输电线路带电作业是指在线路不停电状态下对设备进行检修消缺，在不影响线路的正常运行前提下，提高了供电可靠性。由于条件限制，输电线路大多导线侧的检修通常需进入电场进行处理，而等电位作业为高压输电线路带电检修常用的进入电场方式[1-2]，是目前35 kV及以上输电线路带电作业中工效最高的检修方法，而如何在保证人员及设备安全的前提下进入电场进行等电位检修作业是带电作业中最重要的一个环节[3]。在等电位作业过程中需面对的风险较多，对作业人员体力、技能及各项措施的要求较高，因此需对进入电场的各环节、各因素进行分析研究。近年来，学者们对带电作业及进入电场的方法进行了大量研究。文献[4] 对500 kV紧凑型同塔双回输电线路进入等电位方法进行了研究，提出了针对500 kV紧凑型同塔双回输电线路几种可行的进电场方案。文献[5]对220 kV窄基塔带电作业方法及工具进行了改进研究，提出了针对该类型铁塔下不同缺陷的检修方法，而目前针对220 kV输电线路进入等电位新方法的研究较少。
近年来，新建220 kV输电线路因地形地貌等因素，设计的塔头尺寸及窗口间隙较传统杆塔显著增大，采用吊篮法进入电场在部分杆塔理论上同样适用。本文根据220 kV输电线路杆塔结构特点，分析了220 kV典型杆塔的窗口间隙[6]，并根据线路实际运行情况，对垂直吊篮法实现等电位的路径和方法进行了分析研究，对220 kV输电线路吊篮法进入电场的可行性进行了理论分析与实践验证，为220 kV输电线路带电作业实现等电位提供了新方法及安全保障。
1 220 kV输电线路典型杆塔窗口间隙简介 1.1 单回直线塔窗口间隙220 kV典型三角形排列直线塔结构形式如图 1所示。绝缘子采用16片0.16 m悬式盘型瓷质绝缘子或高度大于2.4 m的复合绝缘子，边相对上横担处的距离为2.65 m，对塔身最小距离为4 m；中相对上横担距离为2.65 m，对下横担最大距离为4 m，最小距离为3 m，对塔身水平距离为3.5 m。
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| 图 1 220 kV典型三角形排列直线塔结构窗口间隙尺寸图 |
220 kV典型双回直线塔结构形式如图 2所示（以六角形排列铁塔为例）。绝缘子采用16片0.16 m瓷质绝缘子，下相对横担距离为2.65 m，对塔身距离为3 m；中相对上横担距离为2.65 m，对下横担最小距离为3 m，对塔身距离为3.8 m；上相对上横担距离为2.65 m，对下横担距离为2.8 m，对塔身距离为3 m。
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| 图 2 220 kV典型双回直线塔结构窗口间隙尺寸图 |
220 kV典型耐张塔结构窗口尺寸如图 3所示。引流线对横担的距离为2.65 m，内角侧引流线对塔身的距离为3 m，耐张串长2.65 m，绝缘子采用16片高度为0.16 m的悬式盘型瓷绝缘子。
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| 图 3 220 kV典型耐张塔结构窗口尺寸图 |
传统220 kV输电线路塔头尺寸及窗口间隙小，与330 kV及以上输配电线路存在较大差异，常规220 kV等电位的方式主要有“跨二短三”法、绝缘斗臂车法、绝缘梯法等[7-8]，这几种方法对人员体力及作业现场地形地貌要求较高，部分杆塔上应用效果较差。根据规程要求，吊篮法一般适用于330 kV及以上输电线路[9]。
2.1 绝缘梯法绝缘梯主要有直立式绝缘竖梯、绝缘平梯及绝缘软梯。
（1）绝缘竖梯在使用前，应在地面进行组装竖立，利用绝缘绳作为拉线以保证绝缘梯的充分平衡，等电位作业人员需从地面沿竖梯向上攀爬直至进入电场作业。该方法仅适用于塔身较低杆塔，一般在220 kV及以上输电线路应用较少。
（2）绝缘平梯在头部设置导线挂钩或绝缘吊拉绳，使用前将尾端固定在杆塔的合适位置，将头部挂在导线、架空地线上或使用绝缘吊拉绳悬吊控制，绝缘平梯安装挂接完成后，等电位作业人员坐在绝缘平梯上缓慢移动进入电场，该方法省时、省力，适用于直线塔，在耐张塔上应用较少。
（3）绝缘软梯主要由绝缘管制材料及绝缘绳索组成，使用时先在横担侧将绝缘软梯头部悬挂在导线上，在地面侧将绝缘软梯绷紧后，等电位作业人员沿软梯从地面攀爬进入电场，绝缘软梯运输方便、操作灵巧、安全可靠，但攀爬过程需消耗作业人员大量体力，目前广泛应用于220 kV输电线路带电作业[10-12]。
2.2 绝缘斗臂车法绝缘斗臂车等电位作业法主要应用在35 kV及以下输配电线路，而在更高等级输电线路上应用较少。使用此方法时，等电位作业人员乘坐在工作斗内，斗臂车驾驶员通过调节绝缘臂将工作斗与等电位作业人员从地电位转移进入等电位。绝缘斗臂车车体较大，使用前支腿需可靠牢固支撑，不适用于沟壑丘陵地区及塔身结构存在问题的杆塔。
2.3 “跨二短三”法按规程要求，“跨二短三”法一般适用于220 kV及以上电压等级输电线路的耐张绝缘子串[9]。作业时等电位作业人员身体与绝缘子串保持垂直状态，脚踩其中一串绝缘子，手扶另一串绝缘子，手脚并用同时挪动，进入电场过程中手脚在绝缘子串上的位置必须保持平行同步，短接的绝缘子不能超过3片。由于220 kV输电线路耐张串绝缘子一般为16片，绝缘距离约2.56 m，扣除人体进入电场时的身体宽度0.5 m及组合间隙2.06 m后，不能为作业人员预留0.5 m的安全裕度，因此“跨二短三”法等电位操作对于大多数220 kV绝缘子串并不适用。
2.4 吊篮法吊篮由绝缘材质制成，一般通过两根绝缘吊拉绳与一个绝缘滑车组来控制起吊，绝缘吊篮及绝缘吊拉绳均采用绝缘材料制成，绝缘吊篮呈簸箕形状，进入电场过程中等电位作业人员盘坐或蹲在吊篮中，绝缘吊拉绳通过绝缘滑车固定在绝缘子串挂点横担附近，绝缘吊拉绳的长度须经过正确测量计算，以确保作业人员进入等电位位置后头部不超过导线侧第一片绝缘子。该作业方式一般采用从横担侧进入电场，进入电场人员移动轨迹上的多个组合间隙均须满足规程要求，一般适用于330 kV及以上的直线塔等电位作业。
近年来，新建220 kV输电线路设计的塔头尺寸及窗口间隙显著增大。以下对垂直吊篮法220 kV等电位作业的可行性进行分析。
3 220 kV垂直吊篮法进入电场路径分析 3.1 耐张塔 3.1.1 悬挂点在横担侧使用吊篮时将悬挂点悬挂在横担上，作业人员在乘坐吊篮垂直进入电场的过程中，其组合间隙由人体与边相带电体以及人体与塔身两部分间隙组成，具体路径如图 4所示。作业人员垂直进入电场，与塔身的距离为L2，与带电体的绝缘距离为L1，进入电场过程中组合间隙为L1+L2。由于作业人员垂直进入电场，且人员与塔身距离L2始终大于2.6 m，扣除作业人员0.5 m的活动裕度，其组合间隙始终大于规程要求的2.1 m[9]，作业人员可通过此方法进入电场，此种悬挂方式进入电场适用于对耐张塔引流线侧的检修以及防风偏改造。
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| 图 4 悬挂点在横担侧下耐张塔进入电场路径示意图 |
地电位作业人员携带传递绳登塔，地面作业人员将绝缘操作杆传至地电位作业人员，地电位作业人员利用绝缘操作杆将绝缘滑车挂至导线侧。等电位作业人员在乘坐吊篮垂直进入电场的过程中，其组合间隙由人体与边相带电体及人体与塔身两部分间隙组成，即L1+L2，具体路径分析如图 5所示。作业人员在垂直进入电场的过程中，与塔身始终保持大于3 m的安全距离，组合间隙满足大于最小组合间隙（2.1 m）的要求。
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| 图 5 悬挂点在导线侧下耐张塔进入电场路径示意图 |
地电位作业人员携绝缘传递绳登塔至中相正上方，将吊篮挂点安装至中相导线正上方横担处，等电位作业人员在中相导线正下方直线塔中挡处乘坐吊篮进入电场，进入电场路径如图 6所示。过程中组合间隙为L1+L2，去除人体活动裕度并结合窗口间隙计算可知，组合间隙始终大于2.1 m，满足等电位作业条件。
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| 图 6 单回直线塔中相进入电场路径示意图 |
单回直线塔边相进入电场路径如图 7所示，作业人员进入电场过程中，与塔身保持垂直距离L2，与带电体距离为L1，与接地体和带电体两部分间隙所组成的间隙为L1+L2，而L2最小距离为3 m，组合间隙可满足要求，作业人员可通过此方法进入电场。
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| 图 7 单回直线塔边相进入电场路径示意图 |
下相进入电场与单回直线塔边相进入电场类似，具体路径如图 8所示。等电位作业人员与塔身保持L2的距离，与下相导线保持L1的距离，组合间隙计算为L1+L2，由于下相导线与塔身最小距离为3 m，扣除作业人员0.5 m活动裕度后远大于2.1 m，组合间隙满足要求。
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| 图 8 双回直线塔下相进入电场路径示意图 |
双回直线塔中相进入电场路径示意图如图 9所示。作业人员在进入电场过程中与塔身距离为L2，与中相带电体距离为L1，与下相横担距离为L3，在此过程中，L2始终大于L3，因此组合间隙计算公式为L1+L3，安全距离考虑为人员及活动裕度共计0.5 m，因此双回直线塔中相进入电场可采用垂直吊篮法。
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| 图 9 双回直线塔中相进入电场路径示意图 |
双回直线塔上相进入电场路径示意如图 10所示，进入电场路径与中相进入电场类似，可见上相进入电场适用垂直吊篮法。
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| 图 10 双回直线塔上相进入电场路径示意图 |
基于以上对不同塔型垂直吊篮法的路径分析，结合杆塔塔头尺寸及窗口间隙，220 kV典型直线塔与耐张塔组合间隙可满足垂直吊篮法进入等电位（已充分为作业人员预留活动裕度），但在单回直线中相、同塔双回上相和中相进行作业时应注意不要站立进入吊篮，应在横担侧蜷缩进入吊篮后再进行垂直起吊。
4 现场实际应用基于以上分析，薛家湾供电局在完善各项安全措施后，在部分带电杆塔上进行了垂直吊篮法进入电场的实际验证（如图 11所示）。结果表明，在天气良好以及各项安全措施完善的情况下，等电位作业人员能够成功进入电场，验证了在220 kV输电线路采用垂直吊篮法开展等电位作业的可行性。
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| 图 11 现场实际应用图 |
（1）不同地形地貌条件下杆塔类型及窗口间隙不同，本文只对几种典型杆塔进行了分析，在220 kV输电线路杆塔上进行垂直吊篮法作业前，须进行窗口间隙核验及组合间隙计算，组合间隙计算时需为作业人员留至少0.5 m的活动裕度；
（2）垂直吊篮法进入电场过程中，地面作业人员应将吊篮主吊绳及尾吊绳厘清，避免缠绕，同时应充分利用辅吊绳，确保作业人员能够垂直进入电场；
（3）禁止在吊篮中放入钳子、扳手等工器具或材料；
（4）等电位作业人员应尽可能将身体蜷缩在吊篮中；
（5）地面起吊过程中应有完善的防止吊篮主拉绳脱手的后备措施；
（6）在风力大于5级的天气情况下，应避免使用垂直吊篮法进入电场。
6 结语薛家湾供电局在检修工作实践中，在核验窗口间隙、组合间隙满足作业条件的前提下，于部分220 kV杆塔采用垂直吊篮法进行了等电位作业。相较于绝缘平梯、绝缘软梯等进入电场方式，垂直吊篮法减少了检修时间和等电位作业人员的体力消耗，提高了供电可靠性，为其他等电位作业提供了借鉴，使得输电线路带电检修更加便捷、高效。
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