復線電氣化區(qū)段施工感應電對人體的危害及防護對策

阮家民

摘要： 本文首先簡單分析了復線電氣化區(qū)段施工感應電的產生和表現(xiàn)形式。然后立足于此對其可能會給人體造成的危害進行了探討。最后再針對復線電氣化區(qū)段施工感應電對人體的危害提出了一些防護建議。

Abstract： This paper first briefly analyzes the generation and manifestation of induction electricity in the electrified section of double-track line. Based on this， it discusses the harm it may cause to the human body. At last， it puts forward some suggestions on protection against harm to human body for the electrified section of double-track electrification.

關鍵詞： 感應電動勢；復線電氣化區(qū)；靜電感應

Key words： induced electromotive force；electrified area of double-track line；electrostatic induction

中圖分類號：U227.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）20-0215-02

0 引言

我國社會經濟的發(fā)展離不開交通運輸?shù)陌l(fā)展，而其同時對交通運輸也有著一定的促進作用。在各種各樣復雜因素的作用下，當前我國復線電氣化鐵路的建設越來越多，規(guī)模也越來越大。其雖然能夠有效提升我國交通運輸?shù)哪芰?，但是，在建設的過程中，卻容易因為感應電的問題威脅到施工作業(yè)人員的安全。

1 復線電氣化區(qū)段施工感應電的產生和表現(xiàn)形式

1.1 復線電氣化區(qū)段施工中磁感應電動勢的產生和表現(xiàn)形式 在針對復線電氣化區(qū)段進行施工的時候，對感應電的產生有影響的，主要有上、下行接觸網(wǎng)，及鋼軌、大地、機車、牽引變電所五個因素。而由電磁感應原理可知，其磁感應電動勢的產生，主要是由既有鄰近的接觸網(wǎng)電流產生的磁力線，與相鄰的新建接觸網(wǎng)或既有已停電的接觸網(wǎng)相切割所導致的，因此其大小與接觸網(wǎng)電流的大小有著十分密切的關系，另外與土壤電阻率成正比，與兩線之間的距離則成反比。

1.2 復線電氣化區(qū)段施工中靜電感應電壓的產生和表現(xiàn)形式 而靜電感應電壓則主要是因為在針對復線電化區(qū)段進行作業(yè)的時候，新建接觸網(wǎng)或已停電的既有接觸網(wǎng)，與既有帶電接觸網(wǎng)之間，一個帶電，一個不帶電，發(fā)生單向作用而產生的。具體來說，其中由于電荷的移動，帶電網(wǎng)的電容電流要想流入大地，可以通過自身的對地電容直接入地，也可以通過帶電網(wǎng)線路與停電網(wǎng)線路之間的電容入地。這些電容電流在不帶電接觸網(wǎng)上經過時，就會導致對地電壓即靜電感應電壓的產生。

2 復線電氣化區(qū)段施工感應電對人體危害簡介

如前所述，復線電氣化區(qū)段施工時能夠產生比較大的感應電，其又主要出現(xiàn)在新建接觸網(wǎng)上，因此當施工人員在針對新建或已停電的接觸網(wǎng)進行作業(yè)的時候，電流就會通過人體，從而給施工人員帶來十分嚴重的生命危害。其對人體所造成的生命危害的具體表現(xiàn)形式就是電擊，具體來說，當施工人員在電場中處于地電位的時候，其一旦接觸了對地絕緣的導體就會受到電擊。另外當人處于對地絕緣狀態(tài)的時候，一旦接觸了接地物體，也會受到電擊。而電流作用于人體后，人體會產生的狀況如表1。

由表1可知，人體所能接受的極限電流大小通常在二十毫安以下，而當前在我國相關規(guī)定之中，允許人體通過的電流大小是十五毫安。而通過人體的電流一旦超過了二十毫安，就會使人體出現(xiàn)痙攣、呼吸困難等情況，嚴重的更可能導致心室的振顫，甚至麻痹。而復線電氣化區(qū)施工感應電通常都在三百毫安以上，更是有可能達到六百毫安，遠遠超過了人體能夠承受的最大電流。因此由上述內容可知，復線電氣化區(qū)段施工感應電對人體的危害極大，同時其又具有一定的隱蔽性和欺騙性，使得施工人員在檢修、作業(yè)時，很難有效避免。

感應電流對人的傷害程度除了跟電流大小有關外，還與電流在人體通過的時間長短、人體電阻等都有一定的關系。一般來說，其中通過的時間越長，對人體所能造成的危害就更大。人體的電容和電阻通常為200PF和1500Ω，因此人體一般最大能承受的電壓為36V，然而復線電氣化區(qū)段施工感應電的電壓通常可以高達幾千伏以上，對人體有著極大的危害。另外，復線電氣化區(qū)段施工感應電對人體的傷害程度還跟施工作業(yè)時的天氣有著一定的關系，陰雨天氣會降低土壤的電阻率，從而導致復線電氣化區(qū)段施工感應電的電流增大，從而進一步威脅到施工人員的生命安全。

3 針對復線電氣化區(qū)段施工感應電對人體危害的防護對策

3.1 從接地線入手做好感應電對人體危害的防護對策 由前述內容可知，要對復線電氣化區(qū)段施工感應電進行有效防制，降低其對人體的危害，主要需要從接地線入手。首先，對于接地線的裝設位置，在復線電氣化區(qū)段進行施工作業(yè)的時候，施工單位就要提前對其進行周全、深入的分析，然后慎重選擇接地線的具體裝設位置。其中不僅要考慮一般情況下的，一個供電線路停電檢修作業(yè)區(qū)兩端掛接地線要充分發(fā)揮防止意外來電和感應電作用的問題，也需要考慮到施工作業(yè)因檢修線路過長、惡劣天氣、特殊部位、特殊環(huán)節(jié)、特殊作業(yè)而發(fā)生的其他電氣安全問題。另外，復線電氣化區(qū)段在進行施工的時候，為了更好地防制感應電，就需要考慮增設接地連線。具體來說，在施工作業(yè)的時候，依據(jù)實際情況，每隔一段距離就設置一個臨時接地連線；當因雨雪霧等惡劣天氣、錨段關節(jié)等特殊部位、斷連主導電回路等特殊環(huán)節(jié)、拆換主導電部件等特殊作業(yè)均需增加臨時接地線，從而促使感應電流通過接地線流入大地，并經牽引軌流入變電所，降低既有網(wǎng)瞬間感應短路電流對施工作業(yè)人員造成的安全威脅。

另外，為了有效防制感應電，也有必要對接地線進行嚴格的要求。一方面接地線的截面要達標，并不應出現(xiàn)斷、散股等問題；另一方面，在施工作業(yè)時為進一步有效降低接觸電阻，就要將鋼軌上的污垢清除掉，并使用扳手將其擰緊保持接觸緊密，同時還要保證地線與接觸網(wǎng)接掛部位、地線桿掛鉤處地線鼻子部位、地線鉤接線鼻子部位良好接觸，以保證感應電流經接地線順暢的流入大地。某些地區(qū)的牽引變電所采取的是遠動操作的方式，饋線停電之后，其隔離開關外側一般不會進行掛地線操作。因此當在進行開V型（單線停電）天窗作業(yè)的時候，施工人員，特別是第一個進行掛地線操作和最后一個進行拆地線操作的人員就要嚴格按照驗電接地的順序進行操作，即接地線時先接接地鋼軌端，后接接觸網(wǎng)端，拆地線時先拆接觸網(wǎng)端后拆接地鋼軌端。當施工人員在進行停電作業(yè)的時候，需要特別注意作業(yè)區(qū)兩端掛接地線的工作，其中在絕緣關節(jié)處更需要注重所掛接地線的數(shù)量，絕不能只掛一根，必須保證每一對線索上（一根導線與一根承力索），或者說每一個錨段線索至少有一組地線接地；當接觸網(wǎng)增設有加強線、捷接線時也須在其接掛地線。在接掛地線的時候，施工人員不要與地線進行直接接觸，在撤地線的時候，在上部接觸網(wǎng)端未先拆除的時候也不得直接接觸下部鋼軌端的地線鉤。

3.2 針對復線電氣化區(qū)段施工感應電對人體危害的其它清除措施 施工人員在針對新建接觸網(wǎng)進行架線及既有接觸網(wǎng)大修換線、懸掛調整等V停（單線停電）作業(yè)工作的時候，需要綜合考慮多方面因素來有效避免感應電的危害。首先就要選擇合適的天氣進行作業(yè)，盡量避開陰雨、雷電、大風、大霧等天氣。然后施工人員在進行作業(yè)的時候，還需要盡量做好自身的絕緣防護工作，應當如穿絕緣鞋、戴絕緣手套、踩絕緣墊、用絕緣棒之類的絕緣裝備，所使用的工具如梯子等也應當具有較好的絕緣性能。另外，在進行此類作業(yè)的時候，除在整個作業(yè)區(qū)兩端接掛好常規(guī)地線防護外，還需要注意在作業(yè)區(qū)兩端、作業(yè)區(qū)內、作業(yè)點做好掛臨時接地線或者短接旁路線的工作，其所用的接地線的截面積也應當在25mm2及以上，其材質則為軟銅線，股數(shù)應當在一股以上。而在進行絕緣子、分段絕緣器、火花間隙等實施清掃、更換工作須跨越絕緣部件進行接觸、操作的停電檢修作業(yè)時，施工人員主要特別注意接觸網(wǎng)對地的放電工作，對地放電必須借助猴頭線夾（或者是短接線、旁路線）進行操作。此外，在每一錨段線索下錨部位工作的時候，也須做好接觸網(wǎng)線索與拉線之間絕緣部件的短接旁路的連接工作，促使感應電流流入地中。

短接旁路工作是有效清除復線電氣化區(qū)段施工感應電的重要措施。其主要包括：短接桿塔側絕緣子、下錨絕緣子、軟橫跨隔斷絕緣子、開關瓷柱絕緣子、分段絕緣器或其絕緣子、器件式分相或其絕緣子等絕緣部件，短接已拉開的隔離開關兩極等絕緣空間，短接可以溝通主導電回路的拆換部件或空間斷口部位，短接接觸網(wǎng)吸上線、回流線的主回流回路的拆換部件或開斷部位，短接變壓器、互感器的極與極之間等內容；當在錨段關節(jié)的中性區(qū)進行作業(yè)操作時，要將中性區(qū)與兩端已停電并接地的設備進行短接以保證等電位，或者直接將中性區(qū)用接地線接地與大地等電位；特別是當進行三跨、四跨（五跨）式非絕緣錨段關節(jié)的縱向電聯(lián)接拆換、四跨（五跨）式絕緣錨段關節(jié)的縱向電聯(lián)接引線拆換或隔離開關斷連作業(yè)、七跨與八跨（九跨）關節(jié)式分相實施搶修越區(qū)供電時的隔離開關及配套引線的拆換、斷連操作時，要先短接旁路以溝通主導電回路后再作業(yè)。但是總的來說，都是為了促使形成專門的接地回路、專門的等電位閉合回路、就近的閉合回路、盡量多的溝通電流的閉合回路的形成，以確保與大地等電位的形成，從而防止人體成為溝通主導電、主回流閉合回路的唯一部件，也必須防止人體成為其分流部件；也即是促成在人體操作就近的設備部位至少有一個等電位點的形成，使人體與大地、人體與導體、導體與導體等電位的形成，或者說人體及機具、材料所能接觸到的部位、部件、設備均要等電位，且一般均須與大地等電位，以確保萬無一失。例如，施工人員在梯車框架內或作業(yè)車平臺上進行接觸網(wǎng)檢修施工作業(yè)的時候，就可以利用猴頭線或地線將接觸網(wǎng)和框架短接起來，從而促使接觸網(wǎng)、人體、框架、大地四者之間等電位的形成。

4 結語

當前我國復線電氣化鐵路建設力度逐漸加大，然而其在施工作業(yè)時容易出現(xiàn)的感應電問題，卻阻礙了其進一步的發(fā)展，更對施工作業(yè)人員的生命安全有著后果十分嚴重的危害。針對于此，就有必要采取相應的防護對策。由復線電氣化區(qū)段感應電的相關內容可知，對策主要應該落腳在接地線及增設臨時接地線、短接旁路等位線的相關工作上，其裝設位置、方式、截面等都需要施工人員給予足夠的重視。此外，施工人員還需要注意絕緣裝備的使用工作等。

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