石 毅，王国满，朱传刚，葛 雄，吴玮华

（1.国网湖北省电力有限公司检修公司荆门运维分部，湖北 荆门448000；2.三峡大学 电气与新能源学院，湖北 宜昌443002）

0 引 言

750 kV紧凑型同塔双回输电线路解决了输电线路走廊日趋紧张与输电容量日益增长之间的矛盾，提升了单位走廊输电容量。750 kV紧凑型同塔双回“T”型塔和线路的排列结构被广泛应用于实际。但由于750 kV紧凑型的线路排列方式以及其塔型尺寸紧凑，导致作业人员进入等电位具有较大的局限性，带电作业危险性高［1－3］。

目前，针对750 kV紧凑型同塔双回输电线路的带电作业，国内外主要的研究内容集中在其带电作业的关键技术方面，计算其带电作业的安全距离，并进行了1：1模拟真型塔窗实验，得到其带电作业的最小安全距离和组合间隙［4－6］。针对等电位作业人员人体表面场强方面，研究对象主要为800 kV及以上的特高压线路，对作业人员几个典型的工作位置进行仿真计算，进入等电位的方式不同，人体表面场强的分布具有不同特征［7－9］。

综上所述，国内外针对750 kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业进入等电位方法的研究很少，现有的研究结论和方法可以作为参考。本文针对750 kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业，对其等电位作业人员的进入等电位方式进行研究，并选择典型的位置进行人体表面场强仿真计算。

1 750 kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业进入等电位方法

750 kV常规输电线路带电作业进入等电位通常采用吊篮法和攀爬软梯法，本文结合常规输电线路进入等电位的方法，计算作业人员在紧凑型同塔双回输电线路进入等电位路径中的组合间隙，比较进入等电位路径中的几个典型作业位置的组合间隙，得到适合该线路的进入等电位路径。

750 kV紧凑型同塔双回“T”型塔示意图如图1所示。根据设计尺寸［9］，其窗口间隙尺寸分析如图2所示。

图1 750 kV紧凑型同塔双回“T”型塔示意图

1.1 选择进入等电位路径

根据750 kV紧凑型同塔双回输电线路三相导线的排列方式，上相导线上方横担处可以悬挂软梯和安装吊篮滑轮。然而，由于下相导线距离上方和侧边横担距离较远，因此采用吊篮法进入下相导线比较困难。

综上所述，等电位作业人员进入上相导线可采用吊篮法和攀爬软梯法，总结如表1。

图2 窗口间隙尺寸图

表1 进入等电位路径

等电位作业人员进入下相导线采用攀爬软梯法，如图3所示。

图3 攀爬软梯法进入下相导线

1.2 计算组合间隙

根据安全规程［10］和国内外的研究成果可知，在750 kV输电线路铁塔上的不同塔型和不同导线上作业的最小组合间隙为4.0～4.5 m。考虑到研究对象为紧凑塔型，本文决定在研究过程中，将计算结果与最小组合间隙为4.0m进行对比。

等电位作业人员进入上相导线和下相导线可行的路径如图4所示，位置1、位置2、位置3、位置4分别为典型的工作位置。根据图2的塔窗窗口间隙尺寸及图4可知，下相导线距离侧面塔身的距离为9 m，攀爬软梯法进入下相导线，等电位作业人员的组合间隙远大于最小组合间隙的要求。因此，本文仅对等电位作业人员进入上相导线的方法进行研究。

左侧进入上相导线的组合间隙为Sc1，Sc1＝S1＋S2或Sc1＝S1＋S3，组合间隙Sc1取计算的较小值。右侧进入上相导线的组合间隙为Sc2，Sc1＝S1＋S2。攀爬软梯法进入上相导线的组合间隙为Sc3，Sc3＝S1＋S2或Sc3＝S1＋S3，组合间隙Sc3取计算的较小值。

图4 进入上相导线路径示意图

几个典型工作位置的组合间隙计算结果如表2。

表2 典型工位的组合间隙 单位：mm

综合表2结果，由于右侧进入上相导线过程中，等电位作业人员距离右侧塔体的距离太近，导致在位置3组合间隙不符合最小组合间隙要求。比较左侧吊篮进入法和攀爬软梯法，攀爬软梯法进入等电位，作业人员组合间隙较大，因此进入上相导线采取攀爬软梯的方法。

虽然攀爬软梯法进入上相导线的组合间隙满足要求，但是由于导线电压较高，作业人员在进入过程中的人体周围场强大小分布未知，因此需要针对攀爬软梯法进入上相导线进行仿真计算。由于位置4的组合间隙最小，因此仅需要对等电位作业人员在位置4时候的人体周围场强分布进行计算。

2 750 kV紧凑型同塔双回输电线路人体表面场强分布计算

2.1 有限元基本理论

在三维电场求解器中，以标量电位Φ作为待求量，并配以正确的边界条件作为定解条件。三维电场满足的方程为［12］

式中，Φ（x，y，z）为三维电场的标量电位；εr（x，y，z）为三个方向矢量上的相对介电常数；ε0为真空的介电常数；ρv（x，y，z）为体电位密度。

在Maxwell 3D的电场模块中求解的是三维标量电位Φ，一旦标量电位值求解得到，可以由麦克斯韦方程组直接得到电场强度E和电位移矢量D，这两个基本场量值可以由下式计算得到。

此外，电流密度J也可由三维标量电位Φ计算得到：

在三维电场中的激励源和边界条件与二维电场一致。

2.2 人体周围场强仿真计算

根据其“T”型塔和人体的实际尺寸建立三维立体模型，仿真模拟等电位作业人员在位置4的实际工况，导入到Ansoft软件进行静电场仿真计算，仿真计算结果如图5所示。

图5 人体周围电场强度分布

根据表3中的结论可知手尖距离导线的距离较近，电场强度最高。作业人员穿60 dB的屏蔽服，服内场强不超过3 kV／m，能满足带电作业的要求。

表3 位置4人体各个部位体表场强大小分布单位：kV／m

3 结 论

（1）建议等电位作业人员采用攀爬软梯法进入750 kV紧凑型同塔双回输电线路上相导线。

（2）攀爬过程中不要将手向外伸出，避免人体表面产生过大场强。