淺析帶電檢修應(yīng)急安全距離

顏大為 徐明 韓磊 郭磊

摘 ?要：科技的發(fā)展，各領(lǐng)域的技術(shù)水平逐漸提高，信息技術(shù)應(yīng)用更加廣泛的今天，隨著我國電力部門的快速發(fā)展，人們生產(chǎn)生活中對電力的需求也隨之加大，在使用中總會(huì)出現(xiàn)各類電力系統(tǒng)的故障，有的可以停電檢修，有的則需要維修電工帶電作業(yè)，這就要求維修電工在工作中要對檢修的系統(tǒng)及故障有所了解，同時(shí)也要保證維修人員自身和他人的人身和財(cái)產(chǎn)的安全。

關(guān)鍵詞：帶電檢修;應(yīng)急;安全距離

引言

在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)工作中，發(fā)現(xiàn)不少電力工作人員對這幾類安全距離有概念上的混淆，以致在參考安全距離時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，無形中對電力安全生產(chǎn)構(gòu)成潛在的威脅。為了加強(qiáng)電力工作者對安全距離的認(rèn)識(shí)，本文分析和總結(jié)了幾類安全距離的適用性。

1帶電檢修人員應(yīng)與帶電設(shè)備和

大地保持絕緣帶電維修時(shí)，操作人員應(yīng)使用有絕緣柄的工具，并戴手套和安全帽，使用前必須檢查絕緣柄的絕緣性能是否良好。這樣就保證了檢修者與帶電體之間的絕緣。為了保證檢修者與大地的絕緣，檢修者應(yīng)站在干燥的絕緣物體上，并穿絕緣鞋。注意不要站在鐵、鋁等金屬制作的梯子、凳子上工作。檢修時(shí)必須穿長袖衣服，最好是穿寬松的工作服。嚴(yán)禁使用銼刀、金屬尺、穿心起子和普通鋼絲鉗等工具。人體不要接觸導(dǎo)電物體。檢修時(shí)，注意人體不要接觸墻壁，金屬支架等，頭部不要碰觸屋頂天花板或其他導(dǎo)電物體，以免造成觸電事故。通過以上措施可避免電流通過人體或?qū)⑼ㄟ^人體的電流限制在對人體安全和健康無害的數(shù)值，即限制在人體感知電流（1mA）以內(nèi)。

2最小安全距離和組合間隙

帶電作業(yè)安全距離和組合間隙的計(jì)算簡化統(tǒng)計(jì)法，校核標(biāo)準(zhǔn)為帶電作業(yè)危險(xiǎn)率不大于10-5。大量帶電作業(yè)試驗(yàn)研究表明，作業(yè)人員在等電位作業(yè)時(shí)對接地體的操作沖擊放電電壓U 50要比地電位作業(yè)時(shí)對帶電導(dǎo)體的U 50低，從嚴(yán)考慮，采用作業(yè)人員處于等電位時(shí)的放電特性來確定相地間隙的最小安全距離。根據(jù)以往的大量試驗(yàn)研究，該工況下的操作沖擊放電間隙系數(shù)K g為1.11～1.23，從嚴(yán)考慮，K g可取為1.11。當(dāng)作業(yè)等電位處于管母上時(shí)，考慮人體占位1.5 m，若采用絕緣操作平臺(tái)或絕緣高空車則該距離可以根據(jù)實(shí)際作業(yè)占位進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)作業(yè)人員處于等電位時(shí)，計(jì)算相鄰導(dǎo)線的最小安全距離以及相間組合間隙時(shí)人體占位可以按照0.5 m考慮。

3裝置介紹

該裝置由絕緣材料制成，在地電位帶電作業(yè)過程中掛接到作業(yè)點(diǎn)上方帶電導(dǎo)線上，起到安全距離警示的作用。作業(yè)人員能直觀看到該裝置，裝置下輪廓位置即為該電壓等級下的安全距離，只要作業(yè)人員不超過該裝置下輪廓，即能保持安全距離。（1）自鎖掛鉤：使用絕緣操作桿（絕緣繩），通過自鎖掛鉤上的掛環(huán)操作，將裝置掛接在導(dǎo)線上，并保證裝置不從導(dǎo)線上脫出。（2）絕緣繩索：連接結(jié)構(gòu)主體與自鎖掛鉤，并通過調(diào)節(jié)繩索長度來確定裝置的安全距離。通過控制絕緣繩索，在有風(fēng)等因素影響時(shí)可使警示裝置的安全距離控制值不變。（3）主體弧面：絕緣材料制作的裝置主體結(jié)構(gòu)，是半徑為1.0m（適用于110kV電壓等級）的圓弧與半徑為1.8m（適用于220kV電壓等級）的圓弧相切的形狀，可滿足不同電壓等級的要求。（4）絕緣橫杠：連接兩主體弧面的橫杠，共6根，長度均可調(diào)整，以適用不同尺寸橫擔(dān)。（5）連接孔：絕緣橫杠通過連接孔連接在主體弧面上，使裝置構(gòu)成整體。

4有限元法

有限元法是一種高性能、常用的數(shù)值方法。計(jì)算領(lǐng)域常需要求解各種類型的微分方程，而且許多微分方程的解析解通常很難獲得。使用有限元法離散微分方程后，程序可以被編程且可使用計(jì)算機(jī)輔助解決方案，基本思想是將由解決方案給出的泊松方程轉(zhuǎn)化為解決功能的極值問題。傳統(tǒng)的有限元求解方法首先將邊值問題通過變分原理轉(zhuǎn)化為變分問題;接著利用剖分插值，將離散化的變分問題轉(zhuǎn)化為普通多元函數(shù)求極值問題;最后通過求解代數(shù)方程組，得到邊界問題的解。計(jì)算實(shí)際工程電磁場時(shí)，在上述條件不能達(dá)成的情況下，或者依照上述條件進(jìn)行簡化運(yùn)算后得到的結(jié)果存在較大誤差時(shí)，還需要按照三維問題展開分析和計(jì)算。使用MAXWELL軟件的計(jì)算流程。（1）剖分。待解決的區(qū)域被分成離散的有限元集合。元素的形狀原則上是任意的。二維問題通常使用三角形或矩形元素，而三維空間可以使用四面體或多面體。每個(gè)單元的頂點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。（2）單元分析。使用分割單元中的形狀函數(shù)和離散網(wǎng)格點(diǎn)處的函數(shù)值，即建立線性插值函數(shù)，開發(fā)片段插值，即在分割單元中的任何點(diǎn)處的未知函數(shù)。（3）求解近似的變分方程。使用有限元離散連續(xù)體，并通過分段插入有限數(shù)量的元素解決各種機(jī)械和物理問題的數(shù)值方法。有限元方法將連續(xù)體離散成有限數(shù)量的單位：桿結(jié)構(gòu)的單位是每個(gè)桿;連續(xù)體的單位是各種形狀的單位（例如三角形，四邊形，六面體等）。每個(gè)單元的場函數(shù)是一個(gè)簡單的場函數(shù)，只包含有限數(shù)量的待確定參數(shù)。這些場函數(shù)集可以近似表示整個(gè)連續(xù)體的場函數(shù)。根據(jù)能量方程或加權(quán)殘差方程，可以建立一組具有有限數(shù)量未確定參數(shù)的代數(shù)方程。通過求解離散方程得到有限元方法的數(shù)值解。

5運(yùn)維人員與帶電部位安全距離監(jiān)測工具設(shè)計(jì)理念

基于上述問題，本次設(shè)計(jì)研究研發(fā)一套安全預(yù)警工具，應(yīng)用場合在變電站、配電房工作班組安全工作管理作業(yè)中，其設(shè)計(jì)理念為：工作班成員各自持有具有編號的傳感器，傳感器可接收電場信號，對于10kV工作場地的不同距離，傳感器將根據(jù)電場強(qiáng)度的不同判定與帶電部位的距離，可以設(shè)置為1米、2米、3米，當(dāng)達(dá)到該閥值時(shí)，近電傳感器本地報(bào)警，并激活工作負(fù)責(zé)人主機(jī)對應(yīng)指示燈閃爍，發(fā)出報(bào)警聲音，對運(yùn)維工作人員進(jìn)行提醒，此外，工作負(fù)責(zé)人根據(jù)編號找到工作班成員，及時(shí)糾正工作方法，完善安全措施，避免發(fā)生觸電事故。

6登高帶電作業(yè)前應(yīng)分清火、零線，選好作業(yè)面

帶電登高作業(yè)時(shí)，在登上設(shè)備前，應(yīng)分清火線、零線和接地線，選好作業(yè)范圍。斷開導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)先斷開火線，再斷開零線，最后斷開地線;連接導(dǎo)線時(shí)和上面的順序相反。同時(shí)應(yīng)避免人體無意溝通搭接回路，最好先將兩個(gè)線頭搭碰一下，觀察有無較大負(fù)荷或異常情況，此時(shí)應(yīng)注意防止電弧的傷害，之后再進(jìn)行連接。對可能溝通回路的負(fù)荷（如燈泡等）應(yīng)取下或明顯斷開。在帶電維修過程中，人體不可同時(shí)接觸兩根線頭。否則，人體被串聯(lián)在同時(shí)接觸的兩根線頭之間，只要兩根線頭之間存在電位差，維修者就有生命危險(xiǎn)。

結(jié)語

綜上所述，帶帶電作業(yè)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在應(yīng)急狀態(tài)下對檢修安全距離進(jìn)行分析是保證作業(yè)人員人身安全是開展帶電作業(yè)的前提和基礎(chǔ)。本文提出了相應(yīng)的帶電檢修應(yīng)急安全距離分析，旨在推動(dòng)帶電作業(yè)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的開展。

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