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        配電線路感應(yīng)電分析和防范措施

        2014-07-05 00:56:14王旭杰
        電力安全技術(shù) 2014年10期
        關(guān)鍵詞:導(dǎo)線絕緣配電

        王旭杰

        (國網(wǎng)浙江武義縣供電公司,浙江 金華 321200)

        近年來,在電網(wǎng)系統(tǒng)輸配電施工及變電所擴(kuò)建改造施工作業(yè)期間,感應(yīng)電觸電事故逐漸增加。通過分析產(chǎn)生感應(yīng)電的原因、危害及存在感應(yīng)電的場(chǎng)所等,并結(jié)合配網(wǎng)運(yùn)行、檢修、改造施工的特點(diǎn),提出了防范感應(yīng)電的相關(guān)措施。

        1 配電線路產(chǎn)生感應(yīng)電的原因分析

        運(yùn)行中的高壓輸電線路對(duì)附近配電線路的感應(yīng)電一般來自2方面:一是靜電感應(yīng);二是電磁感應(yīng)。如果停電配電線路不接地,則只有感應(yīng)電壓存在;一旦停電線路接地,將產(chǎn)生入地的感應(yīng)電流。

        1.1 靜電感應(yīng)電壓

        高壓輸電線路和下方導(dǎo)體與大地之間存在耦合電容。當(dāng)高壓輸電線路有高壓交流電壓時(shí),將在鄰近空間產(chǎn)生高壓電場(chǎng),使空間各點(diǎn)具備一定的電位。處于電場(chǎng)中的停電配電線路或者長(zhǎng)金屬導(dǎo)體,由于電容效應(yīng)產(chǎn)生靜電耦合,會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓。若系統(tǒng)三相對(duì)稱,且運(yùn)行線路對(duì)停電檢修配電線路或?qū)w的三相分布電容平衡,則三相感應(yīng)電壓的矢量和為0。實(shí)際系統(tǒng)中,由于運(yùn)行線路三相導(dǎo)線對(duì)檢修配電線路的距離不相等,三相分布電容不可能完全平衡,三相感應(yīng)電壓的矢量和不為0,配電線路上即會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓。

        1.2 電磁感應(yīng)電壓

        高壓輸電線路中的交流電流在其周圍空間會(huì)產(chǎn)生未被平衡的交變磁場(chǎng)。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,電流產(chǎn)生的磁力線切割相鄰的電力貫通線時(shí),將產(chǎn)生縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于電磁耦合三相互感不平衡,在停電線路上感應(yīng)的對(duì)地零序電壓,即為電磁感應(yīng)電壓。因三相距離不相等,則互感效應(yīng)各不相同,運(yùn)行線路的磁場(chǎng)在檢修線路上感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)也不相等,電壓的矢量和即為檢修配電線路或長(zhǎng)導(dǎo)體的電磁感應(yīng)電壓。

        2 感應(yīng)電的危害

        電擊對(duì)人體造成損傷的主要因素是流經(jīng)人體的電流值,國際電工委員會(huì)對(duì)交流電通過人體生理效應(yīng)的推薦值,如表1所示。

        表1 交流電通過人體生理效應(yīng)推薦值

        根據(jù)文獻(xiàn)資料,某單位進(jìn)行了500 kV高壓輸電線路與10 kV配電線路感應(yīng)電的實(shí)測(cè)。10 kV配電線路處于冷備用狀態(tài)時(shí),其感應(yīng)電為900~2 400 V;配電線路處于檢修狀態(tài)時(shí),其感應(yīng)電為90~280 V。若以人體電阻為2 000 Ω、流過人體的電流為18 mA計(jì)算,人體能承受的安全電壓為36 V。

        根據(jù)以上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),即便配電線路處于檢修狀態(tài),線路上存在的感應(yīng)電仍然遠(yuǎn)超過人體所能承受的電壓,如果不采取防護(hù)措施,線路上存在的感應(yīng)電將對(duì)作業(yè)人員產(chǎn)生致命威脅。

        現(xiàn)通過以下3起感應(yīng)電實(shí)例,分述典型的感應(yīng)電觸電過程,以提高對(duì)感應(yīng)電危害性的認(rèn)識(shí)。

        案例1,2013-07-18,某供電公司運(yùn)維檢修部變電檢修班在110 kV某變電站工作中,誤將停電檢修間隔的線路側(cè)接地線碰落,作業(yè)人員觸碰到未接地線的設(shè)備引流線,發(fā)生感應(yīng)電觸電事故,造成1人死亡。

        事故原因:該停電檢修間隔出線與某帶電運(yùn)行狀態(tài)的110 kV線路同桿架設(shè),導(dǎo)致停電間隔出線存在感應(yīng)電。

        案例2,2007-04-25,某電業(yè)局線路工區(qū)對(duì)所轄110 kV線路進(jìn)行停電登塔檢修,檢修作業(yè)范圍兩端未裝接地線,只在塔上掛設(shè)個(gè)人保安線。某作業(yè)人員在導(dǎo)線端轉(zhuǎn)移時(shí),由于身體失去平衡,慌亂中用手抓住個(gè)人保安線,致使保安線一端從塔材上脫出,當(dāng)場(chǎng)遭到電擊,手掌和大腿均嚴(yán)重?zé)齻?/p>

        事故原因:110 kV線路上方交叉跨越一條500 kV超高壓輸電線路,由于檢修線路兩端未裝設(shè)接地線,當(dāng)個(gè)人保安線不起作用時(shí),作業(yè)人員受到上方線路感應(yīng)電電擊而受傷。

        案例3,2012-02-16T11:40,750 kV某Ⅱ線650號(hào)—651號(hào),666號(hào)—667號(hào),670號(hào)—671號(hào)塔導(dǎo)線下方,多名葡萄種植人員在碰觸葡萄架鐵絲時(shí)遭到電擊。

        事故原因:666號(hào)—667號(hào)塔三相導(dǎo)線對(duì)地距離、桿塔接地電阻均滿足線路運(yùn)行要求。當(dāng)手背觸碰鐵絲網(wǎng)時(shí),會(huì)出現(xiàn)輕微回彈現(xiàn)象并有手背刺痛感覺,戴上絕緣手套觸碰鐵絲網(wǎng)無此現(xiàn)象。測(cè)量發(fā)現(xiàn),導(dǎo)線下方葡萄架鐵絲上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓(對(duì)地)超過1 000 V。

        3 存在感應(yīng)電危險(xiǎn)的場(chǎng)所

        配電線路上的感應(yīng)電是臨近平行或交叉帶電線路產(chǎn)生的高壓電場(chǎng)通過感應(yīng)產(chǎn)生的,且與帶電線路的電壓、線路之間的距離、平行長(zhǎng)度及氣象狀況有關(guān)。結(jié)合運(yùn)行單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作中遇到的感應(yīng)電情況,經(jīng)分析后認(rèn)為在配電線路施工中容易產(chǎn)生感應(yīng)電的場(chǎng)所有:

        (1)配電線路與運(yùn)行線路近距離平行走線(一般2條線路相距300 m內(nèi));

        (2)配電線路與運(yùn)行線路交叉跨越(穿越);

        (3)敷設(shè)有單芯電纜的溝槽。

        案例1,某10 kV分支10號(hào)—15號(hào)塔導(dǎo)線平行位于500 kV高壓輸電線路下方,某工作人員在該區(qū)域配電線路上作業(yè)施工中,發(fā)現(xiàn)存在較強(qiáng)感應(yīng)電,立即在停電線路上進(jìn)行驗(yàn)電,驗(yàn)電器發(fā)出報(bào)警,且裝設(shè)接地線過程中有弧光產(chǎn)生。

        案例2,某10 kV四保聯(lián)絡(luò)線交叉位于2條220 kV高壓輸電線路下方,工作人員在該區(qū)域配電線路上作業(yè)施工中,發(fā)現(xiàn)存在較強(qiáng)的感應(yīng)電。

        4 配電線路防感應(yīng)電措施

        感應(yīng)電是臨近平行或交叉帶電線路場(chǎng)所的高壓電場(chǎng)通過感應(yīng)產(chǎn)生的,因此具有一定的隱蔽性,極易引發(fā)人員觸電和高空墜落事故。為了預(yù)防感應(yīng)電對(duì)配電線路上工作人員的傷害,現(xiàn)提出以下幾種防范措施。

        4.1 事前防范措施

        (1)組織配電線路運(yùn)行、施工人員學(xué)習(xí)感應(yīng)電壓產(chǎn)生的原理以及影響感應(yīng)電壓大小的相關(guān)因素(電壓、電流、距離等),以提高施工人員對(duì)感應(yīng)電壓隱蔽性和危險(xiǎn)性的認(rèn)識(shí),自覺執(zhí)行預(yù)防感應(yīng)電觸電的措施。

        (2)配電線路運(yùn)行單位應(yīng)對(duì)存在感應(yīng)電的線路進(jìn)行重點(diǎn)防范,建立感應(yīng)電危險(xiǎn)點(diǎn)臺(tái)賬,并結(jié)合臨近線路投產(chǎn)情況及時(shí)更新危險(xiǎn)點(diǎn)臺(tái)賬。

        (3)嚴(yán)格執(zhí)行工作現(xiàn)場(chǎng)的勘察制度,對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)臺(tái)賬中的危險(xiǎn)點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的臨近平行或交叉帶電線路場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)地勘察,作業(yè)前應(yīng)制定明確的防范措施。

        (4)位于與高壓線路平行、交叉的絕緣架空配電線路的桿位,建議每個(gè)基桿均安裝接地環(huán)。

        (5)位于與高壓線路平行、交叉的架空配電線路鐵塔的接地電阻,應(yīng)符合要求。

        (6)與其他電纜同槽敷設(shè)的單芯電纜應(yīng)按“品”字型安裝。

        4.2 接地工具要求

        防感應(yīng)電所使用的接地線必須是合格產(chǎn)品,所使用的接地工具還應(yīng)遵守以下規(guī)定:

        (1)作業(yè)使用的個(gè)人保安接地線的截面積,不得小于16 mm2;

        (2)線路所使用的接地線的截面積,不得小于25 mm2;

        (3)接地線應(yīng)采用編織銅線,并由完整的絕緣皮包裹;

        (4)接地線兩端應(yīng)有專用的線夾,安裝連接必須可靠,不得用纏繞方式連接;

        (5)在地面打樁作為接地端時(shí),接地棒宜采取鍍鋅工藝,其截面不應(yīng)小于190 mm2(如φ16圓鋼),插入地下的深度應(yīng)大于0.6 m;對(duì)于土壤電阻率較高的場(chǎng)所,如巖石、瓦礫、沙土等,應(yīng)采用增加接地體根數(shù)、長(zhǎng)度、截面積或埋設(shè)深度等措施,以達(dá)到降低接地電阻的目的。

        5 防感應(yīng)電觸電傷害的措施

        防感應(yīng)電觸電事故有2種方法:一種是采用等電位施工,另一種是采用零電位施工。目前對(duì)配電線路檢修、施工時(shí),防感應(yīng)電觸電傷害主要采用零電位施工,就是將檢修、施工的配電線路接地,使施工作業(yè)線路的電位與大地相同,避免感應(yīng)電傷害。

        5.1 配電線路驗(yàn)電誤區(qū)

        目前,10 kV驗(yàn)電器的啟動(dòng)電壓一般約為2 000 V。由于與高壓輸電線路的平行、交叉的距離不同,在配電線路上實(shí)際存在的感應(yīng)電壓大小也不同,在驗(yàn)電時(shí)可能因達(dá)不到驗(yàn)電器的啟動(dòng)電壓而造成驗(yàn)電器不報(bào)警,誤導(dǎo)作業(yè)人員認(rèn)定作業(yè)線路上無電壓。因此,在已列入感應(yīng)電危險(xiǎn)點(diǎn)防范的區(qū)域,必須嚴(yán)格落實(shí)防感應(yīng)電措施。

        5.2 施工作業(yè)時(shí)的重要措施

        在線路上施工作業(yè)時(shí),將工作范圍內(nèi)的線路用接地線封好、封牢、封實(shí),這是防感應(yīng)電傷害至關(guān)重要的措施。

        (1)接地線安裝必須先接接地端,后接導(dǎo)體端;接地線拆除必須先拆導(dǎo)體端,后拆接地端。

        (2)裝拆接地線應(yīng)使用絕緣棒和戴絕緣手套,人體不得觸碰金屬部分,并應(yīng)與接地線保持足夠的安全距離。

        (3)若有感應(yīng)電反映在停電線路上,應(yīng)在工作點(diǎn)10 m內(nèi)加掛接地線。

        (4)由于感應(yīng)電是有源的,在裝設(shè)接地線后并不能消除感應(yīng)電,僅是將施工作業(yè)設(shè)備的感應(yīng)電壓鉗制在低電位,一旦接地線脫離設(shè)備,設(shè)備上立即出現(xiàn)電壓,所以在施工作業(yè)過程中應(yīng)采取措施防止接地線脫離設(shè)備,確保接地牢固、有效。

        (5)接地線、接地樁的阻抗大小對(duì)線路感應(yīng)電壓影響很大,所以應(yīng)采用低阻抗的接地線,并且接地端應(yīng)可靠接地。

        5.3 放線、拆線的防感應(yīng)電措施

        (1)在張力放線過程中,必須在牽引導(dǎo)線或牽引繩上裝設(shè)接地滑車,使運(yùn)動(dòng)中的導(dǎo)體隨時(shí)保持良好接地狀態(tài)。

        (2)牽引設(shè)備和張力設(shè)備應(yīng)可靠接地。設(shè)備操作人員應(yīng)站在干燥的絕緣墊上,并不得與未站在絕緣墊上的人員接觸。

        (3)在產(chǎn)生感應(yīng)電的場(chǎng)所進(jìn)行緊線、附件安裝作業(yè)時(shí),緊線段內(nèi)應(yīng)加掛接地線。

        (4)跳線安裝時(shí),應(yīng)將兩端導(dǎo)線先接地后,再進(jìn)行安裝。

        5.4 個(gè)人保安線的使用要求

        (1)個(gè)人保安線一般在鐵塔上的施工作業(yè)過程中,用于導(dǎo)線與鐵塔的同電位鉗制。施工作業(yè)前,應(yīng)用個(gè)人保安線將導(dǎo)線與鐵塔連接。

        (2)用于防感應(yīng)電的個(gè)人保安線應(yīng)帶絕緣手柄。

        (3)不能將個(gè)人保安線代替接地線使用。

        (4)在存在感應(yīng)電的電桿上作業(yè)施工時(shí),用個(gè)人保安線連接鐵件與導(dǎo)線是不能防范感應(yīng)電的,應(yīng)使用接地線來降低導(dǎo)線的感應(yīng)電電位。

        5.5 屏蔽服的使用要求

        在線路檢修作業(yè)過程中,作業(yè)人員穿絕緣鞋進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng),此時(shí)人體對(duì)地絕緣,人體因靜電感應(yīng)而積聚一定的電荷,即人體上會(huì)有一定的感應(yīng)電壓。此時(shí),若人體裸露部分觸碰到接地體(如鐵塔),人體上積聚的電荷會(huì)對(duì)接地體放電,當(dāng)放電電流達(dá)到某個(gè)定值時(shí),會(huì)使人體產(chǎn)生刺痛感,甚至產(chǎn)生傷害。在線路檢修過程中,作業(yè)人員應(yīng)做到以下2點(diǎn):

        (1)在存在感應(yīng)電的鐵塔上作業(yè)時(shí),登塔人員不可以穿絕緣鞋;

        (2)在強(qiáng)電場(chǎng)的鐵塔上作業(yè)時(shí),應(yīng)穿全套屏蔽服(包括導(dǎo)電手套和導(dǎo)電鞋),并確保屏蔽服的各個(gè)連接點(diǎn)接觸良好。

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