布达佩斯高电压实验室实景探秘：带电作业技术的前沿创新与应用

《IEEE Electrical Insulation Magazine》：A Day in the Life of a High-Voltage Laboratory in Budapest

本文介绍了布达佩斯高电压实验室在带电作业(LLM)领域的综合研究，开发了新型导线车、安装椅及导电服等关键设备，并建立了创新的AC感应服测试方法（如耐受试验与计算试验）。这些成果显著提升了电力维护人员的安全性与作业效率，相关技术已应用于IEEE等国际标准制定，对保障电网可靠运行具有重要意义。

　　

想象一下，电力工程师需要在高达400千伏的带电高压线上进行维护作业，他们如何确保自身安全？随着电网规模扩大和可再生能源并网，传统的停电检修方式已难以满足现代电力系统对可靠性的高要求。在这一背景下，带电作业(Live-Line Maintenance, LLM)技术成为保障电网不间断运行的关键。然而，如何在真实操作环境中安全训练技术人员，并研发可靠的防护装备，一直是高压工程领域的重大挑战。位于多瑙河畔的布达佩斯技术经济大学高电压实验室，正是全球少数能够将教育、科研与产业化深度融合在这一领域的权威机构。该实验室的历史可追溯至变压器共同发明人Károly Zipernowsky建立的早期实验室，并于1936年正式成立。历经多次升级（如1943年引入1-MV冲击电压发生器，2012年完成现代化改造），现已成为配备550-kV变压器、750-kV冲击发生器等高精度设备的 accredited laboratory（认证实验室）。近日，该实验室的研究成果在《IEEE Electrical Insulation Magazine》上系统展示，揭示了其在LLM技术、绝缘诊断、动态增容等方向的突破性进展。

为攻克带电作业安全难题，研究人员综合运用了高电压试验技术（如耐受试验、电阻测量）、设备研发（导线车、安装椅的复合材料设计）、感应防护服性能评估（通过耐受试验与计算试验两种方法），并结合实验室自有的户外中高压培训线路（含真实尺寸塔架）进行实证。所有测试均遵循ASTM、IEC、IEEE标准，并获匈牙利认证机构(NAH)认可。

基础设施与历史沿革

实验室核心设备包括250-kV/550-kV变压器、750-kV/1-MV冲击发生器及50-kA电流冲击设备，并独创性地在室内搭建了中高压培训线路。这种实景模拟设施使学员能在受控环境下接触真实带电线路，为安全训练奠定了基础。

带电作业教育体系

以Béla Csikos命名的培训中心将课程分为理论与实操两阶段。理论涵盖机械原理、电工学等；实操阶段学员需在室内外培训线路上直接操作带电设备。该体系已培养过来自德、美、日等国的技术人员，是匈牙利唯一的高压LLM认证机构。

LLM技术工具创新

通过欧盟BestPaths项目，实验室开发了非导电材料制成的导线车，可减少作业间隙要求；新型安装椅则优化了绝缘子更换流程，支持从地面或塔架多角度操作。这些工具显著提升了作业效率与安全性。

导电服防护技术突破

针对AC感应风险，实验室研制了可分流人体电流的强化导电服，并首创了两种测试方法：耐受试验模拟50A电流30秒注入，以“let-go threshold”（摆脱阈值）<6mA为安全标准；计算试验则通过测量手套-服装接触电阻等参数，无损估算体电流。相关标准正由ASTM审核。

LLM设备认证流程

实验室对导电服、绝缘绳/杆执行三类测试：视觉检查、电阻测量（如手套与夹克间阻值）、屏蔽效率评估。通过后生成详细报告，确保设备符合国际安全规范。

多领域研究协同

除LLM外，实验室在动态增容(Dynamic Line Rating)领域开发了AI黑冰模型与分布式传感器；雷电防护方向延续Tibor Horváth的“吸引体积”理论，聚焦新能源系统保护；绝缘诊断则通过恢复电压法(Recovery Voltage Method, RVM)评估变压器老化状态；静电应用研究包括提升口罩过滤效率的静电纺丝技术。

该实验室通过将教育、科研与标准化工作结合，构建了完整的LLM技术生态。其开发的工具与测试方法不仅降低了作业风险，更通过IEEE、IEC等国际标准推广至全球。尤其值得注意的是，实验室将高压技术延伸至公共教育领域，如通过特斯拉线圈音乐会将科学与艺术融合，激发了公众对工程技术的兴趣。这项研究不仅解决了电力行业的安全痛点，更为高电压技术的跨界创新提供了范本，对保障能源转型中的电网韧性具有长远意义。