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基于电弧模型的±800 kV直流输电线路带电作业电位转移电流分析

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科学技术与工程 2022年第16期22卷 6547-6552页

作者：黎鹏龙泉王申华段大刚吴田普子恒方春华三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 湖北省输电线路工程技术研究中心宜昌443002 国网浙江省电力公司武义供电公司金华321200 国网湖北省电力公司咸宁供电公司咸宁437100

等电位带电作业是确保输电线路安全稳定运行的重要技术手段,但电位转移过程中会出现高幅值高频率脉冲放电电流,给作业人员的安全造成了严重威胁。为此,提出了基于控制论电弧模型的输电线路等电位带电作业电位转移电流计算方法,分析了经... 详细信息

等电位带电作业是确保输电线路安全稳定运行的重要技术手段,但电位转移过程中会出现高幅值高频率脉冲放电电流,给作业人员的安全造成了严重威胁。为此,提出了基于控制论电弧模型的输电线路等电位带电作业电位转移电流计算方法,分析了经验系数和电弧电压梯度等参数对电位转移电流的影响;以吊篮法和软梯法两种进入等电位作业方式为研究对象,得到了电位转移电流峰值和转移电荷量等随转移距离的变化规律。结果表明:转移电流波形均呈衰减振荡,转移电流峰值及转移电荷量与转移距离成正比;相同转移距离条件下,采用吊篮法获得的转移电流峰值更小。

关键词： ±800 kV 带电作业电位转移电弧模型电位转移电流

500kV同塔双回带电作业机器人电位转移分析及电磁防护设计

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500kV同塔双回带电作业机器人电位转移分析及电磁防护设计

作者：龙东川长沙理工大学

学位级别：硕士

500kV同塔双回输电线路作为我国电网骨干网络,保障其安全稳定运行是电网供电可靠性的前提,而带电作业机器人是实现带电作业检修运维的有力手段。目前的自主上下线带电作业机器人需在合适安全距离进行等电位,而电位转移过程产生的转移电... 详细信息

500kV同塔双回输电线路作为我国电网骨干网络,保障其安全稳定运行是电网供电可靠性的前提,而带电作业机器人是实现带电作业检修运维的有力手段。目前的自主上下线带电作业机器人需在合适安全距离进行等电位,而电位转移过程产生的转移电流将损坏等电位臂,并且该大电流高频脉冲会与机箱发生耦合谐振,增大机箱内部电磁能量,其次机器人正常运行受500kV输电线路大磁场、大电场影响较大。因此亟需对电位转移过程进行分析,计算等电位安全距离,判定转移电流影响以及对机箱进行电磁防护设计。首先,论文对带电作业机器人的作业任务、整体机械结构进行了分析,包括行走机构、电位转移机构、带电作业机构等,并对机器人上下线与等电位过程进行了探讨。然后,根据机器人上下线过程,建立各相电位转移前、转移时的等效电路模型,由各相平均击穿场强公式求得等电位的安全距离,在分析各参数与转移电流关系的基础上,控制参数以减小转移电流;通过仿真电位转移过程,得到转移电流波形,由此确定转移能量与材料受损特性的关系,并得到了电位转移过程的时间、速度及运动轨迹。其次,对机器人的电磁场环境进行分析,研究机器人控制机箱材料、厚度,孔缝尺寸、形状、间距等对机箱内部电场影响,以电场、磁场强度限值为判定条件,确定屏蔽体参数,通过仿真计算采取屏蔽措施后机箱的电磁屏蔽效能;对电位转移电流进行傅里叶分解,分析不同频率电磁场对屏蔽机箱屏蔽效能的影响,判定在发生孔缝-腔体耦合谐振时,机箱内部电磁场屏蔽效能是否满足要求。最后,研制了带电作业机器人样机,对机器人进行了耐压与等电位过程仿真实验,并对机箱进行了电磁兼容与耐压现场实验。仿真与现场实验表明:论文中计算的等电位安全距离能够保证机器人在发生电弧放电之前进行电位转移,电位转移的时间及速度可有效保护电位转移臂不受损;设计的机箱屏蔽体参数能够有效消除500kV输电线路的电磁影响。论文建立的电位转移模型为分析等电位安全距离和转移电流奠定了基础,孔缝-腔体耦合谐振为判定机箱发生谐振时能否仍满足屏蔽要求提供了依据,从而保证机器人实现安全稳定带电作业。

关键词：带电作业机器人等电位安全距离电位转移电磁分析防护设计

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带电作业中电位转移能量对人身安全的影响

高电压技术 2015年第10期41卷 3479-3483页

作者：蔡焕青邵瑰玮文志科吴向东中国电力科学研究院武汉430074 国网湖北省电力公司武汉430077

为了保护带电作业人员的安全,计算分析了≥750 k V交流电压等级线路和±660 k V、±800 k V直流线路电位转移过程中的暂态能量,并开展了导电手套放电试验研究。理论和试验研究结果表明,当放电系统能量为1.37 J时,放电电弧的根部直接作... 详细信息

为了保护带电作业人员的安全,计算分析了≥750 k V交流电压等级线路和±660 k V、±800 k V直流线路电位转移过程中的暂态能量,并开展了导电手套放电试验研究。理论和试验研究结果表明,当放电系统能量为1.37 J时,放电电弧的根部直接作用在导电手套上,将导电手套烧蚀,对作业人员产生伤害。考虑实际作业安全裕度,在规定的电位转移距离下,≥750 k V交流线路和±660 k V、±800 k V直流线路电位转移的暂态能量>1.0 J时,需使用电位转移棒进行电位转移,确保电位转移人员的安全。

关键词：带电作业电位转移导电手套暂态能量电位转移棒安全防护

±800 kV特高压直流输电线路带电作业电位转移特性分析

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高压电器 2020年第3期56卷 164-168,175页

作者：李智琦罗日成李稳周晨梦史志强郑云龙长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 国网湖南省电力有限公司检修公司长沙410018 国网山东省电力公司检修公司济南250000

为保障进行±800 kV输电线路带电作业人员的人身安全,对带电作业人员电位转移特性的研究有助于制定合适的安全防护措施。通过建立作业人员进行电位转移过程中基于流体动力学的棒-板间隙放电模型,仿真得到了人与导线间的空气间隙电场强... 详细信息

为保障进行±800 kV输电线路带电作业人员的人身安全,对带电作业人员电位转移特性的研究有助于制定合适的安全防护措施。通过建立作业人员进行电位转移过程中基于流体动力学的棒-板间隙放电模型,仿真得到了人与导线间的空气间隙电场强度变化特性,计算了转移过程中的暂态能量,分析了转移距离为0.3~0.6 m时电位转移能量数值的分布特点。结果表明,不同转移距离下的转移能量均在1.0 J附近,随着转移距离的增大,转移能量有所增加,而转移能量高于1.0 J时,导电手套存在被烧蚀的风险,因此作业人员进行±800 kV输电线路带电作业电位转移宜使用电位转移棒进行电位转移,确保作业人员的人身安全。

关键词： ±800 kV 带电作业电位转移流体力学模型电场计算暂态能量

±800kV直流输电线路正极性侧带电作业电位转移放电特性研究

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电瓷避雷器 2020年第2期 15-19,25页

作者：周晨梦罗日成李稳李智琦史志强隆晨海郑云龙杨鑫长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410004 国网湖南省电力有限公司检修公司长沙410018

为明确±800 kV直流输电线路带电作业电位转移放电特性,考虑强电场作用下粒子产生、运动和消散过程,构建了基于流体力学理论的电位转移流注放电模型,计算并分析了放电过程中的电场强度、流注发展速度和电流密度随时间的变化规律,以及不... 详细信息

为明确±800 kV直流输电线路带电作业电位转移放电特性,考虑强电场作用下粒子产生、运动和消散过程,构建了基于流体力学理论的电位转移流注放电模型,计算并分析了放电过程中的电场强度、流注发展速度和电流密度随时间的变化规律,以及不同转移距离下的放电电流。结果表明:在电位转移放电过程中,随着放电时间的增加,流注头部电场强度减小、流注发展速度加快、电流密度增大;电位转移棒与导线间的放电电流随着电位转移距离的减小而增大;确定了±800 kV输电线路在正极性导线侧带电作业时最佳电位转移距离为0.45 m左右。

关键词： ±800 kV 带电作业电位转移流注放电放电电流

特高压直流输电线路带电作业电位转移流注放电特性分析

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特高压直流输电线路带电作业电位转移流注放电特性分析

作者：李智琦长沙理工大学

学位级别：硕士

自进入21世纪以来,我国经济快速发展,全社会对电能资源的需求迅猛增加,常规超高压电压等级的输电技术已无法满足日益增长的电力需求。特高压直流输电技术因其进行远距离、大容量电能输送时的经济性,成为缓解本国的能源分布与经济发展不... 详细信息

自进入21世纪以来,我国经济快速发展,全社会对电能资源的需求迅猛增加,常规超高压电压等级的输电技术已无法满足日益增长的电力需求。特高压直流输电技术因其进行远距离、大容量电能输送时的经济性,成为缓解本国的能源分布与经济发展不均衡的重要解决方法。在夏季用电高峰期,特高压线路易满负荷运行,如果出现了非计划停运将威胁到电网的安全稳定运行,给国民经济造成重大损失,而特高压线路带电作业是确保其稳定运行的有力保障。由于特高压线路的带电作业工作环境更加复杂,作业间隙电场强度高,作业安全风险大。为了保障作业的安全,需要研究并提出合适的作业人员安全防护措施。论文针对特高压直流输电线路电压等级高,带电作业电位转移电磁环境复杂的特点,提出了一种转移间隙放电过程分析模型,对特高压直流输电线路带电作业电位转移时空气间隙的放电现象进行研究,分析了放电过程的发展特性和对作业人员安全防护的影响,以期为特高压环境下输电线路的带电作业提供有效参考。首先分析了带电作业电位转移过程中的放电特点,将实际的作业工况等效为合适的气体放电模型;然后根据流体动力学和气体放电理论,确定了数学形式的放电控制方程,利用多物理场耦合数值计算软件COMSOL Multiphysics搭建出仿真模型;最后得出了间隙放电的发展特性,分析了放电发展时的电场强度、电流密度和能量等的变化特点,讨论了转移距离对流注发展的影响以及对放电电流和能量等特征参数的影响,基于此提出了电位转移过程宜采取的防护措施。分析表明,电位转移间隙放电发展速度快,发展过程复杂,间隙电场强度也因此而变化迅速;放电过程与转移距离的大小有直接的关联,不同转移距离下的电场强度、电流密度和能量的大小不同,转移距离越大,放电发展速率越快,转移能量高呈增加趋势;转移能量容易高于推荐的安全阈值,作业人员宜采取电位转移棒进行转移。

关键词：特高压直流输电带电作业电位转移流注放电流体力学模型能量

±800kV直流输电线路带电作业电位转移电场特性分析

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电力学报 2020年第1期35卷 20-27页

作者：李智琦刘众张巍周晨梦吴静罗日成国网湖南省电力有限公司常德供电分公司湖南常德415000 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司长沙410007 国网湖北省电力有限公司直流运检公司湖北宜昌443001 国网湖南省电力公司检修公司长沙410015

由于±800kV直流输电线路电压等级高,线路带电作业安全风险大,而电位转移是其中风险性最高、最重要的环节,影响着作业人员的生命安全和线路运行的稳定性,因此,针对±800kV线路系统地研究了其电位转移过程。研究对电位转移前的放电过程... 详细信息

由于±800kV直流输电线路电压等级高,线路带电作业安全风险大,而电位转移是其中风险性最高、最重要的环节,影响着作业人员的生命安全和线路运行的稳定性,因此,针对±800kV线路系统地研究了其电位转移过程。研究对电位转移前的放电过程建立了流体力学模型,计算并分析了带电作业电位转移放电过程中的电场强度、流注发展速度、电流密度随时间的变化规律;对电位转移后的暂态响应过程,建立了适用于电位转移后阶段暂态响应计算模型,分析了人体电位和转移电流的变化特点;讨论了电位转移距离对转移过程中特征参数的影响。研究结果表明,电位转移前阶段,随着放电时间的增加,流注发展速度加快、电流密度增大;电位转移后阶段,人体电位与转移电流随着时间变化呈振荡式衰减,其衰减时间均约为1μs;电位转移距离越大,转移过程中的暂态能量越高,±800kV输电线路带电作业时应持电位转移棒进行电位转移。

关键词： ±800kV 带电作业电位转移人体电位放电电流能量