專利名稱：一種變電站管母相間帶電作業(yè)最低放電位置的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸變電帶電檢修作業(yè)，具體涉及一種變電站管母相間帶電作業(yè)最低放電位置的確定方法。
背景技術(shù)：
由于變電設(shè)備停電較難、倒閘操作等受到各種限制，經(jīng)常需要進(jìn)行帶電檢修、更換作業(yè)。為保證在變電站管母間進(jìn)行帶電作業(yè)工作的安全開展，需使各種帶電作業(yè)安全距離均滿足規(guī)定的要求。根據(jù)管母間帶電作業(yè)的特點(diǎn)，該帶電作業(yè)安全距離包括不同極性下的相地最小安全距離、相間最小安全距離和相間最小組合間隙。但是，根據(jù)《llOkV典設(shè)》和《220kV典設(shè)》確定的IlOkV和220kV變電站硬管母間間隙距離，扣除帶電作業(yè)人員人體占位間隙O. 5m后，無法滿足《安規(guī)》規(guī)定的帶電作業(yè)安全 距離要求。因此，需要結(jié)合110kV、220kV變電站實(shí)際作業(yè)工況，通過真型試驗(yàn)研究，確定110kV、220kV變電站管母帶電檢修時(shí)最小作業(yè)安全間隙(包括相地最小安全距離、相間最小安全距離和相間最小組合間隙)。帶電作業(yè)等電位電工在進(jìn)出等電位的過程中，需要進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移，《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》(變電部分)和(線路部分)規(guī)定等電位作業(yè)人員轉(zhuǎn)移電位時(shí)，人體裸露部分與帶電體的距離不應(yīng)小于規(guī)定的值，35、63 (66) kV電壓等級(jí)帶電作業(yè)時(shí)，人體裸露部分與帶電體的距離為O. 2m ;110、220kV電壓等級(jí)帶電作業(yè)時(shí)，距離為O. 3m ;330、500kV電壓等級(jí)帶電作業(yè)時(shí)，距離為O. 4m；±500kV電壓等級(jí)帶電作業(yè)時(shí)，距離為O. 4m。750kV、IOOOkV應(yīng)使用電位轉(zhuǎn)移棒進(jìn)行電位轉(zhuǎn)移。DLT1060-2007《750kV交流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定750kV交流輸電線路等電位作業(yè)電位轉(zhuǎn)移時(shí)，作業(yè)人員距帶電體約為O. 4m，面部與帶電體距離不得小于O. 5m。DLT392-2010《IOOOkV交流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定電位轉(zhuǎn)移時(shí)，人體面部與帶電體距離不得小于O. 5m。上述電位轉(zhuǎn)移時(shí)的距離規(guī)定值主要是針對(duì)架空輸電線路帶電作業(yè)，由于變電站內(nèi)設(shè)備密集，其布置型式和設(shè)備結(jié)構(gòu)均不同于線路，變電站帶電檢修作業(yè)項(xiàng)目、作業(yè)方式、保持的安全距離都和線路有較大的不同。因此，變電站帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置亦不同于線路。目前，相關(guān)規(guī)程和技術(shù)導(dǎo)則對(duì)110kV、220kV變電站相間帶電作業(yè)的最低放電位置還未有明確規(guī)定。此外，現(xiàn)有安全距離的計(jì)算方法主要是針對(duì)相地安全距離的計(jì)算，對(duì)變電站管母相間帶電作業(yè)還未進(jìn)行過相關(guān)試驗(yàn)研究工作，對(duì)相間安全距離和相間組合間隙的確定還未有依據(jù)可參考。因此，有必要在前期帶電作業(yè)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)變電站管母相間帶電作業(yè)的特點(diǎn)，進(jìn)行變電站管母相間帶電作業(yè)的模擬真型試驗(yàn)研究，確定管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置，為今后變電站管母相間帶電作業(yè)的最小組合間隙的確定提供試驗(yàn)支撐和理論依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種變電站管母相間帶電作業(yè)最低放電位置的確定方法，針對(duì)110kV、220kV變電站管母相間帶電作業(yè)的實(shí)際作業(yè)工況，模擬真型試驗(yàn)布置，通過真型試驗(yàn)研究得到變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線，從而確定110kV、220kV變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種變電站管母相間帶電作業(yè)最低放電位置的確定方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟A、對(duì)變電站管母相間帶電作業(yè)進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)；B、確定所述變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線； C、確定變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。其中，所述步驟A在進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)時(shí)，所用的試驗(yàn)裝置包括負(fù)極性管母、正極性管母、兩個(gè)支柱絕緣子和模擬人模型；所述模擬人模型安裝在負(fù)極性管母和正極性管母之間；所述模擬人模型面向負(fù)極性管母，胸部與兩管母中軸線連線平齊；其中一個(gè)支柱絕緣子一端與負(fù)極性管母連接，另一端接地；另一個(gè)支柱絕緣子一端與正極性管母連接；另一端接地。其中，所述負(fù)極性管母和正極性管母的直徑均為IlOmm,總長度均為15m,中間平直段長均為13m ；所述負(fù)極性管母的兩端加工成弧形，且負(fù)極性管母兩端均安裝直徑O. 35m的均壓屏蔽環(huán)；所述正極性管母的兩端加工成弧形，且正極性管母兩端均安裝直徑O. 35m的均壓屏蔽環(huán)。其中，所述正極性管母指沿管母上傳播的操作過電壓為正極性；所述負(fù)極性管母指沿管母上傳播的操作過電壓為負(fù)極性。其中，所述步驟A在進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)時(shí)，所述正極性管母連接在正極性的沖擊電壓發(fā)生器上；負(fù)極性管母連接在負(fù)極性的沖擊電壓發(fā)生器上。其中，所述兩個(gè)支柱絕緣子離地高度為5m。其中，所述步驟A在進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)時(shí)，固定兩管母間距離Sc=L 75m不變，改變模擬人模型在兩管母間的位置，即取S2ZiS1分別為0m/l. 75m、O. 2m/1. 55m、0. 4m/1. 35m、0. 6m/1. 15m、I. 0m/0. 75m、I. 35m/0. 4m、I. 55m/0. 2m、I. 75m/0m,求取操作沖擊50%放電電壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差Z ；其中S2表示模擬人模型距負(fù)極性管母距離A表示模擬人模型距正極性管母距離。其中，所述步驟B中，根據(jù)相間操作沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)操作沖擊50%放電電壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差Z，確定所述變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線。所述標(biāo)準(zhǔn)偏差Z是帶電作業(yè)間隙50%放電電壓U50的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，取值為O. 06或試驗(yàn)值(本發(fā)明去試驗(yàn)值)。其中，所述步驟C中，所述變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙包括相地最小安全距離、相間最小安全距離和相間最小組合間隙；當(dāng)模擬人模型距負(fù)極性管母距離與兩管母相間距離Sc之比約為O. 11，即模擬人距離負(fù)極性管母約O. 2m處時(shí)，操作沖擊50%放電電壓最低，即為變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是I、本發(fā)明針對(duì)110kV、220kV變電站硬管母相間帶電作業(yè)的實(shí)際作業(yè)工況，模擬真型實(shí)際試驗(yàn)布置，通過真型試驗(yàn)研究確定了 110kV、220kV變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置，即當(dāng)模擬人距負(fù)極性管母距離與兩管母相間距離之比約為
0.11，具有最低放電位置。2、110kV、220kV變電站硬管母相間帶電作業(yè)的最低放電位置的確定，為變電站管 母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的確定提供試驗(yàn)支撐和理論依據(jù)，進(jìn)而確定變電站帶電作業(yè)的其他技術(shù)參數(shù)，并提出相應(yīng)的安全防護(hù)措施，保證帶電檢修作業(yè)安全開展。3、此外，本發(fā)明首次確定了 110kV、220kV變電站硬管母相間帶電作業(yè)的最低放電位置，在以后110kV、220kV變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的研究中，其最低放電位置可根據(jù)本專利的研究成果直接確定，避免重復(fù)進(jìn)行大量試驗(yàn)研究，節(jié)省人力物力，具有重要的理論價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。


圖I是本發(fā)明提供的最低放電位置確定方法的流程圖；圖2是本發(fā)明提供的最低放電位置試驗(yàn)裝置示意圖；圖3是本發(fā)明提供的最低放電位置操作沖擊放電特性曲線圖；圖4是本發(fā)明提供的加工的正負(fù)極性管母示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明的目的是提供一種變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置的確定方法，為變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的研究提供依據(jù)，保證帶電檢修作業(yè)安全開展。在前期帶電作業(yè)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)變電站管母間帶電作業(yè)的實(shí)際作業(yè)工況，模擬真型實(shí)際試驗(yàn)布置，通過真型試驗(yàn)研究確定相間帶電作業(yè)組合間隙的最低放電位置。對(duì)于某一組合間隙，人體在間隙某一位置處，該組合間隙具有最低的操作沖擊50%放電電壓。本試驗(yàn)改變模擬人在管母間不同位置，進(jìn)行相間操作沖擊放電試驗(yàn)，以確定最低放電位置。本發(fā)明提供的變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置的確定方法流程如圖I所示，包括下述步驟A、對(duì)變電站管母相間帶電作業(yè)進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)本發(fā)明進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)裝置示意圖如圖2所示，包括負(fù)極性管母、正極性管母、兩個(gè)支柱絕緣子和模擬人模型；模擬人模型安裝在負(fù)極性管母和正極性管母之間；所述模擬人模型面向負(fù)極性管母，胸部與兩管母中軸線連線平齊，膝蓋部與腳尖處于同一垂直線上；其中一個(gè)支柱絕緣子一端與負(fù)極性管母連接，另一端接地；另一個(gè)支柱絕緣子一端與正極性管母連接；另一端接地。在本發(fā)明中管母極性的不同指的是正極性管母指沿管母上傳播的操作過電壓為正極性的，負(fù)極性管母指沿管母上傳播的操作過電壓為負(fù)極性(在發(fā)明中分別將其簡記為正極性管母和負(fù)極性管母，試驗(yàn)中根據(jù)管母的極性施加相應(yīng)極性的操作沖擊)。試驗(yàn)用管母直徑均為110mm，總長度均為15m，中間平直段長均為13m。本發(fā)明提供的加工的正負(fù)極性管母示意圖如圖4所示，其中平直部分為管母的中間平直段。為防止管母兩端部放電，管母兩端部加工成弧形，且兩端加裝直徑O. 35m的均壓屏蔽環(huán)。試驗(yàn)中，正負(fù)極性管母通過支柱絕緣子架設(shè)，離地高度約為5m。進(jìn)行相間試驗(yàn)時(shí)，正極性管母連接在正極性的沖擊電壓發(fā)生器上；負(fù)極性管母則連接在負(fù)極性的沖擊電壓發(fā)生器上。
試驗(yàn)時(shí)，固定兩管母間距離Sc=L 75m不變，改變模擬人在兩管母間的位置，即取S2ZS1 分別為:0m/1. 75m、O. 2m/1. 55m、O. 4m/1. 35m、0. 6m/1. 15m、I. 0m/0. 75m、I. 35m/0. 4m、
I.55m/0. 2m、I. 75m/0m，進(jìn)行相間操作沖擊放電試驗(yàn)，求取其操作沖擊50%放電電壓和標(biāo)準(zhǔn)
偏差Zo其中S2表示模擬人模型距負(fù)極性管母距離A表示模擬人模型距正極性管母距離。B、確定所述變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線根據(jù)相間操作沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)操作沖擊50%放電電壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差Z，確定所述變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線。相間操作沖擊放電特性曲線如圖3所示。由圖3可知，當(dāng)模擬人距負(fù)極性管母與兩管母間距離的比值為O. 11 (s2=0. 2m)和O. 55 (s2=1.0m)處時(shí)，U50較低，存在放電的較低點(diǎn)。由于模擬人的存在，正負(fù)管母之間的單一空氣間隙(無模擬人時(shí))分為由空氣間隙s2和Si組成的組合間隙。當(dāng)模擬人距離負(fù)極性管母較近時(shí)(S2較小時(shí))，s2間隙的放電是流注放電機(jī)制，Si的放電是先導(dǎo)放電，組合間隙的放電由起主導(dǎo)作用的Si間隙決定；s2=0. 2m是間隙s2由流注轉(zhuǎn)化為先導(dǎo)的臨界點(diǎn)，存在一個(gè)放電較低點(diǎn)。隨著模擬人距離負(fù)極性管母距離的改變，間隙的放電機(jī)制發(fā)生改變，s2=l. Om也是放電機(jī)制改變的臨界點(diǎn)，此處亦存在放電的較低點(diǎn)。并且，模擬人距離負(fù)極性管母距離較小，模擬人對(duì)放電的影響較明顯，因此當(dāng)模擬人距負(fù)極性管母與兩管母間距離的比值為O. 11 (s2=0. 2m)位置處是放電的最低點(diǎn)。C、確定變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置由圖3可知，當(dāng)模擬人模型距負(fù)極性管母距離與兩管母相間距離Sc之比約為O. 11，即模擬人距離負(fù)極性管母約O. 2m處時(shí)，操作沖擊50%放電電壓最低，即為變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。本發(fā)明提供的變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置的確定方法，針對(duì)110kV、220kV變電站硬管母相間帶電作業(yè)的實(shí)際作業(yè)工況，通過真型試驗(yàn)研究確定了變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線，并確定了 110kV、220kV變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置，即當(dāng)模擬人距負(fù)極性管母距離與兩管母相間距離之比約為O. 11，具有最低放電位置，為變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的研究提供依據(jù)，保證帶電檢修作業(yè)安全開展。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種變電站管母相間帶電作業(yè)最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟A、對(duì)變電站管母相間帶電作業(yè)進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)；B、確定所述變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線；C、確定變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。
2.如權(quán)利要求I所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述步驟A在進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)時(shí)，所用的試驗(yàn)裝置包括負(fù)極性管母、正極性管母、兩個(gè)支柱絕緣子和模擬人模型；所述模擬人模型安裝在負(fù)極性管母和正極性管母之間；所述模擬人模型面向負(fù)極性管母，胸部與兩管母中軸線連線平齊；其中一個(gè)支柱絕緣子一端與負(fù)極性管母連接，另一端接地；另一個(gè)支柱絕緣子一端與正極性管母連接；另一端接地。
3.如權(quán)利要求2所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述負(fù)極性管母和正極性管母的直徑均為110mm，總長度均為15m，中間平直段長均為13m;所述負(fù)極性管母的兩端加工成弧形，且負(fù)極性管母兩端均安裝直徑O. 35m的均壓屏蔽環(huán)；所述正極性管母的兩端加工成弧形，且正極性管母兩端均安裝直徑O. 35m的均壓屏蔽環(huán)。
4.如權(quán)利要求3所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述正極性管母指沿管母上傳播的操作過電壓為正極性；所述負(fù)極性管母指沿管母上傳播的操作過電壓為負(fù)極性。
5.如權(quán)利要求3所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述步驟A在進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)時(shí)，所述正極性管母連接在正極性的沖擊電壓發(fā)生器上；負(fù)極性管母連接在負(fù)極性的沖擊電壓發(fā)生器上。
6.如權(quán)利要求2所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述兩個(gè)支柱絕緣子尚地聞度為5m。
7.如權(quán)利要求I所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述步驟A在進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)時(shí)，固定兩管母間距離Sc=L 75m不變，改變模擬人模型在兩管母間的位置，即取 S2ZS1 分別為0m/l. 75m、0. 2m/1. 55m、0. 4m/1. 35m、0. 6m/1. 15m、I. 0m/0. 75m、I.35m/0. 4m、I. 55m/0. 2m、I. 75m/0m，求取操作沖擊50%放電電壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差Z ；其中S2表示模擬人模型距負(fù)極性管母距離A表示模擬人模型距正極性管母距離。
8.如權(quán)利要求I所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述步驟B中，根據(jù)相間操作沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)操作沖擊50%放電電壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差Z，確定所述變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線。所述標(biāo)準(zhǔn)偏差Z是帶電作業(yè)間隙50%放電電壓U50的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，取值為O. 06或試驗(yàn)值。
9.如權(quán)利要求I所述的最低放電位置的確定方法，其特征在于，所述步驟C中，所述變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙包括相地最小安全距離、相間最小安全距離和相間最小組合間隙；當(dāng)模擬人模型距負(fù)極性管母距離與兩管母相間距離Sc之比約為O. 11，即模擬人距離負(fù)極性管母約O. 2m處時(shí)，操作沖擊50%放電電壓最低，即為變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變電站管母相間帶電作業(yè)最低放電位置的確定方法，包括下述步驟A、對(duì)變電站管母相間帶電作業(yè)進(jìn)行相間操作沖擊試驗(yàn)；B、確定所述變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線；C、確定變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。針對(duì)110kV、220kV變電站管母相間帶電作業(yè)的實(shí)際作業(yè)工況，模擬真型試驗(yàn)布置，通過真型試驗(yàn)研究得到變電站管母相間帶電作業(yè)的操作沖擊放電特性曲線，從而確定110kV、220kV變電站管母相間帶電作業(yè)最小組合間隙的最低放電位置。為變電站管母相間帶電作業(yè)的最小組合間隙的確定提供試驗(yàn)支撐和理論依據(jù)，保證帶電檢修作業(yè)安全開展。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102928747SQ20121039408
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者閔絢, 蔡煥青, 曾云飛, 邵瑰瑋, 陳怡 , 文志科, 胡霽, 付晶 申請(qǐng)人:中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司