張陽(yáng)陽(yáng)，楊 俊，喻巖瓏

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司，杭州 310009）

特高壓交流輸電線(xiàn)路新型等電位轉(zhuǎn)移棒的研制

張陽(yáng)陽(yáng)，楊 俊，喻巖瓏

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司，杭州 310009）

特高壓帶電作業(yè)是確保特高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)手段,因此等電位作業(yè)工器具的研制和完善具有重要意義。針對(duì)現(xiàn)有等電位轉(zhuǎn)移棒存在的不足，研制了一款能實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)出電場(chǎng)、 并具備高通用性的等電位轉(zhuǎn)移棒。首先，結(jié)合帶電作業(yè)相關(guān)規(guī)程和技術(shù)導(dǎo)則，提出模型設(shè)計(jì)的要求；隨后給出3種轉(zhuǎn)移棒設(shè)計(jì)方案，經(jīng)分析比較，確定選用“蝴蝶”型等電位轉(zhuǎn)移棒方案；最后，選用合適的材料完成樣品的制作。樣品測(cè)試結(jié)果論證了該設(shè)計(jì)方案的可行性和有效性。

特高壓；輸電線(xiàn)路；帶電作業(yè)；等電位轉(zhuǎn)移棒

0 引言

帶電作業(yè)是輸電線(xiàn)路日常檢測(cè)、運(yùn)行維護(hù)以及檢修改造的重要作業(yè)方法，它避免了傳統(tǒng)停電作業(yè)所需的頻繁倒閘操作，大大提高了供電可靠性。我國(guó)已開(kāi)展帶電作業(yè)60余年，期間220～550kV帶電工器具和出入電場(chǎng)技術(shù)得到不斷的完善和改進(jìn)。隨著特高壓技術(shù)的發(fā)展，截至2016年3月，我國(guó)已建成投運(yùn)3條特高壓交流和6條特高壓直流工程[1，2]。由于特高壓線(xiàn)路自身的特點(diǎn)和所處環(huán)境決定了它的帶電作業(yè)與現(xiàn)有高壓、超高壓線(xiàn)路存在較大區(qū)別[3，4]，因此有必要開(kāi)展針對(duì)特高壓帶電作業(yè)技術(shù)及相關(guān)安全工器具的研究。

等電位轉(zhuǎn)移棒作為一種常見(jiàn)的帶電作業(yè)工器具，可以增大作業(yè)人員與帶電體的距離，減小電位轉(zhuǎn)移脈沖電流，避免電弧灼傷，被廣泛應(yīng)用于750kV及以上電壓等級(jí)的交流線(xiàn)路等電位作業(yè)中。文獻(xiàn)[5]指出，作業(yè)人員使用轉(zhuǎn)移棒在距等電位0.5 m處拉弧，其電火花較未使用轉(zhuǎn)移棒時(shí)有明顯減弱，脈沖電流幅值減小了約30%。因此，《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線(xiàn)路部分）》明確規(guī)定，特高壓交流線(xiàn)路等電位作業(yè)應(yīng)使用等電位轉(zhuǎn)移棒進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移。

目前，等電位轉(zhuǎn)移棒并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)各單位往往根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)計(jì)、選用合適的轉(zhuǎn)移棒。文獻(xiàn)[6]所設(shè)計(jì)的電位轉(zhuǎn)移棒包括引線(xiàn)、連接頭、金屬棒和金屬鉤4部分，該款轉(zhuǎn)移棒具有較強(qiáng)的普遍適用性。文獻(xiàn)[7]則在此基礎(chǔ)上增設(shè)了多根引線(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)有效分流。上述2款轉(zhuǎn)移棒金屬鉤頭的設(shè)計(jì)有助于工作人員迅速進(jìn)入等電位，但卻使得等電位人員在退出等電位時(shí)必須適當(dāng)前傾，將電位轉(zhuǎn)移棒沿導(dǎo)線(xiàn)方向前進(jìn)一定的行程才能取下，這相當(dāng)于在較短時(shí)間內(nèi)縮短了電位轉(zhuǎn)移時(shí)人體與帶電體間的距離，減小了瞬間組合間隙，存在一定的安全隱患。為解決這一問(wèn)題，文獻(xiàn)[8]改變了鉤頭的設(shè)計(jì)，改用“Ω”接頭，但這種電位轉(zhuǎn)移棒只適用于固定型號(hào)的導(dǎo)線(xiàn)。

在上述背景下，在明確等電位轉(zhuǎn)移棒技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，確定理想的等電位轉(zhuǎn)移棒的設(shè)計(jì)方案，最后通過(guò)成品的電氣試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)模擬操作試驗(yàn)論證了該方案的可行性和有效性。

1 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線(xiàn)路部分）》及《1000kV交流輸電線(xiàn)路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》的相關(guān)要求，等電位轉(zhuǎn)移棒的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足以下要求：

（1）在特高壓交流輸電線(xiàn)路上進(jìn)行帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移時(shí)，電位轉(zhuǎn)移長(zhǎng)度為0.4 m。

（2）等電位作業(yè)轉(zhuǎn)移電位時(shí)，人體裸露部分與帶電體的最小距離為0.5 m。

（3）進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移時(shí)，電位轉(zhuǎn)移棒應(yīng)與屏蔽服形成可靠的電氣連接，且不得影響等電位作業(yè)人員動(dòng)作的平穩(wěn)、準(zhǔn)確、快速進(jìn)行。

基于以上準(zhǔn)則，同時(shí)考慮到等電位轉(zhuǎn)移棒的便攜性，設(shè)計(jì)了3種等電位轉(zhuǎn)移棒方案。

1.1 改進(jìn)“Ω”型等電位轉(zhuǎn)移棒

為保障電位轉(zhuǎn)移時(shí)人體面部與帶電體有足夠的安全距離，在文獻(xiàn)[8]相關(guān)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將轉(zhuǎn)移棒末端兩側(cè)開(kāi)口與圓環(huán)連接處的平滑設(shè)計(jì)更改為尖角型設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)了2個(gè)“外角”（如圖1所示），以保證轉(zhuǎn)移棒能夠更牢固地卡住帶電體，即使帶電體型號(hào)略大于轉(zhuǎn)移棒圓環(huán)時(shí)，也不至于很容易滑脫。

圖1 改進(jìn)“Ω”型等電位轉(zhuǎn)移棒

該款電位轉(zhuǎn)移棒操作方便，便于等電位工作人員迅速進(jìn)出電位，且進(jìn)出電位時(shí)能充分利用轉(zhuǎn)移棒的長(zhǎng)度，保障作業(yè)人員安全。但該設(shè)計(jì)通用性還不夠理想，對(duì)于直徑過(guò)大或過(guò)小的帶電體，仍無(wú)法保證電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中轉(zhuǎn)移棒與帶電體的有效連接。因此，必須針對(duì)不同的作業(yè)環(huán)境，設(shè)計(jì)制造適合不同帶電體直徑區(qū)段的系列產(chǎn)品。

1.2 “鴨嘴”型等電位轉(zhuǎn)移棒

考慮到轉(zhuǎn)移棒的切入范圍及其通用性，借鑒接地線(xiàn)夾頭，該方案的金屬接頭采用2塊楔形金屬頭的“鴨嘴”型設(shè)計(jì)，并通過(guò)彈簧閉鎖裝置連接（如圖2所示）。轉(zhuǎn)移電位前，將“鴨嘴”打開(kāi)，進(jìn)入電場(chǎng)后當(dāng)帶電體觸碰彈簧銷(xiāo)子時(shí)，“鴨嘴”閉合，夾住帶電體，實(shí)現(xiàn)電位轉(zhuǎn)移。

圖2 “鴨嘴”型等電位轉(zhuǎn)移棒

“鴨嘴”型電位轉(zhuǎn)移棒的閉鎖裝置及楔形金屬面板能夠保證其可靠安裝于帶電體上，且適用各種型號(hào)的導(dǎo)線(xiàn)，操作方便。但該設(shè)計(jì)要求等電位工作人員在出電位時(shí)盡可能保證轉(zhuǎn)移棒與帶電體垂直，需較大的力度才能拔出轉(zhuǎn)移棒，由此會(huì)影響等電位工作人員動(dòng)作的平穩(wěn)性?？梢?jiàn)，該款電位轉(zhuǎn)移棒對(duì)操作人員的技能要求較高。

1.3 “蝴蝶”型等電位轉(zhuǎn)移棒

為使電位轉(zhuǎn)移棒的操作更便捷、安全，設(shè)計(jì)采用2個(gè)金屬?gòu)椘鳛檗D(zhuǎn)移棒的金屬接頭。金屬?gòu)椘┒藦澢苫⌒螐濄^，兩點(diǎn)接觸使第一弧形彎鉤封閉；利用第一和第二金屬?gòu)椘南嗷ヅ浜?，在接觸點(diǎn)形成2個(gè)凹處，加大了帶電體切入范圍，便于帶電體的進(jìn)出（如圖3所示）。

“蝴蝶”型轉(zhuǎn)移棒利用2個(gè)末端彎曲成弧形彎鉤彈片的相互配合，保證了進(jìn)出電場(chǎng)的成功率；金屬?gòu)椘纬傻膬?nèi)凹處，保證了安裝之后不會(huì)從缺口處脫落。該設(shè)計(jì)保證了等電位工作人員進(jìn)出等電位操作迅速、平穩(wěn)，且適用于各類(lèi)型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)，通用性高。

圖3“蝴蝶”型等電位轉(zhuǎn)移棒

2 方案選擇及樣品制作

2.1 方案比較

綜合分析3種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)（如表1所示），可以發(fā)現(xiàn)：改進(jìn)“Ω”型和“鴨嘴”型設(shè)計(jì)均存在一定的不足，而“蝴蝶”型方案綜合了前2種方案的優(yōu)點(diǎn)，符合等電位轉(zhuǎn)移棒的技術(shù)要求。因此，最終采用“蝴蝶”型電位轉(zhuǎn)移棒設(shè)計(jì)方案，并完成了設(shè)計(jì)圖紙的繪制。

表1 等電位轉(zhuǎn)移棒設(shè)計(jì)方案對(duì)比

2.2 樣品制作

在完成設(shè)計(jì)圖紙的繪制后，還需選擇合適的材料進(jìn)行加工，尤其是等電位轉(zhuǎn)移棒金屬頭的材料選擇。經(jīng)過(guò)理論分析和市場(chǎng)調(diào)研，最終選定3種合金作為候選金屬頭材料（如表2所示）。考慮到特高壓線(xiàn)路的電場(chǎng)強(qiáng)度大，對(duì)直接接觸的金屬材料剛性及韌性要求較高，同時(shí)在等電位轉(zhuǎn)移過(guò)程中，需盡可能減小電弧強(qiáng)度，因此，以材料導(dǎo)電性作為最重要指標(biāo)，兼顧金屬韌性，綜合考量后，選擇銅合金薄板制作金屬頭部分；選擇絕緣性能及耐高溫性能較好的環(huán)氧樹(shù)脂和無(wú)堿玻璃纖維制作絕緣操作桿部分；選擇截面積不小于16mm2的多股軟銅線(xiàn)制作引流線(xiàn)。制作所得樣品如圖4所示。

表2 等電位轉(zhuǎn)移棒金屬頭材料選擇

圖4 “蝴蝶”型電位轉(zhuǎn)移棒樣品

3 樣品測(cè)試

為保證樣品符合等電位工作要求，需要對(duì)樣品進(jìn)行電氣試驗(yàn)。經(jīng)杭州電力安全工器具檢測(cè)中心檢測(cè)，樣品電氣參數(shù)符合要求（如表3所示）。另外，以途徑杭州的2條1000kV特高壓輸電線(xiàn)路為等電位作業(yè)場(chǎng)景，模擬了“蝴蝶”型等電位轉(zhuǎn)移棒在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)的表現(xiàn)，取得令人滿(mǎn)意的效果（結(jié)果如表4所示）。

表3 安全工器具檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告

表4 特高壓等電位作業(yè)模擬試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果表明，文中介紹的“蝴蝶”型等電位轉(zhuǎn)移棒達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，其使用過(guò)程滿(mǎn)足操作規(guī)程要求，操作平穩(wěn)、快速、便捷，確保了一次電位轉(zhuǎn)移的成功率，有效保障了帶電作業(yè)時(shí)等電位人員的安全。

4 結(jié)語(yǔ)

在分析現(xiàn)有等電位轉(zhuǎn)移棒不足之處的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)帶電作業(yè)技術(shù)要求，給出了3種設(shè)計(jì)方案。通過(guò)分析、比較，最終設(shè)計(jì)制作了一款“蝴蝶”型等電位轉(zhuǎn)移棒，并通過(guò)實(shí)物樣品測(cè)試，證明了該設(shè)計(jì)的可行性和有效性。

由于國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司特高壓帶電作業(yè)尚未完全普及，此款“蝴蝶”型等電位轉(zhuǎn)移棒還有待實(shí)踐檢驗(yàn)。隨著未來(lái)安蘭Ⅰ線(xiàn)和安蘭Ⅱ線(xiàn)的投入運(yùn)行，相關(guān)帶電作業(yè)經(jīng)驗(yàn)會(huì)逐步積累，在實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，等電位轉(zhuǎn)移棒將得到進(jìn)一步的完善。

[1]PARIS L.Future of UHV Transmission lines[J].IEEE Spectrum，1969，6（9）:44-51.

[2]NICHOLS D K，BOOKER J R，LARZELERE W.Testing and commissioning of modular UHV AC outdoor test system[J].IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems，1984，103（7）:1916-1922.

[3]舒印彪，胡毅.特高壓交流輸電線(xiàn)路的運(yùn)行維護(hù)與帶電作業(yè)[J].高電壓技術(shù)，2007，33（6）:1-4.

[4]胡毅，王力農(nóng)，劉凱，等.1000kV交流特高壓線(xiàn)路帶電作業(yè)安全防護(hù)研究[J].高電壓技術(shù)，2006，32（12）:74-77.

[5]胡毅，劉凱，彭勇，等.帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展與趨勢(shì)[J].高電壓技術(shù)，2014，40（7）:1921-1931.

[6]國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院.交流超/特高壓線(xiàn)路帶電作業(yè)電位轉(zhuǎn)移棒：中國(guó)，200720300439.1[P].2007-12-27.

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[9]Q/GDW1799.2-2013國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線(xiàn)路部分）[S].北京：中國(guó)電力出版社，2013.

[10]DL/T392-20151000kV交流輸電線(xiàn)路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)電力出版社，2015.

（本文編輯：方明霞）

東芝開(kāi)發(fā)新技術(shù)可減少電動(dòng)巴士無(wú)線(xiàn)充電時(shí)的電磁波

東芝2016年9月宣布，在純電動(dòng)（EV）巴士的快速無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)方面，開(kāi)發(fā)出了可減少會(huì)妨礙其他無(wú)線(xiàn)通信的無(wú)用電磁波的技術(shù)。該公司的純電動(dòng)巴士目前正在開(kāi)展公路試驗(yàn)，此項(xiàng)技術(shù)解決了阻礙電動(dòng)巴士實(shí)用化這一難課題。

東芝開(kāi)發(fā)的快速無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)使用85 kHz頻段進(jìn)行44 kW的電力傳輸。日本電波法規(guī)定，使用10 kHz以上的高頻波段時(shí)必須獲得相應(yīng)頻段利用設(shè)備許可，設(shè)備放射的電磁波強(qiáng)度必須低于允許值，不能對(duì)廣播電視及其他無(wú)線(xiàn)通信造成妨礙。但此前，東芝的快速無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)輸送44 kW時(shí)，放射的電磁波強(qiáng)度高出允許值10倍。

東芝開(kāi)發(fā)的新技術(shù)將44 kW快速無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)的供/受電板各分成了2個(gè)22 kW的系統(tǒng)。使2個(gè)系統(tǒng)逆相供電，放射的電磁波可以相互抵消，從而減少無(wú)用電磁波。分成2個(gè)系統(tǒng)時(shí)，如果電板之間發(fā)生干擾耦合，放射的電磁波強(qiáng)度和相位就會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，導(dǎo)致電磁波的抵消效果降低，為此，研發(fā)人員通過(guò)電磁場(chǎng)模擬器計(jì)算出了電板之間適合的相對(duì)角度，使無(wú)用耦合降為零。這樣，使10 m遠(yuǎn)處的電磁波強(qiáng)度減小到了原來(lái)的1/10，在保持44 kW供電量的情況下，也符合高頻波段利用設(shè)備的規(guī)定。

來(lái)源：日經(jīng)BP社

Development of a New Type Equal-Potential Transfer Rod for UHV AC Transmission Lines

ZHANG Yangyang，YANG Jun，YU Yanlong
（State Grid Hangzhou Power Supply Company，Hangzhou310009，China）

The live work on the ultra-high voltage（UHV）transmission lines is an important technical measure to ensure operation safety and stability of UHV power grid.Thus the development and perfection of equal-potential work tools are of significant importance.Given disadvantages of the existing equal-potential transfer rod，a new type equal-potential transfer rod is developed，which possesses high generality and is applicable to rapid pass into and out of the electric field.Requirements on the model design are firstly presented based on the relevant regulations and technical rules for live work；then，three scenarios for the transfer rod design are proposed.Through analysis and comparison，the scenario of butterfly-shaped equal-potential transfer rod is selected.Finally the sample is produced with appropriate materials and the test results are employed to illustrate the feasibility and effectiveness of the design scenario.

ultra-high voltage；transmission line；live work；equal-potential transfer rod

國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司群眾性創(chuàng)新項(xiàng)目（5211HZ135072）

TM755

：B

：1007-1881（2016）09-0025-04

2016-07-12

張陽(yáng)陽(yáng)（1988），男，技師，現(xiàn)從事輸電線(xiàn)路檢修工作。