馬 雷，白家琨

0 引言

隨著鐵路跨越式發(fā)展和鐵路體制改革的進一步深入，鐵路運輸正向著高速、重載、高密度方向邁進，電氣化區(qū)段接觸網(wǎng)檢修作業(yè)方式也發(fā)生了改變。為緩和運輸與檢修的矛盾，進一步提高鐵路運輸能力，接觸網(wǎng)“V”形天窗停電檢修作業(yè)方式（雙線電氣化區(qū)段上下行接觸網(wǎng)分別停電開天窗方式稱為“V”形天窗，利用“V”形天窗進行接觸網(wǎng)設(shè)備檢修作業(yè)稱為“V”形天窗接觸網(wǎng)檢修作業(yè)）被越來越多地應(yīng)用于繁忙干線雙線電氣化區(qū)段，由于作業(yè)時存在電氣干擾，給停電區(qū)段的接觸網(wǎng)作業(yè)安全構(gòu)成威脅。本文主要通過4個典型事故案例對接觸網(wǎng)“V”形天窗停電檢修作業(yè)中的潛在危險因素進行分析，并針對相關(guān)問題提出一些預(yù)防措施。

1 “V”形天窗停電作業(yè)中的潛在危險因素

現(xiàn)階段接觸網(wǎng)停電檢修多采用“V”形天窗作業(yè)形式，作業(yè)過程中存在感應(yīng)電壓、穿越電流、開口電壓、強電侵入等潛在危險因素。

1.1 感應(yīng)電壓

1.1.1 感應(yīng)電觸電傷害案例

（1）事故經(jīng)過。2009年3月1日，某接觸網(wǎng)工區(qū)在某區(qū)間下行進行“V”形天窗停電作業(yè)。當某作業(yè)人員登上087#柱準備進行絕緣子清掃時，一只手觸碰到水平拉桿后遭受感應(yīng)電從支柱上摔下，造成該作業(yè)人員輕傷事故。

（2）事故原因。作業(yè)人員登高作業(yè)未扎好安全帶且作業(yè)區(qū)段兩接地線間距過長（大于1000 m）沒有按照規(guī)定增設(shè)接地線。

1.1.2 感應(yīng)電觸電傷害原因分析

（1）停電設(shè)備上的感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓包括靜電感應(yīng)電壓及電磁感應(yīng)電壓2部分。靜電感應(yīng)電壓在感應(yīng)電壓中起主導(dǎo)和決定作用。

a.靜電感應(yīng)電壓。處在運行設(shè)備電場中的停電設(shè)備，由于靜電耦合在停電設(shè)備上產(chǎn)生的對地零序電壓即為靜電感應(yīng)電壓。“V”形天窗停電作業(yè)情況下，未停電的接觸網(wǎng)將在臨近停電的接觸網(wǎng)附近空間產(chǎn)生高壓電場，從而在停電線路接觸網(wǎng)各線索上產(chǎn)生感應(yīng)電位，其大小與上下行線路的間距、平行長度及氣象狀況有關(guān)，有時可高達數(shù)千伏。

b.電磁感應(yīng)電壓。處在運行設(shè)備磁場中的停電設(shè)備，由于電磁耦合在停電設(shè)備上感應(yīng)的對地零序電壓，稱為電磁感應(yīng)電壓?！癡”形天窗停電作業(yè)情況下，不停電接觸網(wǎng)通過牽引交流電流時，在其周圍產(chǎn)生交變電磁場，交變電磁場在停電線路接觸網(wǎng)各線索上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢與供電臂長度成正比，與兩供電臂間的距離成反比，同時還與牽引電流的大小有關(guān)，當發(fā)生短路時影響更大。

（2）感應(yīng)電觸電傷害原因?！癡”形天窗停電作業(yè)情況下，當人體碰到處于地電位之上的接觸網(wǎng)上的金屬部件時，雖然產(chǎn)生的感應(yīng)電流很小不足以對人身安全構(gòu)成威脅，但是如果作業(yè)人員與地接觸不良，突然的麻電會使作業(yè)人員的神經(jīng)系統(tǒng)受到刺激，則有可能引起高空摔跌事故。

1.2 穿越電流

1.2.1 穿越電流觸電傷害案例

（1）事故經(jīng)過。2009年4月6日，某接觸網(wǎng)工區(qū)進行“V”形天窗停電作業(yè)，接好地線后，某作業(yè)人員攀登至22#支柱腕臂底座處，用手握住腕臂底座固定螺栓時，感覺螺栓有電并且不能擺脫，最后該作業(yè)人員由支柱上墜落到地面。

（2）事故原因。進行“V”形天窗停電作業(yè)時未對回流線接地封線，穿越電流經(jīng)回流線—接地跳線—螺栓—人體—支柱進入大地，致使作業(yè)人員觸電摔落。

1.2.2 穿越電流觸電傷害原因分析

（1）穿越電流的成因?！癡”形天窗停電作業(yè)時，停電線路與不停電線路的接觸網(wǎng)利用絕緣裝置可以隔開，但由于上下行鋼軌通過車站渡線及道岔，以及大地是互相連通的，所以牽引電流通過鋼軌回流時，上下行鋼軌均有牽引電流流過。當停電線路的接觸網(wǎng)作業(yè)掛、接地線（通常是要和鋼軌相聯(lián)）時，作業(yè)區(qū)兩端的地線將鋼軌與接觸網(wǎng)（含回流線）并聯(lián)，必然在接觸網(wǎng)（含回流線）上產(chǎn)生分流，現(xiàn)場稱之為穿越電流，穿越電流的大小與接觸網(wǎng)、鋼軌和大地的電氣參數(shù)以及電力機車運行位置有關(guān)。由于條件限制上下行共用一條回流線時穿越電流會更加嚴重。

（2）穿越電流傷害原因。“V”形天窗停電作業(yè)情況下，穿越電流流過金屬導(dǎo)體會造成金屬導(dǎo)體電位抬升，當人體碰到處于地電位之上的接觸網(wǎng)上的金屬部件時，人體與金屬物體并聯(lián)流過穿越電流造成觸電傷害，加之感應(yīng)電壓的的存在，雖然人體分流較小，但情況嚴重時足以產(chǎn)生人體不宜擺脫的電流（人能夠擺脫觸電的電流平均值為10 mA），長時間接觸會導(dǎo)致人體電阻下降，最終造成觸電死亡事故。

1.3 開路作業(yè)開口電壓

1.3.1 開口電壓觸電傷害案例

（1）事故經(jīng)過。2000年7月8日，某接觸網(wǎng)工區(qū)在某站更換負荷開關(guān)的設(shè)備線夾。當線夾更換完畢準備連接開關(guān)引線時，一名作業(yè)人員左手拿著引線，右手準備緊螺栓時，不幸觸電死亡。

（2）事故原因。作業(yè)人員進行隔離開關(guān)檢修作業(yè)前未使用等位線先行等位連接便開始作業(yè)，致使開口電壓作用于人身造成觸電死亡。

1.3.2 開口電壓觸電傷害原因分析

（1）接觸網(wǎng)開路（開口電壓）的形成?！癡”形天窗停電作業(yè)時，若作業(yè)區(qū)段內(nèi)的接觸網(wǎng)與接地線構(gòu)成的回路出現(xiàn)開路情況時，會造成接觸網(wǎng)開路，例如：作業(yè)區(qū)段設(shè)有分段絕緣器，且隔離開關(guān)處于分閘位；作業(yè)區(qū)段設(shè)有電分段錨段關(guān)節(jié)，且隔離開關(guān)處于分閘位或電連接器斷線；進行斷線接續(xù)作業(yè)；斷開吸上線檢修作業(yè)；更換火花間隙和斷開支柱下部地線的檢修作業(yè)；檢修開關(guān)、電連接器及更換超過5 m長的導(dǎo)體或成串絕緣子；拆除接地線時先拆除接地側(cè)。

（2）開口電壓觸電傷害的原因?！癡”形天窗停電作業(yè)時如果作業(yè)區(qū)發(fā)生開路，當人體串聯(lián)于導(dǎo)電回路開口處，開口電壓會直接加在人體上，導(dǎo)電回路中的感應(yīng)電流會流過人體造成電擊，如果未停電線路上有電力機車取流時，導(dǎo)電回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流與穿越電流的疊加，2種電流的疊加（尤其是穿越電流）會給人體帶來很大的危害，輕者可能灼傷，重者可能造成生命危險。

1.4 強電侵入

1.4.1 強電侵入案例

（1）事故經(jīng)過。2008年11月10日，某接觸網(wǎng)工區(qū)在某站進行“V”形天窗停電作業(yè)，某電力機車誤闖無電區(qū)，短路電流造成分段絕緣器的導(dǎo)流滑道燒損，絕緣子熏黑，由于接地線裝設(shè)牢固，未造成人員傷亡。

（2）事故原因。車站值班員對停電范圍不清楚，造成電力機車誤進無電區(qū)。

1.4.2 強電侵入原因分析

“V”形天窗停電作業(yè)時，停電線路與不停電線路的接觸網(wǎng)之間是依靠上下行隔斷絕緣子和渡線分段絕緣器來隔開的。當絕緣閃絡(luò)、擊穿或電力機車受電弓從有電側(cè)通過絕緣錨段關(guān)節(jié)或分段絕緣器誤闖無電區(qū)時，將會導(dǎo)致高壓電侵入。接觸網(wǎng)的額定電壓為25 kV，強電侵入會對人身及設(shè)備安全構(gòu)成嚴重威脅。

1.5 鋼軌電位升高

1.5.1 鋼軌電位升高的原因

電氣化鐵路的鋼軌除了作為列車的走行導(dǎo)軌之外，還是牽引回流的重要通道之一（“半段效應(yīng)”無法消除），牽引回流電經(jīng)鋼軌返回牽引變電所途中，會有電流泄漏入大地，由于泄漏電流擴散時，受到道床和大地的阻尼作用，從而使鋼軌呈現(xiàn)一定的電位。

1.5.2 鋼軌電位升高的危害

鋼軌電位升高可能帶來的問題：對軌道電路的工作性能造成不利影響；可導(dǎo)致道岔處、大橋連接處、鋼軌接縫處發(fā)生火花放電，致使絕緣節(jié)、鋼軌與軌枕間絕緣墊板、信號機設(shè)備老化，嚴重時甚至燒毀；容易引起靜電火花，甚至可能導(dǎo)致油料等危險性物質(zhì)發(fā)生燃燒和爆炸；對人身安全構(gòu)成威脅。

“V”形天窗停電作業(yè)時，由于未停電的線路上會有電力機車取流，一般普通速度的電力機車牽引電流大致為 200～400 A，正常運行的牽引電流經(jīng)鋼軌泄漏時，鋼軌電位很低，通常小于10～20 V，不會影響信號和通信設(shè)備的工作，也不會對觸及鋼軌的人員構(gòu)成威脅。隨著重載列車、高速列車的發(fā)展，牽引電流越來越大，例如重載列車的牽引電流可達 700～800 A，高速動車組的牽引電流可超過1000 A，因此鋼軌電位的升高也就不能忽視了。

2 “V”形天窗停電作業(yè)潛在危險的預(yù)防

2.1 預(yù)防感應(yīng)電壓傷害的措施

（1）地線是電氣檢修人員的安全線及生命線。掛地線可有效消除和降低感應(yīng)電壓，是防止突然來電、免遭感應(yīng)電壓傷害、保護人身安全的可靠措施。

（2）接觸網(wǎng)“V”形天窗停電作業(yè)時，如果作業(yè)范圍超過1000 m，還必須增設(shè)接地線。對于牽引變電所、開閉所、分區(qū)亭出口處、雙回線路等處所“V”形天窗停電作業(yè)時感應(yīng)電壓較大，應(yīng)視情況增設(shè)接地線。

（3）采用梯車作業(yè)時，加掛1組隨車地線，采用作業(yè)車作業(yè)時，在作業(yè)車作業(yè)平臺兩端加掛隨車地線，以確保作業(yè)人員所承受的感應(yīng)電壓時刻在安全范圍內(nèi)（也可直接采用絕緣梯車，類似于等電位帶電作業(yè)）。

（4）正確和規(guī)范使用勞保用品和絕緣工具，如作業(yè)時按規(guī)定穿工作鞋（絕緣膠鞋）、戴勞保手套，使用絕緣手套、絕緣棒等絕緣工具。

2.2 預(yù)防穿越電流傷害的措施

穿越電流的預(yù)防，在沒有開路作業(yè)開口電壓的情況下，采用上述第2.1節(jié)中感應(yīng)電壓的預(yù)防措施，完全可以避免穿越電流的傷害。因為當接觸網(wǎng)線索上（接觸線和回流線）接好地線以后，線索上的電位被強制降低到與鋼軌電位相同，作業(yè)人員在碰觸到有穿越電流的接觸網(wǎng)線索及其金屬零件時是一種近似的等電位作業(yè)（接觸點的電位差很小），而作業(yè)人員包括作業(yè)機具的阻抗遠大于線索和接地線的阻抗，穿越電流對作業(yè)組人員產(chǎn)生的分流可視為開路，不會對作業(yè)組人員造成危害，因此可以保證人身安全。

2.3 預(yù)防開路作業(yè)開口電壓傷害的措施

“V”形天窗停電作業(yè)時要盡量避免作業(yè)區(qū)接觸網(wǎng)與接地線構(gòu)成的回路發(fā)生開路現(xiàn)象，如果必須開路作業(yè)時，一定要按照“V”形天窗停電作業(yè)有關(guān)規(guī)定采取相應(yīng)的安全措施，如短接線連接等電位、采取旁路措施等，以避免開路作業(yè)開口電壓直接作用于人體發(fā)生觸電傷害。

2.4 預(yù)防強電侵入的措施

對強電侵入的最有效的防護措施是在作業(yè)地點兩端裝設(shè)可靠的接地線。此外，要求行車部門不得將電力機車放入無電區(qū)段，為此就要求駐站聯(lián)絡(luò)員要不間斷地監(jiān)視接近作業(yè)區(qū)段運行的電力機車，嚴防電力機車闖入無電區(qū)。應(yīng)加強雙線區(qū)段站場軟橫跨的上下行隔斷絕緣子及站場內(nèi)分段絕緣器的橋式絕緣子的絕緣水平，以防止作業(yè)時絕緣子發(fā)生閃絡(luò)或擊穿對人身造成傷害。

2.5 鋼軌電位升高相關(guān)問題的探討

理想的工作電位是保持與大地相等的零電位，由于鋼軌電位的升高使得接觸網(wǎng)“V”形天窗停電作業(yè)中的“接地”（地線接在鋼軌上）就不是真正意義上的接地，相對理想的工作零電位而言，升高的鋼軌電位是一種廣義的過電壓，并且筆者認為接觸網(wǎng)“V”形天窗停電作業(yè)的性質(zhì)是一種廣義上的等電位帶電作業(yè)，一些相應(yīng)的安全措施應(yīng)借鑒帶電作業(yè)的有關(guān)規(guī)定來辦理執(zhí)行。

3 結(jié)束語

本文通過對幾個典型“V”形天窗停電作業(yè)觸電事故案例的介紹，總結(jié)分析了接觸網(wǎng)“V”形天窗停電檢修作業(yè)中的潛在危險因素，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。因此，在進行接觸網(wǎng)“V”形天窗停電檢修作業(yè)時，應(yīng)要求職工加強對“V”形天窗停電作業(yè)中潛在危險因素的認識和理解，嚴格按照標準化作業(yè)程序操作，保證作業(yè)安全。

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