李文亮，胡 哲，王 明，吕田浩，刘正云

（国网湖北送变电工程有限公司，湖北 武汉 430063）

0 引言

特高压直流输电线路具有输送距离远、容量大、损耗小、单位造价低、占地省等优势，可以将我国西北、西南等地区丰富的水电、风电、太阳能等清洁能源远距离输送至中、东部负荷中心，减少中、东部沿海地区碳排放［1-5］。目前我国已构建出以特高压为骨干网架，各级电网协调发展的坚强智能电网体系［6-9］。在碳达峰、碳中和的大背景下，特高压电网担当起我国“西电东送、北电南供、水火互济、风光互补”的能源运输主动脉［10-11］。在特高压线路运维检修工作中，特高压带电作业无疑是保证线路稳定运行的重要技术支撑和重要检修手段［12-14］。按照国家电网有限公司（以下简称“国网公司”）对于检修作业“能带不停”的原则，需持续推动发展新场景下带电作业技术。针对湖北境内河网、泥沼区域分布广泛，河网地区±800 kV直流输电线路消除缺陷、清除导地线上飘移物、安装智能监测装置等都需要进行带电作业。本文旨在研究河网地区±800 kV直流输电线路带电作业现场的应用，提出一种解决河网地区±800 kV输电线路带电作业的思路方法。

1 河网地区±800 kV 直流输电线路带电作业现状分析

1.1 河网地区地形、地貌分析

1）道路通行条件差：受河网地区河流地理分割及桥梁的制约，道路一般难以到达塔位，交通较为不便。另外河网地区地质差、基础土承载力低。

2）季节性气候影响明显：河网地区受季节性气候影响在汛期水位变化明显，同一基杆塔在不同时段可能呈现出旱地、泥沼、河塘等多种地质地貌［15］。

1.2 湖北省内特高压在建、在运情况

当下湖北境内国网湖北省电力有限公司在运特高压线路4 条，其中运维有1 000 kV 交流线路（南荆线）1条，长度180.289 km。±800 kV 直流线路4 条，分别为±800 kV 复奉线、±800 kV 锦苏线、±800 kV 祁韶线、±800 kV陕武线，湖北境内长度1 329.144 km。十四五期间，湖北省境内拟新增±800 kV 直流线路3 条，新增公里数2 273.2 km。十四五落地期间，湖北境内±800 kV特高压直流线路公里数将成倍增长［16-19］。

1.3 ±800 kV直流输电线路检修概况

目前针对河网地区特高压输电线路如图1 所示，开展更换破损绝缘子、修补导、地线缺陷、处理导、地线异物、消除金具缺陷和安装附属设施装置等常规检修项目主要集中在年度停电检修时段开展。受制于特高压输电线路年度停电检修时间短（约10 d左右），且检修窗口期集中在每年3月、4月，根据线路运维特点，夏季鸟害、雷害，秋季山火、冬季导地线舞动等季节特性，线路设备受损情况时有发生，线路检修空白期，设备带“病”运行安全风险隐患高。

图1 河网地区±800 kV直流线路现状Fig.1 Current situation of ± 800 kV DC line in river net area

综上所述，开展河网地区±800 kV 直流输电线路带电作业是一种必然趋势。特高压带电作业作为一种输电线路检修的高效手段能及时消除特高压输电线路的隐患缺陷，保障线路稳定运行，提升特高压线路经济价值性［20-21］。

2 河网地区±800 kV 直流输电线路带电作业问题分析

2.1 人员、工器具无法进场问题

±800 kV 直流输电线路传输距离远，线路横跨平原、丘陵、山地、河网等多种地形［22-23］。河网地区河流，湖泊、鱼塘较多。相比其它地形下带电作业，河网地区车辆通行困难、作业难度大，对±800 kV直流输电线路带电作业提出了更高的要求。遭到河网地区地形、地貌特点，带电作业因河网地区地理条件制约，道路一般很难到达塔位。同时河网地区地质差，水位深，杆塔基础周围相对狭小，是造成带电作业人员、工器具无法进场的直接原因。

输电线路带电作业涉及高处作业，需要地面电工与塔上电工密切配合，才能完成。带电作业现场需要相对平整坚实的场地，用于摆放及传递带电作业工器具和作业所需的材料，作业场地受限是造成带电作业无法开展的根本原因。由于湖北省湖泊、河流、洪区较多的特点，许多杆塔长期处于湖泊、河流中间。针对当下情况，在开展±800 kV直流输电线路带电作业时，由于河网地区地形、地貌的制约，作业人员无法抵达杆塔，无法在杆塔基础周围正常开展带电作业的问题日趋凸显。

2.2 绝缘工器具防潮问题

根据我国现行标准《DL/T 1242-2013 ±800 kV 直流线路带电作业技术规范》对带电作业绝缘工器具有如下要求：

作业人员在碰触、使用绝缘工器具时，应戴清洁、干燥的手套，在绝缘工器具使用过程中应避免工器具脏污、受潮。绝缘绳不得落入水中，不得在地面拖放，严禁与杆塔摩擦。受潮的绝缘工器具禁止在带电作业工作中使用。绝缘工器具发生受潮、脏污、表面损伤、变形时应经过检修、试验合格后才能使用。对不合格的绝缘工器具应及时处理或报废，不得与合格的绝缘工器具混放、混用。带电作业过程中应全面采用防雨、防潮带电作业工器具。

河网地区开展±800 kV 直流输电线路带电作业，绝缘工器具是否满足现场防潮要求，是带电作业能否安全开展的关键因素，受到河网地区特殊地形（临湖近水）的影响。在整个作业流程中诸多环节都存在工器具受潮风险：1）绝缘工器具从带电作业车转运至作业点塔基时存在受潮风险；2）绝缘工器具摆放至作业点位时存在受潮风险；3）作业人员在使用绝缘工器具过程中，尤其是使用绝缘传递绳上下传递材料、工器具时，存在绝缘绳索落水受潮的风险。受潮的绝缘工器具在带电作业现场存在极大的安全隐患。

2.3 人员进出等电位安全问题

以±800 kV 直流输电线路直线塔为例，目前进出等电位的常规方式主要有吊篮法、软梯法两种。吊篮法主要是采用吊篮、2-2绝缘滑轮组、轨迹绳等绝缘工器具，将作业人员从横担塔身侧沿半圆弧轨迹转移至等电位的操作方法。软梯法主要是在杆塔横担侧悬挂绝缘软梯，作业人员从地面沿软梯向上攀登进入等电位的操作方法［24-27］。

而在河网地区，杆塔长期处于湖泊、河流中间，上述两种作业方法均需要地面人员配合才能完成，受场地所限，缺陷杆塔如若在河网地区则无法顺利开展带电消缺工作。通过调查了解，目前国内无河网地区开展±800 kV直流输电线路进出等电位的先例。需要对河网地区±800 kV直流输电线路进出等电位操作工艺进行论证分析。

3 河网地区±800 kV 直流输电线路带电作业方法的研究

3.1 人员、工器具进场

针对河网地区，杆塔基础四周临水环境，研究一种适合河网地区±800 kV直流输电线路带电作业使用的移动式、可快速拼接组合的操作平台，如图2所示。

图2 移动式操作平台效果图Fig.2 Rendering of mobile operating platform

3.1.1 组合式浮筒功能参数

浮筒采用含有高分子量高密度合成材料HMWHDPE（高分子聚乙烯）生产的新型环保材料，还添加抗紫外线物质，富有足够的韧性、硬度、能经受自然环境变化和低温侵袭，重量轻、浮力大，具有较高承载力，筒体平稳、耐久，每平方米的浮力可达350 kg以上，且具有良好的抗侯性及抗冲击破坏性，能在-60 ℃～＋80 ℃的温度下正常工作。根据浮筒的机构设计，考虑到浮筒的设计结构、支撑结构，如最大流速情况时水位变化和浮筒结构的运动情况，保证浮筒的稳定性，考虑人员的安全性，条件允许的情况下应在两边设置扶手，浮筒结构如图3所示。

图3 浮筒结构图Fig.3 Structural drawing of pontoon

组合式浮筒性能参数：长*宽*高（500 mm*500 mm*400 mm），每平方米由4 个浮筒组成，组合式浮筒7±0.3 kg/个，承受能力为350 kg/m2，采用高密度聚乙烯材质。

3.1.2 移动式操作平台受力分析

以±800 kV锦苏线2590号带电更换直线塔整串合成绝缘子为例：现场作业所需工器具、材料有液压丝杠、绝缘拉棒、提线六勾卡、绝缘绞磨、待更换的新合成绝缘子以及其它辅助工器具等，经计算其总重量约300 kg。现场作业所需人员数量为：工作负责人1 人，安全监护1人，塔上作业人员4人，高空监护1人，地面电工8 人，现场作业人员及所携带的个人安全防护工具按100 kg/每人计算，人员总荷重可达15×100 kg=1 500 kg。通过作业人员与作业工器具承重计算所得，平台需承重1 800 kg荷重才能满足作业要求。按1 m2浮筒浮力350 kg/m2的规格，6 m2浮筒浮力可达350 kg×6=2 100 kg，满足带电作业浮力需求。根据作业项目的不同，更换直线塔整串合成绝缘子属于大型带电检修作业，常规的大型带电检修作业，满足现场实际需要的操作平台远远大于6 m2（24块浮筒拼接），操作平台的承载力分析可以满足±800 kV直流输电线路带电作业现场应用场景。

3.1.3 移动式操作平台搭建的研究

河网地区是指，河流、泥沼、湖泊、鱼塘、水田等临水地形的统称，按照移动式操作平台的固定方法，将河网地区分为静止水域和流动水域两大类。静止水域指的是鱼塘、水田等无水体流动的地形。流动水域是指河流、湖泊等存在水体流动的地形。下面分别就两大类地形分析移动式操作平台搭建的方法。

静止水域：1）将4 个浮筒，4 个为一组拼接到一起，组成一个1 m2的最小平台单元；2）将平台单元在岸边组合成两块区域，浮桥区域和操作平台区域；3）将浮桥区域搭接到岸边，另一头与基础塔脚使用绳索固定；4）人员沿浮桥抵达基础，将操作平台区域铺放至水面，同时将操作平台与浮桥拼接；5）人员将操作平台4个角使用绳索分别与基础4个塔脚固定。搭建示意图如图4所示。

图4 移动式操作平台搭建示意图Fig.4 Schematic diagram of mobile operating platform

流动水域：1）-5）同上；6）在河岸侧打2 根桩锚，将操作平台岸侧两个角用绳索与桩锚固定，并收紧绳索。桩锚的数量已现场实际为主，确保操作平台不因水流产生晃动，影响正常作业。

3.2 绝缘工器具防潮

3.2.1 防潮绝缘帆布

在河网地区输电线路带电作业过程中，带电作业工器具实用过程中应始终保持干燥绝缘，水上作业应做好绝缘杆和绝缘绳的防潮工作，不能与水接触，防潮绝缘帆布铺设在移动式操作平台上，如图5所示，可有效隔离水面水汽与绝缘工器具的接触，防止带电作业工器具受潮而影响到带电作业人员的人身安全，目前国内市场上多为普通绝缘帆布，无防潮性，选用合适的防潮材料，通过防潮试验，确保作业的实施。

图5 河网平台及防潮绝缘布布置Fig.5 Layout of river net platform and moisture-proof insulating cloth

选用一种带电作业用防潮化纤绝缘帆布的生产工艺，其特征在于：将化学纤维，如锦纶、涤纶纤维，经并丝、加捻制成布，作染色处理，染成蓝色后沥干。防水处理采用疏油拒水剂，进行配比，加冰醋酸调节PH，控制温度和时间，通过再次沥干烘干后整理定型，制成防潮绝缘帆布。

3.2.2 防潮工器具包

功能要求：1）密封结构：采用厚实的防潮面料，通过特殊结构的防水拉链缝制，形成密封性良好的储存空间；2）抽气结构：为使储存绝缘工具不受潮或对受潮工具进行处理，采用抽真空气阀，配合专用的电动泵进行抽气或充气。防潮工具包如图6所示。

图6 防潮工具包Fig.6 Moisture-proof kit

结构特性：1）拉链应在安全次数内使用；操作人员应经常性检查球体是否完好，发现问题应及时修复后方可继续使用；2）使用过程中要避免尖硬物体刺破产品（刀、剪、钥匙）；3）防潮工具包配备修补专用胶水和备品材料，当有10 cm 以下破损时，可自行修补；4）充气方法：使用电动泵对进气口处对其充气，夏季高温天气应注意充气不能过量，以免因充气过量而导致的爆裂损坏；5）使用及保养：拉链开闭应沿缝平行牵拉，避免沙子或其它异物嵌入，以免损坏拉链。此外，应经常性使用配备的拉链专用润滑剂、拉链用蜡或用肥皂涂抹拉链，可有效延长拉链使用寿命。防潮工具包如图7所示。

图7 防潮工具包Fig.7 Moisture-proof kit

3.2.3 绝缘工器具防潮措施及注意事项

在河网地区±800 kV 直流线路带电作业过程中，在使用防潮绝缘帆布、防潮绝缘工具包的过程中要注意以下几点：1）绝缘工器具在转运至移动式操作平台过程中，严格使用防潮工具包；2）在移动式操作平台上，绝缘工器具的使用区域不要超过铺设的防潮绝缘帆布范围；3）在作业阶段性结束后，绝缘工器具（如绝缘杆、绝缘绳等）要收至防潮工具包；4）在河网地区±800 kV 直流线路带电作业安全技术交底及开工前，要对全体工作班成员进行绝缘工器具防潮的安全注意事项宣贯。

3.3 进出等电位操作工艺的研究

3.3.1 组合间隙校核

根据我国现行标准《DL/T 1242-2013 ±800 kV 直流线路带电作业技术规范》，对河网地区±800 kV直流输电线路组合间隙在满足湿度小于80%的情况下，可按照常规校核方式来进行，校核方法通过无人机激光建模对杆塔进行1：1 还原，在塔窗结构模拟作业人员使用吊篮法进入等电位的作业轨迹，对组合间隙进行安全距离校核，组合间隙必须满足表1 安全距离要求［28-31］。

表1 等电位作业人员与带电体和接地体间的最小组合间隙Table 1 Minimum combined clearance between equipotential operators and electrified body and grounded body

3.3.2 现场勘查

河网地区，杆塔长期处于河、湖水域中，导致人员无法到达杆位，采用小型无人机进行现场勘查，查看现场作业保留的带电部位，和作业现场的条件、环境及其它危险点。核实缺陷相别、位置。使用激光测距枪测量杆塔塔基到河岸的距离，为后续计算浮桥搭建面积提供数据。

3.3.3 查阅技术资料

查阅图纸，收集缺陷所处杆塔塔型、呼高、绝缘子型号（如果是瓷绝缘子需要对每片绝缘子做分布电压测量）、绝缘子长度，缺陷侧档距，缺陷相杆塔横担宽度等数据。

3.3.4 水上带电作业操作平台面积计算

根据现场勘察数据计算浮桥搭设面积，浮桥面积S1=L×D，L为河岸到杆塔的距离，D为浮桥宽度，无特殊情况下取3 m。浮桥两边扶手高度为1.2 m。

根据不同作业项目和杆塔根开（铁塔的两个基础间的距离）距离，计算带电作业操作平台的面积S2。整个平台的面积S为浮桥面积S1 和操作平台面积S2之和。在确定总面积之后，因单个浮筒标称尺寸为：长*宽*高（500 mm*500 mm*400 mm）4个浮筒为1 m2，换算出整个作业所需的浮筒数量，计算示意图如图8所示。

图8 操作平台面积计算示意图Fig.8 Schematic diagram for area calculation of operation platform

式（1）、式（2）中S总为总面积；S1为浮桥面积；S2为操作平台面积；d为基础宽度；L1 为杆塔根开；L2 为作业实际使用长度。

3.3.5 进出等电位

采用吊篮法对直线塔进出等电位，吊篮法是输电线路带电作业等电位电工进出等电位的常用工法。作业中用到的工器具主要包括吊篮、2-2 滑车组、控制绳、传递绳、滑车、绳套等，以上工器具均应满足相应的绝缘要求。其具体操作过程为：

1）由地电位电工携带传递绳和滑车攀爬至杆塔横担合适的位置并安装妥当；

2）将吊篮、滑车组、控制绳使用传递绳传递至塔上；

3）地电位电工安装好吊篮、滑车组；

4）等电位电工穿好屏蔽服登塔至吊篮处，系好安全绳，坐入吊篮，地面人员通过滑轮组绳控制吊篮升降，便于等电位电工至目标导线合适位置，迅速通过电位转移棒与导线相连，进入等电位。

3.3.6 安全注意事项

根据《Q/GWD 1799.2-2013 国家电网公司电力安全工作规程线路部分》相关要求及现场实际情况对河网地区±800 kV 直流线路带电作业现场提出如下要求：

1）带电作业应在良好的天气下进行，如遇雷电、雪、雹、雨、雾等，禁止进行带电作业。风力大于5 级，或湿度大于80%时，不宜进行带电作业。作业过程中，工作负责人及专责监护人要时刻监视天气变化，突遇下雨、大风、雷电等危机作业安全的情况时，工作负责人必须立即制止现场作业，及时恢复变更设备，若情况紧急应优先等电位人员退出等电位，塔上人员使用防高坠安全措施下塔；

2）登塔时动作平稳，使用双勾或其它防高坠落措施登塔，高空作业应使用绝缘安全带，安全带应挂在结实牢固的构件，并应采用高挂低用的方式；

3）带电作业必须设专人监护，监护人不得参与作业，监护人只能监护一个作业点；

4）在带电作业过程中如设备突然停电，作业人员应视设备仍然带电；

5）现场所有工器具均应试验合格，不合格的和超出试验周期的工具严禁使用；

6）作业人员在碰触、使用绝缘工器具时，应戴清洁、干燥的手套，在绝缘工器具使用过程中应避免工器具脏污、受潮。绝缘工器具发生受潮、脏污、表面损伤、变形时应经过检修、试验合格后才能使用；

7）作业中人、工具注意保持大于6.8 m 安全距离和6.6 m 的组合间隙，绝缘吊杆、绝缘绳的有效绝缘长度不得小于6.8 m；

8）等电位电工应穿全套，链接良好的屏蔽服，屏蔽服需经检测合格才能使用。等电位电工转移电位时，人体裸露部分与带电体的距离大于0.4 m；

9）高空作业人员防止落物伤人，使用的工器具、材料应使用绝缘绳上下传递，小工具使用细绳做保险。严禁地面人员在作业点坠落范围内通行、停留；

10）绝缘工具使用前应在绝缘工具库房按有关规定进行烘干、抽湿，保持其良好的绝缘性能。

4 效果评价

在河网地区±800 kV 直流输电线路带电作业过程中：1）移动式操作平台的搭建是作业成功的先决条件；2）移动式操作平台搭建过程中，仍需要借助下水衣、渔船等工具辅助搭建；3）浮筒的运输、移动式操作平台的搭建、拆除需要增加额外的人力、时间成本；4）防潮绝缘帆布和防潮工器具包可纳入带电作业工器具库，作为河网地区带电作业常规工器具选项；5）作业人员进出等电位工艺方面，在移动式操作平台搭建完成前提下，与常规带电作业进出等电位方式无异；6）在带电作业检修方案编制过程中，要充分考虑河网地区地形、地貌特点，重点做好绝缘工器具防潮的安全措施，作业效果如图9所示。

图9 河网地区带电作业Fig.9 Live working in river net area

5 结语

本文重点对河网地区带电作业现状分析、问题分析、解决问题3个方面进行阐述。对河网地区人员、工器具不能进场、绝缘工器具防潮和人员进出等电位工法进行分析研究，探索出1套河网地区±800 kV直流输电线路带电作业的经验方法，并得出以下结论。

1）河网地区±800 kV 直流输电线路杆塔人员、工器具无法进场可以使用快速组合的浮动式移动平台，根据作业需要拼接不同面积大小的平台供作业人员使用和工器具摆放。同时平台四周设置安全围栏保障作业人员移动操作过程中避免意外落水。平台在塔基和（河）岸侧设置锚固装置，保证平台的稳定性。

2）河网地区±800 kV直流输电线路带电作业绝缘工具防潮问题，采用具备防潮性能的绝缘布，铺设在移动式操作平台上，垫布四周高出400 mm～500 mm，防止水浪从浮箱中间溅出。采用防潮密封包用于绝缘绳、绝缘杆的储存、搬运、吊装传递，保证绝缘工具在密封良好的状态下到达作业点。同时密封防潮包还能抽取潮气，用于临时处理受潮绝缘工具的功能。

3）针对河网地区±800 kV直流输电线路带电作业人员进出等电位的研究。带电作业组合间隙校核能够满足作业要求，保障进出等电位时作业人员的人身安全。同时提出一套河网地区带电作业的流程：组合间隙校核—现场勘察—查阅技术资料—搭建水上作业操作平台—作业实施。

十四五期间，湖北境内拟新增±800 kV 白江线、±800 kV白浙线等3条特高压直流线路，新增公里数达2 273.2 cm，特高压带电作业的前景无疑非常广阔，研究探索不同环境、不同条件下特高压带电作业新方法、新技术，对推动特高压带电作业具有十分深刻的意义。