对带电体的安全距离不小于１．８ｍ，绝缘承力工具、　（１）沿绝缘子串进入法　．８ｍ：绝缘操作杆的有效长度不小　主要适用于耐张塔和绝缘串较长（组合间隙满足要求）的作业，本　绝缘传递绳有效绝缘长度不小于１项目为直线杆塔．不能采用。　（２）绝缘立（挂）梯进入法　主要适用于输电线路导线上的带电作业。由于绝缘立（挂）梯长度　有限（≤２０ｍ），加之所需安装避雷器２２０ｋＶ直线杆塔多位于山区，杆　塔较高、地形复杂，且梯身较长，重量大，不易安装，费时费力．不采用。　ｆ３）吊篮进人法　在塔头空气间隙足够大时．适用于５００ｋＶ直线、耐张塔跳线悬垂　串上的作业．由于２２０ｋＶ输电线路多为单导线．吊篮多采用绝缘绳索　类工具进入电场，作业人员在导线上不易安装，作业人员劳动强度大，　不采用。　（４）绝缘平梯进入法　塔头空气间隙较大时．适合２２０ｋＶ直线和耐张杆塔绝缘子串的作　业。　在工作杆塔上安装平梯长Ｌ／＞５０００ｍｍ．平梯结构尺寸６０ｘ４０椭　圆环氧管．中心距宽Ｂ＝３５０．平梯前端挂在下导线上．后端用绝缘绳固　定在塔身上。　于２．１ｍ。　（２）等电位电工对接地体的安全距离不小于１．８ｍ，等电位电工转　移电位时人体裸露部分与带电体不小于Ｏ．３ｍ．其组合间隙不小于　２．１ｍ，等电位电工与邻相带电导线的安全距离不小于２．５ｍ　（３）避雷器支架安装到位，临时绝缘固定绳可靠固定后，地电位电　工必须进行冲击试验合格后．方可进行安装避雷器　（４）在塔上电工配合等电位电工安装避雷器时，等电位电工在避　雷器接近带电体时先用短接线（长度不超过３０ｃｍ）搭住屏蔽环连接好　后再用手进行操作，不得用屏蔽服作为载流体直接用手接触避雷器．　以免电容电流和泄漏电流造成对等电位人员的伤害　（５）避雷器接地端（接计数器处）必须经放电计数器接地或直接接　地，严禁将避雷器接地端开路．安装时先将放电计数器安装在靠近避　雷器附近便于观察的位置上。连接好接地母线．然后将放电计数器高　压接线端用螺栓和母线连接在避雷器接地端上（避雷器底座的上部法　兰上．避雷器通过放电计数器接地）　（６）避雷器安装方法应严格按产品说明书图示安装．紧固所有螺　栓，并防止松动；工作完毕后应弹簧销子和开口销子是否齐全到位：避　等电位作业人员进出电位时通过平梯直接到达电场．杆塔尺寸　严防锐器划伤避雷器绝缘伞套．水平放置时　（３ｍ）大于组合间隙（２．１　ｍ）安全要求，但安装避雷器后退出电场时会　雷器搬运时应携带包装。应避免使伞裙受力。起吊时严禁发生碰撞　占据避雷器间隙尺寸．对人身安全产生影响。　（７）作业人员在杆塔上作业期间，工作监护人应对作业人员进行　适用于２２０ｋＶ单回输电线路杆塔中相带电安装避雷器　不问断监护．且不得从事其他工作　（５）绝缘软梯进方法　（８）本次作业工作前应向调度明确：若线路跳闸．不经联系不得强　塔头空气间隙较大时．适合２２０ｋＶ单回线路（双回仅限下相）直线　送电。　和耐张杆塔绝缘子串的作业　（９）作业应良好天气下进行。如遇雷电（听见雷声、看见闪电）、雪　在杆塔导线上安装绝缘软梯，软梯由梯头、绝缘绳梯连接组成，铝　雹、雨雾时不得进行带电作业。风力大于５级（１０ｍ／ｓ）时．不宜进行带　合金梯头挂在导线上．绝缘绳梯尾端下垂至地面。　等电位作业人员沿绝缘软梯垂直进入电场．杆塔尺寸（３ｍ）大于　电作业　组合间隙（２．１ｎ１）安全要求。安装避雷器及退出电场时，作业位置在避　６结论　雷器安装位置相反方向．作业不会占据避雷器间隙尺寸．满足作业安　此方法于２０１２年０４月在２２０ｋＶ白吉线１１３＃直线砼杆进行了避　全要求　雷器带电安装操作，按照作业方案步骤．严格执行安全措施．作业人员　５作业方案　相互配合，用时约１小时安全顺利的完成工作，现场运用成功．达到预　期目标，拓宽了带电作业领域。２２０ｋＶ白吉线带电安装避雷器的成功．　５．１作业方法　开创了江西电网带电安装２２０ｋＶ输电线路避雷器的先例．填补了带电　地电位与等电位配合软梯作业法。　作业项目空白，为２２０ｋＶ输电线路其它塔型（耐张塔、双回杆塔）实施　５．２适用范围　带电安装避雷器工作积累经验．打下基础．同时也为今后输电线路避　适用于２２０ｋＶ单回（单回水平排列）直线砼杆避雷器的安装工作。　雷器的检修维护工作探索了新的作业方式　●　５．３人员组织　本作业项目工作人员共计８人。其中工作负责人（监护人）１人，　【参考文献】　塔上电工２名、等电位电工１名、地面电工４名。　［１］ＧＢ．，Ｔ１９１８５－２００８交流线路带电作业安全距离计算方法【　．中国电力出版社　５．４工器具配备　２００９．　绝缘传递绳（ＴＪｓ—Ｂ一１２一Ｆ）３根，支架固定绝缘绳（ＧＪｓ—Ｂ一１２一Ｆ）１　［２］国网公司组编．带电作业操作方法（输电线路）【Ｍ】．中国电力出版社，２００９．　根，绝缘软梯（２２０ＫＶ）１副，绝缘操作杆（￣３０ｘ４．５ｍ）１根，绝缘滑车　（ＪＨ５—１Ｋ）２只。绝缘绳套（Ｏ１４）２根；软梯架（ＴＲ一２）１副，跟头滑车　［责任编辑：刘帅］　（ＧＤＨ—１）１只，绝缘扳手（ＢＹ一３）４把，拔销钳３把；安全带（带后备保　护绳）４根，安全帽８顶．屏蔽服（Ｉ型）３套，导电鞋３双；绝缘测试仪　（ＲＳＴ２０００）１台．测湿风速仪（衡欣８９０９）１台，万用表１块，防潮苫布　山东工业技术ｌ　７１　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌ