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帶電作業(yè)是目前輸電線(xiàn)路運(yùn)維檢修中主要采用的方式，可有效地減小停電時(shí)間，提高供電可靠性。目前在低海拔地區(qū)，輸電線(xiàn)路帶電作業(yè)已普遍開(kāi)展，但隨著我國(guó)輸變電工程的不斷建設(shè)，許多已建和在建的輸電線(xiàn)路都經(jīng)過(guò)高海拔地區(qū)。

以青藏聯(lián)網(wǎng)工程為例，很多線(xiàn)路途經(jīng)地區(qū)的海拔高度都超過(guò)3000m，有些線(xiàn)路海拔高度甚至高于5000m。對(duì)于高海拔地區(qū)的輸電線(xiàn)路，隨著海拔高度的增加，空氣密度下降，使得同等距離下的空氣間隙放電電壓要明顯低于低海拔地區(qū)，帶電作業(yè)安全距離增加。為保證高海拔地區(qū)帶電作業(yè)工作的順利開(kāi)展，需要研究高海拔地區(qū)空氣帶電作業(yè)間隙放電特性并選用合適的放電電壓校正方法，進(jìn)而確定高海拔地區(qū)帶電作業(yè)所需的最小安全距離。

在海拔高度對(duì)電力系統(tǒng)外絕緣放電特性的影響方面，國(guó)內(nèi)外均進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，國(guó)外就對(duì)高海拔下的空氣間隙放電特性開(kāi)展了大量試驗(yàn)。

• 美國(guó)研究人員認(rèn)為在高海拔地區(qū)空氣密度對(duì)放電的影響最為明顯，海拔修正因數(shù)可以用相對(duì)空氣密度的冪函數(shù)表示。
• 日本研究人員在海拔1850m地區(qū)進(jìn)行了1～3m的棒-棒、棒- 板空氣間隙放電試驗(yàn)，得出在進(jìn)行高海拔外絕緣放電電壓的校正時(shí)除了要考慮相對(duì)空氣密度外，還應(yīng)考慮空氣的絕對(duì)濕度。
• 意大利A. Pigini等對(duì)棒- 板、導(dǎo)線(xiàn)-板、導(dǎo)線(xiàn)-塔窗、棒-棒和導(dǎo)線(xiàn)-棒等不同電極在不同海拔高度進(jìn)行了放電特性試驗(yàn)，提出了基于g參數(shù)法放電電壓校正方法的雛形。
• M. Ramirez等在更高海拔地區(qū)進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)A. Pigini提出的方法在高海拔條件下適用性較差。

20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)研究人員開(kāi)始針對(duì)高海拔空氣間隙放電特性開(kāi)展研究。近年來(lái)，以中國(guó)電科院和重慶大學(xué)為代表的研究機(jī)構(gòu)和國(guó)內(nèi)高校開(kāi)展了諸多試驗(yàn)，研究了高海拔條件下的棒-板、棒-棒等典型空氣間隙以及交直流輸電線(xiàn)路空氣間隙的放電特性，為空氣間隙放電電壓的海拔修正提供了大量寶貴的數(shù)據(jù)。

目前，放電電壓的海拔修正方法主要有IEC 60060 1 2010和GB/T 16927.1 2011中推薦的g參數(shù)法、DL/T 620 1997中推薦的氣象條件校正方法以及IEC 60071 2 1996和GB 311.1 2012中推薦的m參數(shù)法。其中g(shù)參數(shù)法和DL/T 620中的方法均要用到試驗(yàn)地點(diǎn)的相對(duì)空氣密度和絕對(duì)濕度等大氣參數(shù)，不便于在工程中應(yīng)用。

m參數(shù)法僅需代入試驗(yàn)地點(diǎn)的海拔高度和m的值，應(yīng)用起來(lái)更加簡(jiǎn)便，但現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中給出的m的參考值是基于2000m以下地區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的，在海拔2000m以下地區(qū)適用性較好，其在高海拔地區(qū)的適用性還有待進(jìn)一步研究。

為了研究高海拔地區(qū)帶電作業(yè)間隙的放電特性，湖北工業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)等單位的研究人員以750kV同塔雙回直線(xiàn)塔為研究對(duì)象，分別在青海平安（海拔2000m），青海海西（海拔3000m）和西藏羊八井（海拔4300m）等地區(qū)開(kāi)展了等電位人員對(duì)桿塔間隙以及分裂導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地電位人員間隙的操作沖擊試驗(yàn)，獲取了不同工況下帶電作業(yè)間隙的放電特性曲線(xiàn)。基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，提出了基于改進(jìn)m參數(shù)的放電電壓海拔修正方法，研究結(jié)果可為高海拔地區(qū)帶電作業(yè)最小安全距離的確定提供依據(jù)和參考。

圖1 帶電作業(yè)間隙試驗(yàn)布置

圖2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)布置

研究人員最后得出以下結(jié)論：

• 1）隨著海拔高度的升高，不同帶電作業(yè)間隙的放電電壓均有所下降，且放電電壓梯度也隨海拔高度的增加而減小。
• 2）不同海拔高度下，分裂導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地電位人員的放電電壓最高，等電位人員對(duì)上方橫擔(dān)的放電電壓最低，等電位人員姿勢(shì)對(duì)放電電壓有明顯影響。
• 3）不同間隙結(jié)構(gòu)下的海拔修正因數(shù)隨著海拔的升高而增加，隨著間隙距離的增大而減小。隨著間隙距離的增大，大氣參數(shù)對(duì)操作沖擊放電電壓的影響減弱。
• 4）根據(jù)3000m和4300m試驗(yàn)結(jié)果得到的海拔校正因數(shù)與IEC 60071 2標(biāo)準(zhǔn)得出的校正因數(shù)有一定偏差，建議修正高海拔帶電作業(yè)間隙放電電壓時(shí)按照本文得出的修正公式進(jìn)行計(jì)算。

以上研究成果發(fā)表在2020年第12期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“高海拔帶電作業(yè)間隙操作沖擊放電特性及放電電壓校正”，作者為方雅琪、王力農(nóng)、李瑞、劉凱、宋斌。