感應(yīng)電壓的理論分析與注意事項(xiàng)

王秀麗 王永利 張連望

摘 ?要：本文工作實(shí)際情況出發(fā)，以35kV某高壓線(xiàn)對(duì)已停電線(xiàn)路6kV首站線(xiàn)產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓為論文展開(kāi)的起始點(diǎn)，從理論上初步分析了靜電感應(yīng)電壓和電磁感應(yīng)電壓兩者產(chǎn)生的區(qū)別與數(shù)值的計(jì)算大小。通過(guò)理論分析，結(jié)合工作實(shí)際情況，論證了靜電感應(yīng)電壓產(chǎn)生的理論分析的正確性。再?gòu)膸讉€(gè)類(lèi)似具體實(shí)例分析帶電線(xiàn)路對(duì)已停電線(xiàn)路產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓，指出從事線(xiàn)路電氣作業(yè)，必須對(duì)靜電感應(yīng)電壓引起足夠的重視，高度重視靜電感應(yīng)電壓對(duì)線(xiàn)路電氣作業(yè)人員人身安全的危害性。對(duì)于線(xiàn)路電氣作業(yè)時(shí)，對(duì)發(fā)生靜電感應(yīng)電壓時(shí)必須采取一些相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：感應(yīng)電壓;電磁感應(yīng);靜電感應(yīng);殘余電荷;殘余電壓

6kV首站線(xiàn)是一條架空線(xiàn)路，35kV某高壓線(xiàn)C相導(dǎo)線(xiàn)與6kV首站線(xiàn)A相導(dǎo)線(xiàn)相距15米，兩條線(xiàn)路平行排列1.5公里，周?chē)?0米開(kāi)外沒(méi)有導(dǎo)線(xiàn)。將6kV首站線(xiàn)由運(yùn)行轉(zhuǎn)線(xiàn)路檢修前，要對(duì)6kV首站線(xiàn)5369開(kāi)關(guān)與線(xiàn)路出線(xiàn)之間用6kV高壓驗(yàn)電器進(jìn)行驗(yàn)電，經(jīng)過(guò)運(yùn)行操作人員驗(yàn)電指示無(wú)電，運(yùn)行值班員隨即在6kV首站線(xiàn)5369開(kāi)關(guān)與線(xiàn)路出線(xiàn)之間用接地線(xiàn)對(duì)線(xiàn)路逐相放電，放電時(shí)發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路有殘余電壓，當(dāng)初以為是電纜或電容“殘余電荷”引起的殘余電壓，就采取長(zhǎng)時(shí)間對(duì)導(dǎo)線(xiàn)放電的策略，放了足足有2分鐘，但是發(fā)現(xiàn)“殘余電荷”長(zhǎng)時(shí)間不能放完，我們分析認(rèn)為可能不是殘余電荷引起的，用萬(wàn)用表測(cè)量電壓，發(fā)現(xiàn)A相電壓146V，B相電壓86V，C相電壓46V，隨即，我們就停下來(lái)，沒(méi)有在出線(xiàn)刀閘與線(xiàn)路出線(xiàn)之間裝設(shè)接地線(xiàn)，進(jìn)一步查找原因。

1 理論分析

感應(yīng)電壓分為電磁感應(yīng)電壓和靜電感應(yīng)電壓兩種，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)流過(guò)交流電流時(shí)，在其周?chē)a(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，如停電線(xiàn)路與其交鏈，則會(huì)在停電線(xiàn)路上感應(yīng)出一個(gè)縱電勢(shì)，沿導(dǎo)線(xiàn)方向分布，且根據(jù)停電導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地絕緣程度的不同而對(duì)應(yīng)于不同的對(duì)地電位。這種由于停電導(dǎo)線(xiàn)與帶電導(dǎo)線(xiàn)之間的互感效應(yīng)而產(chǎn)生的磁耦合的結(jié)果稱(chēng)為磁感應(yīng)或電磁感應(yīng)，其大小決定于電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱。所以當(dāng)帶電導(dǎo)線(xiàn)流過(guò)故障電流時(shí)，對(duì)其交鏈的停電導(dǎo)線(xiàn)表現(xiàn)出的磁感應(yīng)較為突出。由于停電導(dǎo)線(xiàn)與帶電導(dǎo)線(xiàn)之間存在的電容耦合效應(yīng)，依靠帶電導(dǎo)線(xiàn)電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)，使得停電導(dǎo)線(xiàn)感應(yīng)出一定的對(duì)地電位，稱(chēng)為靜電感應(yīng)，當(dāng)帶電導(dǎo)線(xiàn)正常運(yùn)行時(shí)，主要表現(xiàn)為靜電感應(yīng)。

2、實(shí)際情況分析

當(dāng)日的主要情況：①天氣濕度大，由于前一天剛下過(guò)雨，空氣的絕緣性能大大降低;②風(fēng)力比較大，有4-5級(jí)風(fēng)，兩條線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)之間的距離減小;③兩條導(dǎo)線(xiàn)之間建立有電場(chǎng)，由于35kV某高壓線(xiàn)帶電，6kV首站線(xiàn)與之形成電容耦合效應(yīng)，依靠帶電導(dǎo)線(xiàn)某高壓線(xiàn)電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)，使停電導(dǎo)線(xiàn)6kV首站線(xiàn)感應(yīng)出一定的對(duì)地電位;④導(dǎo)線(xiàn)35kV某高壓線(xiàn)與6kV首站線(xiàn)并排運(yùn)行的距離過(guò)長(zhǎng)，從而使得35kV某高壓線(xiàn)與6kV首站線(xiàn)的感應(yīng)電壓增大，達(dá)到以上的測(cè)量數(shù)據(jù)。針對(duì)這一情況，我們馬上采取了措施，將35kV某高壓線(xiàn)由運(yùn)行轉(zhuǎn)熱備用，緊接著我們?cè)僖淮螠y(cè)量6kV首站線(xiàn)5369開(kāi)關(guān)與線(xiàn)路出線(xiàn)之間的感應(yīng)電壓，測(cè)量數(shù)據(jù)是三相電壓均為0，隨即我們?cè)?kV首站線(xiàn)5369開(kāi)關(guān)與線(xiàn)路出線(xiàn)之間裝設(shè)了一組接地線(xiàn)，安全措施布置完畢后，由電力調(diào)度通知線(xiàn)路可以開(kāi)始做安全措施實(shí)施電力作業(yè)。

3、理論與實(shí)際情況結(jié)合說(shuō)明

從本文中所闡述的35kV某高壓線(xiàn)對(duì)已經(jīng)停電的6kV首站線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電壓進(jìn)行分析。已經(jīng)通過(guò)前面大量的理論分析和數(shù)據(jù)計(jì)算，靜電感應(yīng)電壓U大致為153伏，電磁感應(yīng)電壓U2大致為20.5伏。實(shí)際中我們測(cè)量到6kV首站線(xiàn)靜電感應(yīng)電壓為A相146伏、B相86伏、C相46伏。之所以三相電壓值不一樣，原因是6kV首站線(xiàn)三相導(dǎo)線(xiàn)與35kV某高壓線(xiàn)帶電導(dǎo)體的感應(yīng)距離不同，則感應(yīng)電壓不同。從以上數(shù)據(jù)可以看出，測(cè)量電壓值與理論計(jì)算電壓基本相符，證明了理論計(jì)算分析是正確合理的。

4、分析35kV某高壓線(xiàn)與6kV首站線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電壓的其他情況

4.1 35kV某高壓線(xiàn)帶負(fù)荷運(yùn)行，6kV首站線(xiàn)停電

此時(shí)，35kV某高壓線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)有交流電流，在其周?chē)a(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，已經(jīng)停電的6kV首站線(xiàn)與其產(chǎn)生交鏈，在6kV首站線(xiàn)上會(huì)感應(yīng)出一個(gè)縱電勢(shì)，沿導(dǎo)線(xiàn)方向分布，這種由停電6kV首站線(xiàn)與35kV某高壓線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)之間的互感效應(yīng)而產(chǎn)生的磁耦合，稱(chēng)之為電磁感應(yīng)。在產(chǎn)生有電磁感應(yīng)電壓的同時(shí)，由于6kV首站線(xiàn)與35kV某高壓線(xiàn)電容耦合效應(yīng)依然存在，此時(shí)的感應(yīng)電壓應(yīng)該是兩個(gè)電壓的疊加。假設(shè)35kV某高壓線(xiàn)帶負(fù)荷50A，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算公式，可以計(jì)算出產(chǎn)生電磁感應(yīng)電壓為19.85伏，產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓同樣為153伏。

4.2 35kV某高壓線(xiàn)發(fā)生三相短路故障，6kV首站線(xiàn)停電

此時(shí)，與4.1的差別就是35kV某高壓線(xiàn)中流經(jīng)了大量的短路電流，引起極高的磁通變化，從而在6kV首站線(xiàn)中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓應(yīng)該比較大。首先通過(guò)的三相短路電流I假設(shè)為4500A，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算出來(lái)，產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓大致為5967伏。6kV首站線(xiàn)與35kV某高壓線(xiàn)產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓仍然是153V，此時(shí)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜電感應(yīng)電壓。但是此時(shí)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓是瞬時(shí)達(dá)到高電壓，35kV某高壓線(xiàn)由于三相短路故障跳閘后，6kV首站線(xiàn)中的電磁感應(yīng)電壓和靜電感應(yīng)電壓均為0。

5、對(duì)于感應(yīng)電壓的注意事項(xiàng)

5.1 感應(yīng)電壓存在的范圍非常廣泛

運(yùn)行線(xiàn)路對(duì)停電線(xiàn)路的感應(yīng)電壓，可分為很多種情況，有空載運(yùn)行、帶負(fù)荷正常運(yùn)行，瞬間短路故障運(yùn)行狀況，在不同情況下，運(yùn)行線(xiàn)路對(duì)已停電線(xiàn)路的感應(yīng)電壓不盡相同，有低壓和瞬時(shí)高壓，但是這些電壓對(duì)線(xiàn)路工作人員來(lái)說(shuō)都是非安全電壓，對(duì)線(xiàn)路上桿工作人員人身安全是個(gè)極大的威脅。在遇到線(xiàn)路感應(yīng)電壓?jiǎn)栴}時(shí)必須認(rèn)真對(duì)待，并采取正確完備的應(yīng)對(duì)措施。

5.2 要正確認(rèn)識(shí)驗(yàn)電器驗(yàn)電工作性能

《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》（變電站和發(fā)電廠電氣部分）保證安全的技術(shù)措施是：停電;驗(yàn)電;接地;懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)遮攔（圍欄）。其中停電是基礎(chǔ)步驟，驗(yàn)電是一項(xiàng)核心關(guān)鍵工作，是接地工作進(jìn)行的極為關(guān)鍵步驟。如何正確認(rèn)識(shí)驗(yàn)電器的工作性能呢。對(duì)于高壓驗(yàn)電器：它主要用來(lái)檢驗(yàn)設(shè)備對(duì)地電壓在250V以上的高壓電氣設(shè)備。它們一般都是由檢測(cè)部分（指示器部分或風(fēng)車(chē)）、絕緣部分、握手部分三大部分組成。絕緣部分系指自指示器下部金屬銜接螺絲起至罩護(hù)環(huán)止的部分，握手部分系指罩護(hù)環(huán)以下的部分。其中絕緣部分、握手部分根據(jù)電壓等級(jí)的不同其長(zhǎng)度也不相同。在使用高壓驗(yàn)電器進(jìn)行驗(yàn)電時(shí)，首先必須認(rèn)真執(zhí)行操作監(jiān)護(hù)制，一人操作，一人監(jiān)護(hù)。操作者在前，監(jiān)護(hù)人在后。使用驗(yàn)電器時(shí)，必須注意其額定電壓要和被測(cè)電氣設(shè)備的電壓等級(jí)相適應(yīng)，否則可能會(huì)危及操作人員的人身安全或造成錯(cuò)誤判斷。驗(yàn)電時(shí)，操作人員一定要戴絕緣手套，穿絕緣靴，防止跨步電壓或接觸電壓對(duì)人體的傷害。操作者應(yīng)手握罩護(hù)環(huán)以下的握手部分，先在有電設(shè)備上進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)漸漸地移近帶電設(shè)備至發(fā)光或發(fā)聲止，以驗(yàn)證驗(yàn)電器的完好性。然后再在需要進(jìn)行驗(yàn)電的設(shè)備上檢測(cè)。同桿架設(shè)的多層線(xiàn)路驗(yàn)電時(shí)，應(yīng)先驗(yàn)低壓，后驗(yàn)高壓，先驗(yàn)下層，后驗(yàn)上層。

雖然正常使用的高壓驗(yàn)電器能驗(yàn)電大部分工作電壓，但是高壓驗(yàn)電器有沒(méi)有工作盲區(qū)呢？經(jīng)過(guò)查閱電容型驗(yàn)電器的啟動(dòng)電壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，啟動(dòng)電壓不高于額定電壓的40%，不低于額定電壓的15%，也就是線(xiàn)路電壓超過(guò)啟動(dòng)低壓時(shí)，高壓驗(yàn)電器才能夠正常驗(yàn)出有電。對(duì)于6kV線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，高壓驗(yàn)電器的啟動(dòng)電壓最低為900伏，在線(xiàn)路電壓低于900伏時(shí)，高壓驗(yàn)電器都顯示沒(méi)有電壓，這很顯然會(huì)漏掉一些線(xiàn)路的非正常狀態(tài)下的電壓，比如感應(yīng)電壓或靜電電壓和殘余電壓。

5.3 正確對(duì)停電設(shè)備放電和接地

從5.2已經(jīng)論述了高壓驗(yàn)電器存在工作盲區(qū)，它驗(yàn)明線(xiàn)路無(wú)電壓就是沒(méi)有超過(guò)其啟動(dòng)電壓的工作電壓，但是線(xiàn)路有沒(méi)有低于其啟動(dòng)電壓的感應(yīng)電壓、靜電電壓或殘余電荷電壓呢，還不能確定。驗(yàn)電線(xiàn)路“無(wú)電”后，下一步一個(gè)很重要的工作是對(duì)已停電設(shè)備放電。要先裝設(shè)接地端，并保證接地良好，然后在設(shè)備上安裝接地線(xiàn)前，應(yīng)事先對(duì)設(shè)備進(jìn)行充分放電，如果此時(shí)發(fā)現(xiàn)有放電火花或殘余電荷長(zhǎng)時(shí)間不能放完，這是可能是線(xiàn)路的感應(yīng)電壓，電壓可能還不低，可能大于人體的安全工作電壓，一定要停止裝設(shè)接地線(xiàn)，待查明原因并采取措施消除線(xiàn)路感應(yīng)電壓后，再繼續(xù)下面的后續(xù)操作。接地線(xiàn)截面應(yīng)符合短路電流的要求，不得小于25平方毫米的多股裸銅軟導(dǎo)線(xiàn)，禁止用纏繞方式進(jìn)行接地或短路。對(duì)已停電設(shè)備放電或接地時(shí)，操作人員必須戴上絕緣手套。

5.4正確對(duì)待線(xiàn)路感應(yīng)電壓和殘余電荷電壓

根據(jù)《電力安全工作規(guī)程》，在設(shè)備裝設(shè)接地線(xiàn)之前，必須對(duì)已經(jīng)停電的設(shè)備驗(yàn)電，在驗(yàn)明確無(wú)電壓后，才能安裝接地線(xiàn)。由于高壓帶電線(xiàn)路對(duì)已停電線(xiàn)路感應(yīng)電壓或殘余電荷引起的電壓往往較小，小于高壓驗(yàn)電器的啟動(dòng)電壓，致使高壓驗(yàn)電器不能顯示有電壓。變電站值班操作人員驗(yàn)明線(xiàn)路確“無(wú)電壓”時(shí)，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行正確的放電，5.3已經(jīng)做了說(shuō)明，如果電壓能短時(shí)間內(nèi)通過(guò)接地放掉，則此電壓就是殘余電荷引起的電壓，隨即，就可以完成后續(xù)接地工作。如果長(zhǎng)時(shí)間放電也不能將電壓通過(guò)接地放掉，則可能帶電高壓線(xiàn)路對(duì)已經(jīng)停電的該線(xiàn)路產(chǎn)生感應(yīng)電壓，此時(shí)，要采取進(jìn)一步措施排查原因，待原因消除后再完成后續(xù)工作內(nèi)容。

5.5 正確對(duì)待線(xiàn)路交叉跨越產(chǎn)生的感應(yīng)電壓

變電站操作人員完成了線(xiàn)路停電的安全措施后，線(xiàn)路工作人員就可以在工作地段上桿做安全措施，首先還是驗(yàn)電、裝設(shè)接地線(xiàn)。對(duì)于線(xiàn)路工作地段兩端必須安裝接地線(xiàn)，在有交叉跨越線(xiàn)路感應(yīng)電壓時(shí)，要在此地段裝設(shè)流動(dòng)接地線(xiàn)，這樣才能保證線(xiàn)路工作人員安全施工。

6 結(jié)束語(yǔ)：

本文從實(shí)際工作出發(fā)，運(yùn)行線(xiàn)路35kV某高壓線(xiàn)對(duì)已停電的6kV首站線(xiàn)產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓，我們對(duì)這次線(xiàn)路靜電感應(yīng)電壓高度重視，查出原因后果斷采取將35kV某高壓線(xiàn)由運(yùn)行轉(zhuǎn)熱備用，消除了對(duì)6kV首站線(xiàn)的靜電感應(yīng)電壓，消除了感應(yīng)電壓對(duì)線(xiàn)路工作人員的安全威脅。本文通過(guò)理論分析計(jì)算和實(shí)際測(cè)量實(shí)例相結(jié)合的方式，膚淺地對(duì)線(xiàn)路感應(yīng)電壓產(chǎn)生的幾種特殊方式進(jìn)行分析說(shuō)明。對(duì)正確對(duì)待線(xiàn)路感應(yīng)電壓的注意事項(xiàng)進(jìn)行粗略的分析說(shuō)明。由于線(xiàn)路靜電感應(yīng)電壓存在非常普遍，如果不正確對(duì)待并采取有效措施，對(duì)人身的安全威脅是非常大的，在以后的工作中，我們要認(rèn)真對(duì)待線(xiàn)路感應(yīng)電壓，采取細(xì)致有效的處理措施，處理好線(xiàn)路感應(yīng)電壓所造成的不安全因素。

參考文獻(xiàn)

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