1.带电作业工器具发展的第一个阶段
我国的带电作业技术起步于20世纪50年代,鞍山钢铁厂——当时我国最大的钢铁基地,对电力能源的依赖程度非常高,甚至电网检修必需的停电都不能实现。为解决电力线路要检修而用户又不能停电的矛盾,当时称之为“不停电检修技术”应运而生。
1953年,原鞍山电业局的工人开始研究带电清扫、更换和拆装配电设备及引线的简单工具。
1954年5月12日,在群众性的技术革新运动中,鞍山电业局技工刘长庚提出带电拆绑配电瓷瓶绑线的办法,还展示了他研制出的绝缘钳子、绝缘铗剪、瓷瓶线卡等工具,并提出不停电更换3.3kV线路直线杆、瓷瓶和横担技术分析报告和操作方案。在现场采用类似桦木木棒制作的工具,成功地完成了3.3kV配电线路不停电更换横担、木杆和瓷瓶的项目操作。他的技术创新得到了专家的认可,并通过了可行性论证。1954年5月12日,作为鞍山电业局带电作业创始日载入该局局志,也作为中国带电作业发展的开端载入中国电力发展的史册。
带电作业得到了鞍山电业局领导的高度重视,为了巩固和发展带电作业的初期成果,1956年6月,鞍山电业局正式成立了带电作业专业组,张仁杰任组长,刘长庚任专责工程师。进一步发展到带电更换44~66kV的木质直线杆、横担和绝缘子。
第一代工器具具有以下特征:使用瓷瓶、瓷套作为主绝缘工具,使用普通钢材及可锻铸铁作为金属部件,工器具笨重,缺乏通用性。如图1-1所示为使用第一代“升降涨缩”工具不停电更换66kV线路直线木杆操作,图1-2所示为使用第一代“绝缘夹板”工具不停电更换22~33kV线路耐张绝缘子串操作。
图1-1 不停电更换66kV线路直线木杆操作
图1-2 不停电更换22~33kV线路耐张绝缘子串操作
2.带电作业工器具发展的第二个阶段
1957年10月,原东北电业局设计了第一套220kV高压输电线路带电作业工具,并成功应用于220kV高压输电线路的带电作业。同时3.3~33kV木杆和铁塔线路的全套检修工具,也得到了改进和完善,这就为各级电压线路推行不停电检修奠定了物质和技术基础。
1958年,当时的沈阳中心试验所开始了人体直接接触导线检修的试验研究。在学习国外经验的基础上,他们解决了高压电场的屏蔽问题,并在试验场成功地进行了我国第一次人体直接接触220kV带电导线的等电位试验。试验者为刘德威,首次在220kV线路上完成了等电位作业和修补导线的任务。这次等电位带电作业的试验成功,开创了中国带电作业的新篇章。从此,等电位作业技术在中国带电作业中得到了广泛的应用。
如图1-3所示为1958年鞍山电业局进行的220kV等电位试验实物图,图1-4为1958年鞍山电业局进行的220kV拆除避雷器引线操作。
图1-3 220kV等电位试验
图1-4 220kV拆除避雷器引线操作
1959年前后,鞍山局又在3.3~220kV户外输配电装置上,研究出了一套不停电检修变电设备的工具和作业方法。至此,中国带电作业技术已发展成为3.3~220kV包括输电、变电、配电三方面的综合性检修技术。
1958年3月,原辽宁省电业局在鞍山召开不停电检修线路会议,带电作业技术开始在辽宁省和东北电力系统的供电部门中推广。1958年4月12日,《人民日报》以《电力工业的重大技术革新——不停电检修电力线路》为题,报道了鞍山电业局带电作业技术试验成功。同年5月20日至7月1日,来自北京、上海、湖北、四川、陕西等省市供电部门的46名技术代表在鞍山接受了带电作业技术培训。那一年,全国各兄弟单位到鞍山参观学习带电作业技术的代表有5700多人。
1957—1960年使用的第二代带电作业工器具具有以下特征:使用酚醛木层压板、酚醛胶纸管、酚醛纸板、蚕丝制作主绝缘工具,使用普通钢材、可锻铸铁制作金属部件。此阶段的工器具笨重,有一定通用性。
3.带电作业工器具发展的第三个阶段
1960年,原辽吉电管局制定了《高压架空线路不停电检修安全工作规程》,成为我国第一部具有指导性的带电作业规程。它标志着我国带电作业已步入正轨。在此期间,全国范围内的不停电检修工作从单纯的技术推广转入结合本地区具体条件和生产任务创新发展阶段。检修方法除了间接作业和直接等电位作业外,又向水冲洗、爆炸压接等方向迈进。检修工具从最初的支、拉、吊杆等较笨重的工具转向轻便化、绳索化。具有东方特色的绝缘软梯和绝缘滑车组也得到了广泛的应用。作业项目向更换导线、架空地线、移动杆塔和改造塔头等复杂项目进军。
1964年11月,在天津举行了带电检修作业表演,对促进全国范围内推广这些新技术产生了积极影响。
1966年,原水利电力部生产司在鞍山召开了全国带电作业现场观摩表演大会,标志着全国带电作业发展到普及阶段,同时也推动带电作业向更新更深的领域发展。
1968年,原鞍山电业局成功试验沿绝缘子串进入220kV强电场的新方法。用这种方法在具备一定条件的双联耐张绝缘子串上更换单片绝缘子很方便,因而,很快被推广到全国。
1973年,原水利电力部又在北京召开了第二次全国带电作业经验交流会。这次会议的技术组提出了带电作业安全技术有关专题的讨论稿,为制定全国性带电作业规程奠定了技术基础。
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图1-5 更换220kV线路耐张整串绝缘子操作
图1-6 220kV线路上等电位检查,处理耐张引线触点发热等缺陷
图1-5所示为使用第三代带电作业工器具(紧线拉杆、托瓶架)更换220kV线路耐张整串绝缘子操作,图1-6所示为使用绝缘软梯在220kV线路上等电位检查、处理耐张引线接点发热等缺陷。
第三代带电作业工器具具有以下特征:使用环氧玻璃布层压板、环氧玻璃布管、玻璃丝引拔棒、尼龙绳、蚕丝绳制作主绝缘工具;使用合金钢材、可锻铸铁制作金属部件。此阶段带电作业工器具重量有所减轻,通用性得到加强。
4.带电作业工器具后期的发展
1977年,原水利电力部将带电作业纳入部颁安全工作规程,进一步肯定了带电作业技术的安全性。同年,中国带电作业人员开始了国际交流,参加了国际电工委员会带电作业工作组的活动,成立了IEC/TC78标准国内工作小组,从事带电作业有关标准的制定工作。1984年5月,中国带电作业标准化委员会成立。
1979年,东北地区兴建了元宝山—锦州—辽阳—海城500kV输电线路,为确保500kV线路投产运行后安全经济供电,原鞍山电业局开展了500kV带电作业新技术的研究。为了攻破这个难题,张仁杰、葛元昌等退休员工又被聘请回来,进行500kV直线塔和耐张塔的带电作业研究工作。他们充分发扬当年不怕吃苦的精神,亲自制作工具、现场试验、编写操作规程。1984年,完成了500kV部分带电作业常规项目及工具的研制配套工作。此后不久,500kV带电更换直线绝缘子串、更换耐张绝缘子串、修补导线等工作方法和工器具均如期研制成功,并进入实施阶段。
2000年,原华北电网有限公司首次研究实现了500kV紧凑型线路带电作业。如图1-7所示为20世纪80年代锦州电业局采用“紧线拉杆—绝缘小车”更换500kV线路耐张整串绝缘子操作,如图1-8所示为东北地区采用的“沿绝缘子串进入强电场方法”更换500kV单片绝缘子操作图。
图1-7 更换500kV耐张整串耐张绝子操作
图1-8 更换500kV单片绝缘子操作
20世纪90年代,我国引进了绝缘斗臂车,解决了困扰配电线路带电作业的很多问题。目前,绝缘斗臂车在配电线路带电操作中已经得到广泛应用,且实现了工作电压10~500kV绝缘斗臂车国产化。
2007年,华北电网有限公司又研究实现500kV线路直升机带电作业,这一成果达到了国际领先水平。如图1-9所示为直升机等电位作业,图1-10所示为直升机带电水冲洗作业。
图1-9 直升机等电位带电作业
图1-10 直升机带电水冲洗作业
2006—2009年,国网上海市电力公司、国网北京电力公司研究并实施10kV配电线路完全不停电作业法。
2008—2009年,西北电网研究实施超高压交流750kV线路带电作业。华中、华北电网开始研究实施特高压1000kV带电作业,±500kV、±800kV输电线路带电作业工器具及项目实施也在研究实施中。
2009年4月14日,湖北超高压输变电公司,在国内首次进行的特高压带电消缺作业在1000kV南荆Ⅰ线上圆满完成,如图1-11所示。
2009年6月11日,全球首次±800kV特高压直流输电带电作业获得成功,这次作业任务由湖北超高压输变电公司的胡光等7名专业人员承担。这次带电作业操作采用了自行研制的带电作业工器具,如图1-12所示。
图1-11 1000kV特高压等电位消缺作业
图1-12 ±800kV特高压直流输电带电作业
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