问答题1. 220kV沿绝缘子串进入强电场作业带来哪两个技术问题?如何解决?
由于作业人员在绝缘子串上移动或作业,必须要短接至少3片绝缘子,这样就带来以下技术问题:
(1)作业人员短接3片绝缘子后,其两端的电容电流必然流经人体,并且引起绝缘子串电容电流增大。据实测,在短接3片绝缘子的情况下,其电容电流最大可达13.6mA。一般情况下按不同的位置短接3片绝缘子时,电容电流见表1。
表1 在220kV 14片绝缘子不同位置短接3片绝缘子的电容电流
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次数
|
绝缘子状态 (X-4.5)
|
电容电流 (mA)
|
备 注
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1
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1-2片短接
|
1.5
|
1.测量时,绝缘子 顺序从横担数起 2.测量电容电流时, 将毫安表并联在三 片绝缘子的两端
|
2
|
2-4片短接
|
0.8
|
3
|
3-5片短接
|
1.0
|
4
|
4-6片短接
|
1.4
|
5
|
5-7片短接
|
1.5
|
6
|
6-8片短接
|
1.6
|
7
|
7-9片短接
|
1.8
|
8
|
8-10片短接
|
1.9
|
9
|
9-11片短接
|
2.0
|
10
|
10-12片短接
|
2.2
|
11
|
11-13片短接
|
2.5
|
12
|
12-14片短接
|
2.8
|
被作业人员短接3片绝缘子后,由表1可明显看出电容电流的变化和增大趋势,且随着分布电容的变化,绝缘子上的电压分布亦发生变化,在不同的位置短接3片绝缘子的分布电压情况见表2。
表2 在220kV14片绝缘子不同位置短接3片绝缘子的电压分布情况
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状态
|
由横担数起绝缘子的分布电压(kV)
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总计
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1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
短接前
|
16.4
|
13.4
|
8.2
|
7.4
|
7.4
|
7.2
|
6
|
6
|
4.5
|
6
|
6.7
|
8.9
|
14.2
|
25.4
|
137.7
|
2-4片短接
|
22.5
|
|
|
|
14.9
|
9.7
|
7.4
|
6.7
|
6
|
6.7
|
7.4
|
8.9
|
14.2
|
26.1
|
130.5
|
3-5片短接
|
22.4
|
14.2
|
|
|
|
11.9
|
7.4
|
6.7
|
6
|
6.7
|
7.4
|
8.9
|
14.2
|
26.1
|
131.9
|
4-6片短接
|
20
|
14.2
|
10.4
|
|
|
|
8.9
|
7.4
|
6
|
6.7
|
7.4
|
8.9
|
14.2
|
26.8
|
132.9
|
5-7片短接
|
21.6
|
14.2
|
10.4
|
9.7
|
|
|
|
8.2
|
6.7
|
7.4
|
7.5
|
8.9
|
14.2
|
26.8
|
135.6
|
6-8片短接
|
21.6
|
13.4
|
9.7
|
8.9
|
8.9
|
|
|
|
7.4
|
7.4
|
6.7
|
8.9
|
14.9
|
26.8
|
133.1
|
7-9片短接
|
20.8
|
13.4
|
10.4
|
9.7
|
8.2
|
8.9
|
|
|
|
8.9
|
8.2
|
8.9
|
14.9
|
26.8
|
139.1
|
8-10短接
|
20.1
|
13.4
|
9.7
|
8.9
|
8.2
|
8.2
|
8.2
|
|
|
|
8.2
|
10.4
|
16.4
|
29.8
|
142.2
|
9-11短接
|
20.8
|
13.4
|
9.7
|
8.9
|
8.2
|
8.2
|
7.4
|
9.7
|
|
|
|
12.7
|
16.4
|
29.8
|
145.2
|
10-12短接
|
20.8
|
13.4
|
9.7
|
8.9
|
8.2
|
8.2
|
7.4
|
8.9
|
11.9
|
|
|
|
20.8
|
32.8
|
151.0
|
11-13短接
|
21.2
|
13.4
|
9.7
|
8.9
|
8.2
|
8.2
|
7.4
|
8.2
|
9.7
|
19.3
|
|
|
|
37.0
|
151.0
|
解决的办法是:作业人员穿上全套的合格屏蔽服,并保证各部位连接良好,这样电容电流对人体不会有太大的影响。
(2)作业人员在绝缘子串上,短接3片绝缘子后,减少了整串良好绝缘子的片数,又占用了部分空间,使从导线到接地体的净空距离变成组合间隙,且间隙远小于净空距离。
解决的办法是:在作业点附近悬挂保护间隙,且作业人员应防止大摆动的动作出现以免减小组合间隙长度引起放电。
2. 绝缘工具分段与整段电气试验有什么要求?为什么分段试验其单位长度的试验电压应增加20%?
对绝缘工具进行电气试验,应尽量模拟现场实际状态,并按试验电压全电压进行试验,如因条件限制允许分段耐压试验,分段试验电压规定应相应增加20%,且分段不应超过四段。
分段试验其单位长度的试验电压应增加20%的原因是:同一绝缘工具,在试验条件相同的情况下,分段试验其极板间电场分布较均匀,同时单位长度上的不利因素较少,因此分段试验单位长度的耐压强度较高;试验长度愈短其耐压强度愈高。倘若按分段试验的耐压强度换算到整段的试验电压,这样往往偏大,这对带电作业是不安全的。
3. 等电位作业的基本方式有哪几种?
(1)悬挂绝缘软梯等电位作业。这种方法简单、方便,能够作业的高度较高,工具易于携带,是常用的一种等电位作业方法,常用来处理防振锤移位、修补导线等工作。
(2)杆上水平梯等电位作业。这种作业方法是将绝缘硬梯水平组装在杆塔上进行等电位作业,如调整弧垂、爆压跳线等作业时使用。
(3)立式绝缘硬梯等电位作业。这种作业方法由于受到高度限制,多用于变电设备的带电作业,如开关短接、套管加油等。
(4)立式绝缘独脚爬梯等电位作业。这种方法简单、方便,独脚爬梯可分节组装、携带方便,能够作业的高度较高,能够在规程限定悬挂软梯的小导线上进行等电位作业,如处理位移较大的防振锤、修补导线等工作。
(5)绝缘斗臂车(高架车)等电位作业。这种带电作业专用车,由液压升降,绝缘性能好,适合城市和交通方便的地方进行等电位作业。
(6)挂硬梯等电位作业。这种作业方法是将绝缘硬梯垂直悬挂在母线或构架上进行等电位作业,大多在变电一次设备上带电作业使用。
4. 等电位作业时,保证安全的注意事项有哪些?
(1)等电位作业人员必须穿全套合格屏蔽服,应穿导电鞋,并保证连接部分接触良好,手套和袜子不得有内衬布,以保证作业人员的身体与屏蔽服保持等电位。内衣必须是阻燃性较好的材料做成。屏蔽服主要起屏蔽作用,不能作为接地保护,在作业过程中应尽量使人体与带电体有良好接触,以减少火花放电。
(2)悬挂软梯的导地线规格应满足规定:钢芯铝绞线不小于120mm
2,铜绞线不小于70mm
2,钢绞线不小于50mm
2。
(3)等电位人员处于带电体的电位。因此对地面或相邻导线要有足够的安全距离,见表。
等电位人体与地面导线的安全距离
|
电压等级
|
对地 (m)
|
对相邻导线 (m)
|
|
电压等级
|
对地 (m)
|
对相邻导线 (m)
|
10kV
|
0.4
|
0.6
|
220kV
|
1.8
|
2.5
|
35kV
|
0.6
|
0.8
|
330kV
|
2.6
|
3.5
|
110kV
|
1
|
1.4
|
500kV
|
|
5
|
(4)等电位作业人员与其他人员,严禁直接传递工具,且最多只能碰触导线侧最末端的一片绝缘子。
(5)等电位工作必须停用重合闸。严禁用棉纱、汽油、稀酒精等擦拭带电体及绝缘部分,防止起火。
(6)禁止在陶瓷横担线路对导线悬重作业,在转动横担上进行作业前,应采取防止转动的措施。
(7)在进行电位转移时,为防止暂态电流电击,未屏蔽的面部或颈部不得先行接触导体。用已屏蔽的手接触导体时,动作要快。
(8)等电位断、接引时,尽管被断、接的设备电容电流很小,也不允许让电容电流通过屏蔽服。
5. 绝缘材料在带电作业中的主要作用是什么?
(1)使带电体(包括带电的人体)与接地体(包括站在接地上的人体)相互绝缘;
(2)用来代替电气设备上承担很高机械荷重的绝缘部件;
(3)传递一定的机械动力;
(4)用来改善高压电场中的电位梯度。
6. 在导地线上作用集中载荷时,导地线的应力有何变化规律?
(1)与悬挂位置有关,当集中载荷加于档距中央,导地线增加应力最大;
(2)耐张段内档距越多,加上集中载荷后,增加应力越小。孤立档受集中载荷后,导地线的应力增加最严重;
(3)耐张段中最大档距,加集中载荷后,应力增加要比小档距的应力增加为大;
(4)一般情况下验算导地线上是否能悬挂软梯作业时,只计算其中档距最大的一档和孤立档的导地线,在增加集中载荷后,应力是否超过设计的许用应力σ。
(5)计算导地线在档距中央弛度变化是必要的。架空地线档距中央挂软梯后,弛度增大,要考虑对下方的导线的安全距离。同样,垂直排列的导线在上、中线挂软梯时,要考虑对中、下线的安全距离。下线挂软梯时,要考虑对下方的交叉跨越物的安全距离。
7. 在直线杆塔上支拉吊线时,导线垂直力如何估算?
计算公式如下
式中F——垂直力,kg;
S——导线标称截面,mm
2;
L——垂直档距,m;
K
1——考虑风的作用力时为1.1,不考虑时为1;
K
2——系数,见表。
不同导线系数K2值
|
导线 型号
|
LJ
|
GJ
|
LGJ-50~70 LGJQ-400及以下
|
LGJ-35 LGJ-95~300
|
LGJ-400 LGJQ-500及以下
|
LGJJ
|
K2
|
2.75
|
8.4
|
4.0
|
4.2
|
3.7
|
4.6
|
8. 在耐张杆塔上收紧导线时,导线的张力如何估算?
计算公式如下
F=σ·S
式中F——导线张力,kg;
σ——钢芯铝绞线取10,铝绞线取5,kg/mm2;
S——导线标称截面,mm2。
9. 各级电压下绝缘子串正常分布电压数据是多少?
见表。
各级电压下绝缘子串正常分布电压数据
|
电压 (kV)
|
类别
|
绝缘子串正常分布电压(kV)(编号从横担起)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
220
|
14
|
8
|
6
|
6.5
|
5
|
5
|
5
|
5
|
6
|
6.5
|
7
|
9
|
12
|
16
|
31
|
13
|
7.5
|
6.5
|
6
|
6
|
6
|
6.9
|
7.1
|
7.5
|
9
|
12.1
|
12.1
|
18.2
|
22.5
|
|
110
|
8
|
8
|
5
|
5
|
4.5
|
6.5
|
8
|
10
|
17
|
|
|
|
|
|
|
7
|
9
|
6
|
5
|
7
|
8.5
|
10
|
18.5
|
|
|
|
|
|
|
|
35
|
4
|
4
|
3.5
|
4.5
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. 间接带电作业的安全注意事项有哪些?
(1)中间电位人员应穿屏蔽服,且只能用绝缘工具进行操作;
(2)中间电位人员所站的绝缘梯(台)和使用的绝缘工具的绝缘性能应良好,且中间电位人员对导线和对地的组合间隙应能满足同等电压等级间隙1.2倍要求;
(3)地电位人员不得用手直接向中间电位人员传递工具、材料。
11. 带电间接法更换220kV线路直线绝缘子串有什么注意事项?
(1)杆塔上人员均应穿屏蔽服或静电防护服、系安全带,并始终保持与带电体的安全距离在1.8m以上。
(2)绝缘操作杆的有效绝缘长度不应小于2.1m。
(3)卡具及拉板(杆)组装好后,应首先检查各部分连接是否可靠,位置是否正确,确认无误后方可进行下一步工作。
(4)若使用单拉杆(板)吊线,必须加装导线保险绳。
(5)若使用三一三滑车组提升导线,其尾绳必须固定可靠,并设专人看护。
(6)地面辅助人员及监护人必须戴安全帽,传递或起重工作结束后,应撤离作业点正下方。
12. 带电等电位作业法更换220kV线路耐张绝缘子串有什么注意事项?
(1)等电位人员应穿戴合格的屏蔽服,并使各部位可靠连接。
(2)杆塔上电工应穿屏蔽服或静电防护服,系安全带;等电位电工应系高空保护绳。
(3)绝缘子串脱离前,应检查卡具及拉板受力是否正常,确认无误后,方可将绝缘子串脱出。
(4)等电位电工应保持对地1.8m以上的安全距离,对邻相导线应保持2.5m以上的安全距离。
(5)等电位电工进入电位前,应检查组合间隙是否满足要求。
(6)杆塔上电工应保持对带电体1.8m以上的安全距离。
(7)地面辅助人员及监护人员均应戴安全帽。当传递和起重工作结束后,应撤离作业点正下方。
13. 沿绝缘子串进入强电场作业应具备什么条件?
(1)要求线路要有良好的绝缘水平,即扣除人体短接和零值绝缘子片数后,良好绝缘子片数:220kV不少于9片,330kV不少于16片,500kV不少于23片。
(2)组合间隙不得小于:220kV,2.1m;330kV,3.1m;500kV,4.0m。
14. 在绝缘子串未脱离导线前,拆、装靠近横担的第一片绝缘子时,为什么会有“麻电”的感觉?怎样防止?
在绝缘子串未脱离带电导线前,每片绝缘子都相当于一个电容器,都具有一定的分布电压并流过一定的泄漏电流。人体裸手拆、装靠近横担的第一片绝缘子时,将受到第二片绝缘子钢帽与横担之间电位差的电击,产生“麻电”的感觉。
防范措施:①采用专用短接线;②工作人员穿全套合格屏蔽服。
15. 带电作业为什么要研究和正确掌握空气绝缘特性?
因空气是重要的绝缘介质的一种,在架空线路相与相之间,相与地之间都是靠空气绝缘的。带电作业各种安全距离的确定,保护间隙的使用都是按空气的击穿放电特性考虑的。所以,为了保证带电作业安全,我们必须研究和正确掌握空气的绝缘特性。
16. 什么叫绝缘材料?
绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开,使导体没有电气连接,从而能保持不同的电位,具有这种绝缘作用的材料称为绝缘材料。
17. 何为绝缘材料的憎水性能?
所谓绝缘材料的表面憎水性能,即为各类固体绝缘材料在受到环境中的水分作用时,在其表面产生或凝结成许多小水珠,而不被材料内部吸收的能力。
18. 绝缘材料的电气性能主要包括哪三类?
绝缘材料的电气性能主要是指绝缘电阻、介质损耗及绝缘强度。
19. 什么叫绝缘材料的介质损耗?
绝缘材料在工频电压作用下,由于泄漏电流的存在,要消耗一些电能使其转化为热能。在单位时间内所消耗的电能,称之为介质损耗。
20. 带电作业用绝缘材料必须具备哪些性能?
带电作业对绝缘材料的要求,主要是从电气性能、机械强度、密度、吸水性、耐老化、表面憎水性以及易于加工等方面来考虑。
21. 带电作业产生泄漏电流的注意事项及防范措施是什么?
注意事项:
(1)雨天作业时。
(2)晴天作业而空气中湿度较大时。
(3)绝缘工具材质差,表面加工粗糙,且保管不当,使其受潮时。
(4)水冲洗时。
防范措施:
(1)选择电气性能优良的材质,如环氧酚醛玻璃布板(管)作绝缘工具材料,避免选用吸水性大的材质。
(2)加强保管,严防绝缘工具受潮脏污。
(3)必须按不同的电压等级选用规程规定的相应有效绝缘长度。
(4)水冲洗和雨天作业时工具应采用合格的专用工具。
另外在绝缘工具的尾端并联绝缘报警器与大地相连。当泄漏电流达到绝缘报警器的整定值时,便会发出警报,作业人员即停止操作,从而保证了安全。
22. 什么叫绝缘电阻?
绝缘电阻是施加在与试样相接触的电极间的直流电压与电极间所通过稳态电流之比。主要由体积电阻和表面电阻两部分并联构成。体积电阻是对绝缘体内部的电流而言的电阻,表面电阻是对绝缘体表面的电流而言的电阻。
23. 什么叫绝缘材料的绝缘强度?什么叫绝缘击穿?
表明绝缘材料击穿电压大小的数值叫绝缘强度,是检验绝缘材料的主要项目之一。
当绝缘体受潮或受到过高的温度、过高的电压时,可能完全失去绝缘能力而导电,称为绝缘击穿或绝缘破坏。
24. 什么是绝缘工具的有效绝缘长度?
带电作业绝缘工具的有效绝缘长度,是指绝缘工具的全长减掉手握部分及金属部分的长度。
25. 为什么带电作业绝缘操作杆有效绝缘长度应比其他绝缘工具有效长度多30cm?
由于绝缘操作杆是一种手持操作工具,绝缘工具顶部在操作过程中往往会超过带电设备一段距离而使这段距离失效,故规定各级电压的操作杆,均较原承力工具的长度增加30cm,以弥补上述失效的绝缘段。