配電線路感應(yīng)電分析和防范措施

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)電的場所等，并結(jié)合配網(wǎng)運行、檢修、改造施工的特點，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

運行中的高壓輸電線路對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，將在鄰近空間產(chǎn)生高壓電場，使空間各點具備一定的電位。處于電場中的停電配電線路或者長金屬導(dǎo)體，由于電容效應(yīng)產(chǎn)生靜電耦合，會產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓。若系統(tǒng)三相對稱，且運行線路對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。實際系統(tǒng)中，由于運行線路三相導(dǎo)線對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產(chǎn)生未被平衡的交變磁場。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，將產(chǎn)生縱向感應(yīng)電動勢。由于電磁耦合三相互感不平衡，在停電線路上感應(yīng)的對地零序電壓，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，運行線路的磁場在檢修線路上感應(yīng)的電動勢也不相等，電壓的矢量和即為檢修配電線路或長導(dǎo)體的電磁感應(yīng)電壓。

2 感應(yīng)電的危害

電擊對人體造成損傷的主要因素是流經(jīng)人體的電流值，國際電工委員會對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)文獻資料，某單位進行了500 kV高壓輸電線路與10 kV配電線路感應(yīng)電的實測。10 kV配電線路處于冷備用狀態(tài)時，其感應(yīng)電為900～2 400 V；配電線路處于檢修狀態(tài)時，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計算，人體能承受的安全電壓為36 V。

根據(jù)以上實測數(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，如果不采取防護措施，線路上存在的感應(yīng)電將對作業(yè)人員產(chǎn)生致命威脅。

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

案例1，2013-07-18，某供電公司運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)對所轄110 kV線路進行停電登塔檢修，檢修作業(yè)范圍兩端未裝接地線，只在塔上掛設(shè)個人保安線。某作業(yè)人員在導(dǎo)線端轉(zhuǎn)移時，由于身體失去平衡，慌亂中用手抓住個人保安線，致使保安線一端從塔材上脫出，當(dāng)場遭到電擊，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)個人保安線不起作用時，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—651號，666號—667號，670號—671號塔導(dǎo)線下方，多名葡萄種植人員在碰觸葡萄架鐵絲時遭到電擊。

事故原因：666號—667號塔三相導(dǎo)線對地距離、桿塔接地電阻均滿足線路運行要求。當(dāng)手背觸碰鐵絲網(wǎng)時，會出現(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(對地)超過1 000 V。

3 存在感應(yīng)電危險的場所

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、平行長度及氣象狀況有關(guān)。結(jié)合運行單位現(xiàn)場實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)電的場所有：

(1)配電線路與運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—15號塔導(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)存在較強感應(yīng)電，立即在停電線路上進行驗電，驗電器發(fā)出報警，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所的高壓電場通過感應(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)，以提高施工人員對感應(yīng)電壓隱蔽性和危險性的認(rèn)識，自覺執(zhí)行預(yù)防感應(yīng)電觸電的措施。

(2)配電線路運行單位應(yīng)對存在感應(yīng)電的線路進行重點防范，建立感應(yīng)電危險點臺賬，并結(jié)合臨近線路投產(chǎn)情況及時更新危險點臺賬。

(3)嚴(yán)格執(zhí)行工作現(xiàn)場的勘察制度，對危險點臺賬中的危險點及現(xiàn)場實際的臨近平行或交叉帶電線路場所進行實地勘察，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，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；對于土壤電阻率較高的場所，如巖石、瓦礫、沙土等，應(yīng)采用增加接地體根數(shù)、長度、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。目前對配電線路檢修、施工時，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 配電線路驗電誤區(qū)

目前，10 kV驗電器的啟動電壓一般約為2 000 V。由于與高壓輸電線路的平行、交叉的距離不同，在配電線路上實際存在的感應(yīng)電壓大小也不同，在驗電時可能因達(dá)不到驗電器的啟動電壓而造成驗電器不報警，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)電危險點防范的區(qū)域，必須嚴(yán)格落實防感應(yīng)電措施。

5.2 施工作業(yè)時的重要措施

在線路上施工作業(yè)時，將工作范圍內(nèi)的線路用接地線封好、封牢、封實，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，使運動中的導(dǎo)體隨時保持良好接地狀態(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)電的場所進行緊線、附件安裝作業(yè)時，緊線段內(nèi)應(yīng)加掛接地線。

(4)跳線安裝時，應(yīng)將兩端導(dǎo)線先接地后，再進行安裝。

5.4 個人保安線的使用要求

(1)個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)用個人保安線將導(dǎo)線與鐵塔連接。

(2)用于防感應(yīng)電的個人保安線應(yīng)帶絕緣手柄。

(3)不能將個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，用個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)人員穿絕緣鞋進入強電場，此時人體對地絕緣，人體因靜電感應(yīng)而積聚一定的電荷，即人體上會有一定的感應(yīng)電壓。此時，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對接地體放電，當(dāng)放電電流達(dá)到某個定值時，會使人體產(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：

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

(2)在強電場的鐵塔上作業(yè)時，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連接點接觸良好。