CN109787142A - 一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法 - Google Patents
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Abstract
一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,通过对特高压交流输电线路带电作业杆塔所在地理位置的气象参数的测量,得到作业时的空气湿度H、环境温度T、和当时的气压P,得出空气的相对介电常数;身在塔身的作业人员通过控制控制绳,控制绝缘软梯的位置;等电位作业人员由塔身处攀爬至软梯,塔身作业人员通过控制绳控制绝缘软梯的位置;待软梯垂直后,等电位作业人员自下而上攀爬软梯到手臂与导线平齐处;塔身工作人员通过控制绳摆动将等电位作业人员连同软梯一起荡向导线,等电位作业人员利用消弧棒迅速与导线接触,实现等电位;并将每一个作业点的人体体表场强与导线的临界起晕场强进行比较,最终确定出八个作业轨迹点。该方法考虑了作业杆塔环境因素,为带电作业的安全进行提供理论依据和指导。
Description
技术领域
本发明一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,涉及特高输电线路工程及软梯法等电位作业路径规划技术领域。
背景技术
等电位作业方式以其技术优势在高压输电线路带电作业中应用最为广泛,但在特高压交流输电线路上带电作业时,由于特高压交流输电线路的运行电压高,带电体周围的电场强度高,特高压输电线路长,沿线地理、气候环境复杂,作业人员安全所受的影响更大,因此需对带电作业安全距离、组合间隙、作业人员进出等电位最佳方式等进行研究。软梯法等电位作业是带电作业方式的一种,在特高压输电线路工程中,软梯法作业实现等电位的过程是作业人员通过攀爬软梯,塔身工作人员通过调节软梯位置和使软梯荡入的方式,使等电位作业人员从塔身某一位置到达导线实现等电位作业的过程。目前该作业方式应用于带电作业,但其进入强电场的方式与路径规划影响着作业人员的安全。
目前,软梯法电位作业被应用于超高压带电作业较为广泛,等电位作业人员位于作业横担上,绝缘软梯悬挂于作业横担上,等电位作业人员从横担处沿着软梯往下进行攀爬到达导线上实现等电位,但是特高压交流输电线路电压等级更好,作业人员从上往下爬容易短接大量的空气间隙,对作业人员带来安全隐患,而软梯法等电位作业路径规划是根据《带电作业工具、装置和设备预防性试验规程》里规定的交流绝缘软梯最小有效长度为6.8m来进行作业的,且其作业规划也未考虑气象因素的改变对人体体表场强的影响。因为空气的介电常数受空气温度、湿度、气压的影响,继而影响到带电作业安全距离和组合间隙值的确定。
发明内容
本发明提供一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,考虑了作业杆塔环境因素,在作业人员体表场强电场满足电场要求的前提下,针对特高压交流输电线路规划出的软梯法等电位作业路径,为带电作业的安全进行提供理论依据和指导。
本发明采取的技术方案为:
一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,通过对特高压交流输电线路带电作业杆塔所在地理位置的气象参数的测量,得到作业时的空气湿度H、环境温度T、和当时的气压P,在此基础上得出空气的相对介电常数;通过系在绝缘软梯上的控制绳,身在塔身的作业人员通过控制该控制绳,控制绝缘软梯的位置;等电位作业人员由塔身处攀爬至软梯,塔身作业人员通过控制绳控制绝缘软梯的位置;待软梯垂直后,等电位作业人员自下而上攀爬软梯到手臂与导线平齐处;塔身工作人员通过控制绳摆动将等电位作业人员连同软梯一起荡向导线,等电位作业人员利用消弧棒迅速与导线接触,实现等电位;并将每一个作业点的人体体表场强与导线的临界起晕场强进行比较,最终确定出八个作业轨迹点,利用满足要求的八个作业轨迹点,八个作业轨迹点均连同软梯一起实现该过程,通过该过程即得到一条考虑环境因素的特高压输电线路软梯法等电位作业的规划路径。
一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,包括以下步骤:
步骤1:测量作业杆塔所在地理位置的空气湿度H、环境温度T、和当时的气压P;
步骤2:确定空气的相对介电常数ε,空气的相对介电常数ε与空气湿度、温度、气压的关系,空气的相对介电常数ε随着空气湿度的增加而变大,随着温度的增加而减小,随着气压的增加而增加;
步骤3:确定作业杆塔坐标系,以作业横担所在杆塔中心点为坐标原点,在作业杆塔横担上挂好绝缘软梯,绝缘软梯的悬挂方向朝向导线,绝缘软梯离横担悬挂点0.5m,绝缘软梯的长度为L1,并在软梯上系上一根控制绳L2,控制绳L2系点位于绝缘软梯的最下方,L2长度可调节,该控制绳的控制点在塔身作业人员手中;塔身作业人员和等电位作业人员身穿屏蔽服从地面攀爬至塔身某一点,该点位于作业杆塔下相导线的下方,离导线垂直距离2m,塔身工作人员收缩绳子L2,和等电位作业人员一起往杆塔上面攀爬,当收缩绳子L2为0m时,此时绝缘软梯往塔身倾斜刚好至塔身某一处,等电位作业人员在此塔身处爬上绝缘软梯,为第一个作业轨迹点,在该作业轨迹点,计算作业人员体表电场强度,若计算等电位作业人员处于该点的电场强度E。通过对公式(1)可以求出φ,将求出的φ代入公式(2),可以求出位于空间中的等电位作业人员的体表场强E。
式中:为拉普拉斯算符;
φ为电位标量;
ρ为自由电荷密度;
ε为空气的相对介电常数;
x,y,z为空间中等定位作业人员所在的直角坐标;
E为等电位作业人员体表电场强度。
选取的作业轨迹点,电场强度E需小于导线的临界起晕场强Ecr。使身在绝缘软梯上的等电位作业人员在该点的体表场强小于导线的临界起晕场强,来保证等电位作业人员的安全,导线的临界起晕场强按公式(4)来进行计算
公式(4)中δ为空气的相对密度;
r0为起晕导线的半径,cm;
m为导线表面的状态系数,取值在0.8~1.0。
步骤4:确定剩余的七个作业轨迹点。第二个作业轨迹点的确定,塔身作业人员通过释放控制绳控制绝缘软梯,使控制绳长θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,取θ角为45°,30°,15°,0°,使绳长确定第二个作业轨迹点,三个作业轨迹点,四个作业轨迹点,五个作业轨迹点。第六个作业轨迹点的确定,此时身高大约1.7m的等电位作业人员开始攀爬软梯,往上攀爬一个绝缘软梯的步长,绝缘软梯的步长为L3,此时等电位作业人员头部与导线平齐,塔身作业人员应控制控制绳使绝缘软梯处于垂直状态;第七个作业轨迹点的确定,等电位作业人员再往上攀爬一个绝缘软梯的步长,此时手臂与导线平齐,塔身作业人员应控制控制绳使绝缘软梯处于垂直状态;第八个作业轨迹点确定,塔身工作人员回到A点处开始拉动控制绳,再释放,使绝缘软梯荡向导线,此时等电位作业人员手持消弧工具迅速接触导线,实现等电位,到达导线作业。每一个轨迹点按作业绳长确定好作业位置后,计算此时的电场前度,验算是否电场强度的要求。如果以上八个作业轨迹点经过验证均满足电场强度的要求,可以将以上在绝缘软梯上的八个作业轨迹点形成的过程,用该过程描述特高压交流线路软梯法等电位作业规划的作业路径。
本发明一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,考虑了作业杆塔环境因素,在作业人员体表场强电场满足电场要求的前提下,针对特高压交流输电线路规划出的软梯法等电位作业路径,为带电作业的安全进行提供理论依据和指导。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为软梯法作业模型图。
图2为软梯法等电位作业人员登软梯位置图。
图3为软梯法等电位作业人员处于软梯最下端位置图。
图4为软梯法等电位作业人员手臂与导线平齐位置图。
图5为软梯法等电位作业人员等电位作业位置图。
图6为软梯法等电位作业人员等电位有限元电场计算云图。
具体实施方式
一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,通过对特高压交流输电线路带电作业杆塔所在地理位置的气象参数的测量,得到作业时的空气湿度H、环境温度T、和当时的气压P,在此基础上得出空气的相对介电常数;通过系在绝缘软梯上的控制绳,身在塔身的作业人员通过控制该控制绳,控制绝缘软梯的位置;等电位作业人员由塔身处攀爬至软梯,塔身作业人员通过控制绳控制绝缘软梯的位置;待软梯垂直后,等电位作业人员自下而上攀爬软梯到手臂与导线平齐处;塔身工作人员通过控制绳摆动将等电位作业人员连同软梯一起荡向导线,等电位作业人员利用消弧棒迅速与导线接触,实现等电位;并将每一个作业点的人体体表场强与导线的临界起晕场强进行比较,最终确定出八个作业轨迹点,利用满足要求的八个作业轨迹点,八个作业轨迹点均连同软梯一起实现该过程,通过该过程即得到一条考虑环境因素的特高压输电线路软梯法等电位作业的规划路径,等电位作业过程是实现等电位作业人员塔身处到达特高压交流输电线路直线杆塔导线上的过程。针对某条特高压交流输电线路具体参数,根据具体的几何尺寸建立特高压交流输电线路的杆塔横担、软梯、人体、绝缘子、导线、金具模型,将参数值代入进行收缩绳长的计算,并进行等电位作业人员体表场强的计算,可得到一条考虑环境因素的特高压输电线路软梯法等电位作业的规划路径。
等电位作业过程是实现等电位作业人员塔身处到达特高压交流输电线路直线杆塔导线上的过程。
具体包括以下步骤:
1)、测量作业杆塔所在地理位置的空气湿度H、环境温度T、和当时的气压P;
2)、确定空气的相对介电常数ε,空气的相对介电常数ε与空气湿度、温度、气压的关系,空气的相对介电常数ε随着空气湿度的增加而变大,随着温度的增加而减小,随着气压的增加而增加;具体数据如表1、表2所示
表1空气的相对介电常数ε与温度、气压的关系
表2空气的相对介电常数ε与湿度、气压的关系
3)、确定作业杆塔坐标系,以作业横担所在杆塔中心点为坐标原点,在作业杆塔横担上挂好绝缘软梯,绝缘软梯的悬挂方向朝向导线,绝缘软梯离横担悬挂点0.5m,绝缘软梯的长度为L1,并在软梯上系上一根控制绳L2,控制绳L2系点位于绝缘软梯的最下方,L2长度可调节,该控制绳的控制点在塔身作业人员手中;塔身作业人员和等电位作业人员身穿屏蔽服从地面攀爬至塔身某一点,该点位于作业杆塔下相导线的下方,离导线垂直距离2m,塔身工作人员收缩绳子L2,和等电位作业人员一起往杆塔上面攀爬,当收缩绳子L2为0m时,此时绝缘软梯往塔身倾斜刚好至塔身某一处,等电位作业人员在此塔身处爬上绝缘软梯,为第一个作业轨迹点,在该作业轨迹点,计算作业人员体表电场强度,若计算等电位作业人员处于该点的电场强度E。通过对公式(1)可以求出φ,将求出的φ代入公式(2),可以求出位于空间中的等电位作业人员的体表场强E。
式中为拉普拉斯算符;
φ为电位标量;
ρ为自由电荷密度;
ε为空气的相对介电常数;
x,y,z为空间中等定位作业人员所在的直角坐标;
E为等电位作业人员体表电场强度。
选取的作业轨迹点,电场强度E需小于导线的临界起晕场强Ecr。使身在绝缘软梯上的等电位作业人员在该点的体表场强小于空气的起晕场强,来保证等电位作业人员的安全,导线的临界起晕场强按公式(4)来进行计算
公式(4)中δ为空气的相对密度;
r0为起晕导线的半径,cm;
m为导线表面的状态系数,取值在0.8~1.0。
4)、确定剩余的七个作业轨迹点。第二个作业轨迹点的确定,塔身作业人员通过释放控制绳控制绝缘软梯,使控制绳长θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,取θ角为45°,30°,15°,0°,使绳长确定第二个作业轨迹点,三个作业轨迹点,四个作业轨迹点,五个作业轨迹点。第六个作业轨迹点的确定,此时身高大约1.7m的等电位作业人员开始攀爬软梯,往上攀爬一个绝缘软梯的步长,绝缘软梯的步长为L3,此时等电位作业人员头部与导线平齐,塔身作业人员应控制控制绳使绝缘软梯处于垂直状态;第七个作业轨迹点的确定,等电位作业人员再往上攀爬一个绝缘软梯的步长,此时手臂与导线平齐,塔身作业人员应控制控制绳使绝缘软梯处于垂直状态;第八个作业轨迹点确定,塔身工作人员回到A点处开始拉动控制绳,再释放,使绝缘软梯荡向导线,此时等电位作业人员手持消弧工具迅速接触导线,实现等电位,到达导线作业。每一个轨迹点按作业绳长确定好作业位置后,计算此时的电场前度,验算是否电场强度的要求。如果以上八个作业轨迹点经过验证均满足电场强度的要求,可以将以上在绝缘软梯上的八个作业轨迹点形成的过程,用该过程描述特高压交流线路软梯法等电位作业规划的作业路径。
具体算例:
以淮南--南京--上海--1000kV特高压输电线路工程直线杆塔软梯法作业为例:
按照步骤1)描述的过程,淮南-南京-上海1000kV泰吴Ⅰ/Ⅱ线009号杆塔上作业,杆塔型号为SZ303,2018年11月10号在该处进行作业,测得当时的环境温度T为19°,空气的相对湿度为H(%)为55.7、气压P(Torr)为756.45。
按照步骤2)描述的过程,根据步骤1)测得的环境参数,查表得到空气的相对介电常数ε=1.000668。
按照步骤3)描述的过程,确定作业杆塔坐标系,以作业杆塔的下横担中心为坐标原点;作业横担长度为12.15m,绝缘子串长和金具长度为11m,绝缘软梯长度L1为13m,在作业杆塔横担上挂好绝缘软梯,并在绝缘软梯的末端系上控制绳,控制绳一端要始终保留在塔身作业人员的手中,绝缘软梯的悬挂方向朝向导线,绝缘软梯离导线悬挂点0.5m;软梯上系上控制绳L2,L2长度可调节,当软梯自然下垂的时候,L2长度为作业塔身处离悬垂软梯的水平距离,塔身作业人员和等电位作业人员从地面登塔至导线下方2m处,此时塔身距离悬垂下来的绝缘软梯的水平距离为10m,此时系在绝缘软梯上的控制绳L2为10m,绝缘软梯处于悬垂状态,软梯法作业模型图如图(1)所示;然后塔身工作人员释放绳长L2,并往塔上开始攀爬,使θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,选取θ角为60度,释放该控制绳L2使其由10m变为13米,塔身作业人员手持控制绳和等电位作业人员均往上攀爬杆塔,塔身作业人员一边往上攀爬一边收缩控制绳,使控制绳为0m刚好接触塔身,停下来,等电位作业人员由此处身穿屏蔽服登上绝缘软梯,为第一个作业轨迹点,软梯法等电位作业人员登软梯位置图,如图(2)所示,在该作业轨迹点,并利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀爬到软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=52.5kV/m,此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3为空气的相对密度,m为导线表面的状态系数,考虑到八分裂导线结构,m取值为0.85,r0为起晕导线的半径,特高压八分裂子导线外径为33.8mm,换算为导线的等效半径为350mm,Ecr=2690.1kV/m,进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。
按照步骤4)描述的过程,进行剩下的七个作业路径规划点的确定。第二个作业轨迹点的确定,塔身作业人员通过释放控制绳控制绝缘软梯,使控制绳长θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,取θ角为45°,使绳长L1=3.39m,确定第二个作业轨迹点,利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀处于该作业轨迹点的软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=200.6kV/m,此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3为空气的相对密度,m为导线表面的状态系数,考虑到八分裂导线结构,m取值为0.85,r0为起晕导线的半径,特高压八分裂子导线外径为33.8mm,换算为导线的等效半径为350mm,Ecr=2690.1kV/m。进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。第三个作业轨迹点的确定,塔身作业人员通过释放控制绳控制绝缘软梯,使控制绳长θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,取θ角为30°,使绳长L1=6.73m,利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀处于该作业轨迹点的软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=400.5kV/m,此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3为空气的相对密度,m为导线表面的状态系数,考虑到八分裂导线结构,m取值为0.85,r0为起晕导线的半径,特高压八分裂子导线外径为33.8mm,换算为导线的等效半径为350mm,Ecr=2690.1kV/m,进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。第四个作业轨迹点的确定,塔身作业人员通过释放控制绳控制绝缘软梯,使控制绳长θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,取θ角为15°,使绳长L1=9.95m,利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀处于该作业轨迹点的软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=702.5kV/m,此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3为空气的相对密度,m为导线表面的状态系数,考虑到八分裂导线结构,m取值为0.85,r0为起晕导线的半径,特高压八分裂子导线外径为33.8mm,换算为导线的等效半径为350mm,Ecr=2690.1kV/m。进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。第五个作业轨迹点的确定,塔身作业人员通过释放控制绳控制绝缘软梯,使控制绳长θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,取θ角为0°,使绳长L1=L2=13m,此时绝缘软梯回到垂直状态,然后塔身工作人员往下攀爬杆塔至第一次塔身处,如图(1)所示的A点处,绝缘软梯上等电位作业人员保持垂直站立状态,塔身工作人员应控制控制绳使绝缘软梯处于垂直状态,作业人员处于第五个作业轨迹点,软梯法等电位作业人员处于软梯最下端位置图,如图(3)所示,利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀处于该作业轨迹点的软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=1206.4kV/m,此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3为空气的相对密度,m为导线表面的状态系数,考虑到八分裂导线结构,m取值为0.85,r0为起晕导线的半径,特高压八分裂子导线外径为33.8mm,换算为导线的等效半径为350mm,Ecr=2690.1kV/m。进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。然后身高1.7m左右软梯上的等电位作业人员开始攀爬软梯,往上攀爬软梯一个步长为第六个作业轨迹点,软梯步长L3为30cm,此时等电位作业人员头部与导线差不多平齐;利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀处于该作业轨迹点的软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=1668kV/m,此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3为空气的相对密度,m为导线表面的状态系数,考虑到八分裂导线结构,m取值为0.85,r0为起晕导线的半径,特高压八分裂子导线外径为33.8mm,换算为导线的等效半径为350mm,Ecr=2690.1kV/m。进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。再往上攀爬软梯一个步长为第七个作业轨迹点,此时等电位作业人员手臂与导线达到平齐,软梯法等电位作业人员手臂与导线平齐位置图,如图(4)所示,利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀处于该作业轨迹点的软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=1720kV/m,此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3为空气的相对密度,m为导线表面的状态系数,考虑到八分裂导线结构,m取值为0.85,r0为起晕导线的半径,特高压八分裂子导线外径为33.8mm,换算为导线的等效半径为350mm,Ecr=2690.1kV/m。进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。第八个作业轨迹点的确定,此时身处塔身工作人员此时拉动控制绳,使控制绳摆动,并控制控制绳L2=10m+0.5m,最长达到10.5m,将软梯和软梯上的作业人员荡向导线,等电位作业人员手持消弧棒迅速接触导线,与导线实现等电位,软梯法等电位作业人员等电位作业位置图,如图(5)所示。利用有限元计算得到身穿屏蔽服攀处于该作业轨迹点的软梯上的人体体表电场强度,计算值Emax=1883kV/m,等电位作业人员等电位有限元电场计算云图,如图(6)所示。此时并计算导线的临界起晕场强,按照公式δ=1.293kg/m3,八分裂导线的r0=33.8mm,计算得到Ecr=1993kV/m。进行比较发现Emax<Ecr,说明此时人体体表场强小于导线的临界起晕场强,不会发生放电现象,作业人员是安全的。
Claims (2)
1.一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,其特征在于:通过对特高压交流输电线路带电作业杆塔所在地理位置的气象参数的测量,得到作业时的空气湿度H、环境温度T、和当时的气压P,在此基础上得出空气的相对介电常数;通过系在绝缘软梯上的控制绳,身在塔身的作业人员通过控制该控制绳,控制绝缘软梯的位置;等电位作业人员由塔身处攀爬至软梯,塔身作业人员通过控制绳控制绝缘软梯的位置;待软梯垂直后,等电位作业人员自下而上攀爬软梯到手臂与导线平齐处;塔身工作人员通过控制绳摆动将等电位作业人员连同软梯一起荡向导线,等电位作业人员利用消弧棒迅速与导线接触,实现等电位;并将每一个作业点的人体体表场强与导线的临界起晕场强进行比较,最终确定出八个作业轨迹点,利用满足要求的八个作业轨迹点,八个作业轨迹点均连同软梯一起实现该过程,通过该过程即得到一条考虑环境因素的特高压输电线路软梯法等电位作业的规划路径。
2.一种考虑环境因素的特高压交流线路软梯法等电位作业路径规划方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:测量作业杆塔所在地理位置的空气湿度H、环境温度T、和当时的气压P;
步骤2:确定空气的相对介电常数ε,空气的相对介电常数ε与空气湿度、温度、气压的关系,空气的相对介电常数ε随着空气湿度的增加而变大,随着温度的增加而减小,随着气压的增加而增加;
步骤3:确定作业杆塔坐标系,以作业横担所在杆塔中心点为坐标原点,在作业杆塔横担上挂好绝缘软梯,绝缘软梯的悬挂方向朝向导线,绝缘软梯离横担悬挂点0.5m,绝缘软梯的长度为L1,并在软梯上系上一根控制绳L2,控制绳L2系点位于绝缘软梯的最下方,L2长度可调节,该控制绳的控制点在塔身作业人员手中;塔身作业人员和等电位作业人员身穿屏蔽服从地面攀爬至塔身某一点,该点位于作业杆塔下相导线的下方,离导线垂直距离2m,塔身工作人员收缩绳子L2,和等电位作业人员一起往杆塔上面攀爬,当收缩绳子L2为0m时,此时绝缘软梯往塔身倾斜刚好至塔身某一处,等电位作业人员在此塔身处爬上绝缘软梯,为第一个作业轨迹点,在该作业轨迹点,计算作业人员体表电场强度,若计算等电位作业人员处于该点的电场强度E;通过对公式(1)可以求出φ,将求出的φ代入公式(2),可以求出位于空间中的等电位作业人员的体表场强E;
式中:为拉普拉斯算符;
φ为电位标量;
ρ为自由电荷密度;
ε为空气的相对介电常数;
x,y,z为空间中等定位作业人员所在的直角坐标;
E为等电位作业人员体表电场强度;
选取的作业轨迹点,电场强度E需小于导线的临界起晕场强Ecr;使身在绝缘软梯上的等电位作业人员在该点的体表场强小于导线的临界起晕场强,来保证等电位作业人员的安全,导线的临界起晕场强按公式(4)来进行计算
公式(4)中δ为空气的相对密度;
r0为起晕导线的半径,cm;
m为导线表面的状态系数,取值在0.8~1.0;
步骤4:确定剩余的七个作业轨迹点;第二个作业轨迹点的确定,塔身作业人员通过释放控制绳控制绝缘软梯,使控制绳长θ角为悬垂状态的软梯和倾斜状态下的软梯夹角,取θ角为45°,30°,15°,0°,使绳长确定第二个作业轨迹点,三个作业轨迹点,四个作业轨迹点,五个作业轨迹点;第六个作业轨迹点的确定,此时身高大约1.7m的等电位作业人员开始攀爬软梯,往上攀爬一个绝缘软梯的步长,绝缘软梯的步长为L3,此时等电位作业人员头部与导线平齐,塔身作业人员应控制控制绳使绝缘软梯处于垂直状态;第七个作业轨迹点的确定,等电位作业人员再往上攀爬一个绝缘软梯的步长,此时手臂与导线平齐,塔身作业人员应控制控制绳使绝缘软梯处于垂直状态;第八个作业轨迹点确定,塔身工作人员回到A点处开始拉动控制绳,再释放,使绝缘软梯荡向导线,此时等电位作业人员手持消弧工具迅速接触导线,实现等电位,到达导线作业;每一个轨迹点按作业绳长确定好作业位置后,计算此时的电场前度,验算是否电场强度的要求;如果以上八个作业轨迹点经过验证均满足电场强度的要求,可以将以上在绝缘软梯上的八个作业轨迹点形成的过程,用该过程描述特高压交流线路软梯法等电位作业规划的作业路径。
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