帶電作業(yè)危險(xiǎn)率及事故率分析

李如虎

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，廣西 南寧 530023)

帶電作業(yè)危險(xiǎn)率及事故率分析

李如虎

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，廣西 南寧 530023)

介紹了確定帶電作業(yè)安全距離的2種方法，分析了導(dǎo)致帶電作業(yè)事故的原因，引出帶電作業(yè)的危險(xiǎn)率及事故率指標(biāo)。并分析指出，帶電作業(yè)的事故率并不等同于其危險(xiǎn)率，在遵守安全規(guī)程的前提下，事故概率很小。而現(xiàn)實(shí)情況是帶電作業(yè)事故時(shí)有發(fā)生，其基本原因都是違反安全規(guī)程，進(jìn)一步證明了遵守規(guī)程的重要性。

帶電作業(yè)；安全距離；危險(xiǎn)率；事故率

1 確定帶電作業(yè)安全距離的方法

確定帶電作業(yè)安全距離的方法有2種：慣用法和統(tǒng)計(jì)法。

1.1 慣用法

慣用法是早期絕緣配合的習(xí)慣用法。使用慣用法時(shí)，是考慮作用在絕緣(空氣間隙)上的“最大過電壓”和絕緣本身的“最低耐壓強(qiáng)度”，并增加適當(dāng)?shù)陌踩６冗M(jìn)行絕緣配合。通常增加20 %的安全裕度，以補(bǔ)償絕緣參數(shù)的誤差，同時(shí)防止一些極端工況同時(shí)出現(xiàn)的情況。但這樣會(huì)擴(kuò)大安全距離，增加了作業(yè)難度，甚至限制了帶電作業(yè)的開展，還容易給人一種“絕對(duì)安全”的假象。

1.2 統(tǒng)計(jì)法

統(tǒng)計(jì)法是用數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)則定量描述絕緣過電壓放電的可能性，制定出能被大家接受的危險(xiǎn)率指標(biāo)，用來衡量安全水平的高低。統(tǒng)計(jì)法不僅不會(huì)造成“絕對(duì)安全”的錯(cuò)覺，還能避免不必要的過大裕度，在保證安全的條件下增加了帶電作業(yè)項(xiàng)目的靈活度，既安全又經(jīng)濟(jì)。

2 帶電作業(yè)危險(xiǎn)率

2.1 危險(xiǎn)率的定義

通常將帶電作業(yè)間隙每發(fā)生1次過電壓時(shí)，該間隙發(fā)生放電的概率稱為帶電作業(yè)危險(xiǎn)率，其統(tǒng)計(jì)學(xué)意義為：假設(shè)過電壓幅值的概率密度分布函數(shù)為Po(U)，空氣間隙在沖擊電壓下的放電電壓概率分布函數(shù)為Pd(U)，2者都呈正態(tài)分布，則曲線Po(U)和曲線Pd(U)相交區(qū)域R就是安全距離下發(fā)生放電的概率，如圖1所示。

2.2 危險(xiǎn)率的計(jì)算

帶電作業(yè)危險(xiǎn)率可按GB/T 19185—2008《交流線路帶電作業(yè)安全距離計(jì)算方法》規(guī)定的方法進(jìn)行計(jì)算。

圖1 危險(xiǎn)率的統(tǒng)計(jì)意義

如圖1所示，如果把帶電作業(yè)時(shí)的間隙加大，這就相當(dāng)于把曲線1向右移到曲線2的位置，此時(shí)它與曲線Po(U)相交后的面積從R1縮小到R2，表示其危險(xiǎn)率減小。相反，若把帶電作業(yè)時(shí)的間隙減小，相當(dāng)于把曲線1向左移到曲線3的位置，它與曲線Po(U)相交后的面積從R1加大到R3，表示其危險(xiǎn)率增加。

通常使用簡化統(tǒng)計(jì)法(過電壓超過US的概率為2 %，絕緣在UW作用下的耐受概率為90 %)進(jìn)行計(jì)算，假定：過電壓和絕緣放電概率都是已知標(biāo)準(zhǔn)偏差的高斯分布。這樣就可以用1個(gè)點(diǎn)來代表過電壓分布及電氣強(qiáng)度分布。通常用統(tǒng)計(jì)過電壓US代表絕緣的整個(gè)分布，用絕緣的統(tǒng)計(jì)耐受電壓UW代表絕緣的整體分布，同時(shí)引入統(tǒng)計(jì)安全因數(shù)γ，這3者之間有如下關(guān)系：

3 帶電作業(yè)容許的危險(xiǎn)率

2004年，我國帶電作業(yè)容許的危險(xiǎn)率為R≤1.0×10-5，以此為依據(jù)在《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(線路部分)》和《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力安全工作規(guī)程》規(guī)定了500 kV帶電作業(yè)安全距離為3.4 m(比DL 409—91老版《安規(guī)》規(guī)定的3.6 m縮小了0.2 m)。

1.0×10-5是表示1/10萬的概率，就是說在某一安全距離下進(jìn)行帶電作業(yè)，平均遇到10萬次過電壓只有1次會(huì)發(fā)生放電。若大于此安全距離，則發(fā)生放電的概率小于1.0×10-5，更安全；若小于此安全距離，則發(fā)生放電的概率大于1.0×10-5，違反規(guī)程。沒有過電壓，在保證安全距離的情況下肯定不會(huì)發(fā)生放電。顯然，在遵守安全規(guī)定情況下放電的幾率是很小的。

4 帶電作業(yè)危險(xiǎn)率與事故率

按危險(xiǎn)率的定義，是假定帶電作業(yè)時(shí)遇到了過電壓，而實(shí)際上并非每次作業(yè)都會(huì)遇到過電壓。若作業(yè)中沒有遇到過電壓，就不作為危險(xiǎn)率統(tǒng)計(jì)。例如10次帶電作業(yè)中可能只有1次出現(xiàn)過電壓，而在10萬次過電壓中可能只出現(xiàn)1次放電，也就是說在100萬次帶電作業(yè)中才可能出現(xiàn)1次放電。如果是十幾次或幾十次帶電作業(yè)中才出現(xiàn)1次過電壓的話，那就是幾百萬次或千萬次帶電作業(yè)中才出現(xiàn)1次放電，且這次放電是作業(yè)人員恰好在安全距離下遇到瞬間過電壓而發(fā)生的。如果發(fā)生過電壓瞬間，作業(yè)人員對(duì)帶電導(dǎo)線的距離大于安全距離的話，既不會(huì)發(fā)生放電，也不會(huì)發(fā)生事故。顯然，理論推導(dǎo)危險(xiǎn)率時(shí)假想的情況與實(shí)際的情況有很大的不同。

另外，在確定帶電作業(yè)安全距離的放電電壓時(shí)，是用放電比較容易的正極性操作波做試驗(yàn)得出的。實(shí)際上，在系統(tǒng)過電壓中，正、負(fù)極性操作波出現(xiàn)的概率是相同的，有50 %概率的負(fù)極性操作波不會(huì)發(fā)生放電，只有50 %概率的正極性操作波才會(huì)發(fā)生放電。

如果再進(jìn)一步考慮，上述放電概率是使用250/2 500 μs標(biāo)準(zhǔn)操作波做試驗(yàn)得出的，它與系統(tǒng)實(shí)際出現(xiàn)的過電壓波形不相符，因而放電的概率也不同。

考慮到以上因素后，帶電作業(yè)在某一個(gè)區(qū)域內(nèi)的事故率用以下公式計(jì)算才符合實(shí)際情況：

式中，N(次/100 km·年)為帶電作業(yè)事故率；m為平均每年帶電作業(yè)天數(shù)；t1為每天平均帶電作業(yè)時(shí)間(h)；t2為每小時(shí)平均在小于安全距離下停留的時(shí)間(min)；n為每100 km線路每年平均倒閘操作及事故跳閘次數(shù)(次/100 km·年)；K為正、負(fù)極性操作波出現(xiàn)的概率，一般為K=0.5；R為安全距離下工作的危險(xiǎn)率。

公式(2)表達(dá)了事故率與危險(xiǎn)率的關(guān)系。事故率與危險(xiǎn)率不相同，危險(xiǎn)率是無量綱的數(shù)值，而事故率則是每100 km線路在1年中發(fā)生事故的次數(shù)統(tǒng)計(jì)值，以“次/100 km·年”為單位。

舉例說明：某公司處于1 000 m海拔以下地區(qū)的500 kV線路2 000 km，每年系統(tǒng)內(nèi)平均倒閘操作和事故跳閘300次。每年該公司有200天進(jìn)行帶電作業(yè)，每天平均帶電作業(yè)6 h，每小時(shí)作業(yè)人員有30 min在小于安全距離3.4 m情況下工作。則該公司的帶電作業(yè)事故率為：

即相當(dāng)于該公司在2 000 km 500 kV線路上帶電作業(yè)約1萬年才會(huì)出現(xiàn)1次事故。所以，只要在作業(yè)中保持安全距離，遵守安全規(guī)程，帶電作業(yè)事故率幾乎為0。

上述事故率僅僅是針對(duì)帶電作業(yè)時(shí)人體正好在小于安全距離情況下發(fā)生過電壓放電而言的；在人體對(duì)帶電導(dǎo)線的距離大于安全距離時(shí)，即使發(fā)生過電壓，也不會(huì)發(fā)生放電，所以放電的幾率，也就是事故發(fā)生的可能性很小。但帶電作業(yè)事故的原因有多方面，具體如下所示。

(1) 人體對(duì)帶電導(dǎo)線的距離小于安全距離而此時(shí)正好發(fā)生過電壓，對(duì)人體放電。

(2) 人體接近或接觸到帶電的導(dǎo)線，在正常運(yùn)行電壓下發(fā)生放電。

(3) 絕緣工具有效絕緣長度不夠、老化變質(zhì)、臟污受潮，使絕緣強(qiáng)度降低，發(fā)生放電。

(4) 承力工具的機(jī)械強(qiáng)度、夾具的夾緊度不夠，使工具發(fā)生斷裂、滑脫、折斷、倒塌等機(jī)械事故。

(5) 天氣突然變化，應(yīng)對(duì)不及時(shí)、不恰當(dāng)。

(6) 工作負(fù)責(zé)人監(jiān)護(hù)不到位、錯(cuò)誤指揮。

(7) 作業(yè)人員誤碰帶電導(dǎo)線或把帶電導(dǎo)線誤認(rèn)為無電而造成觸電；誤認(rèn)為絕緣架空地線或與帶電線路附近平行的停電線路沒有電（而實(shí)際是有靜電感應(yīng)），徒手接觸線路，造成觸電。

(8) 沒有系好安全帶，在上下桿塔或在塔上轉(zhuǎn)移位置時(shí)跌落。

(9) 高處落物傷人或打碎下層帶電設(shè)備。

(10) 其他違反安規(guī)的行為，如不戴安全帽、監(jiān)護(hù)人參與地面操作等。

上述分析的帶電作業(yè)事故率低，僅僅是針對(duì)帶電作業(yè)人員恰好處在安全距離時(shí)發(fā)生過電壓放電的特殊情況，如果考慮其他原因，帶電作業(yè)事故率就不會(huì)如此小。但是，只要遵守帶電作業(yè)規(guī)程和其他方面的規(guī)章制度，帶電作業(yè)事故也可以完全避免。

5 結(jié)束語

計(jì)算帶電作業(yè)安全距離的方法有慣用法和統(tǒng)計(jì)法2種，后者比前者更合理、更科學(xué)，它的推廣應(yīng)用促進(jìn)了帶電作業(yè)的發(fā)展，減少了受制于安全距離而不能開展帶電作業(yè)的塔型或項(xiàng)目。

當(dāng)前帶電作業(yè)危險(xiǎn)率的標(biāo)準(zhǔn)取R≤1.0×10-5，即在某一個(gè)安全距離下帶電作業(yè)，在遇到105次過電壓中，有1次會(huì)發(fā)生放電，幾率十分微小。同時(shí)，事故率并不等于危險(xiǎn)率，按照計(jì)算，在遵守了安全距離規(guī)定的條件下發(fā)生事故的概率幾乎為0，絕大部分帶電作業(yè)事故都是因違反規(guī)程的規(guī)定而發(fā)生的。

1 柏克寒．帶電作業(yè)[M]．北京：水利電力出版社，1988.

2 王力農(nóng)，胡 毅，邵瑰瑋，等．1 000 kV輸電線路帶電作業(yè)安全距離研究[J]．高電壓技術(shù)，2006，32(12)：78-82.

3 中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)．GB/T 19185—2008 交流線路帶電作業(yè)安全距離計(jì)算方法[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

4 國家電網(wǎng)公司．國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(線路部分)[M]．北京：中國電力出版社，2009.

2016-10-09。

李如虎(1940-)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事高電壓、帶電作業(yè)試驗(yàn)研究及培訓(xùn)工作，email：peng826@163.com。