预防感应电危害的拆接线工具研制

朱耀辉

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

在检修试验过程中，高电压等级GIS变电站电场分布不均匀，特别是外壳会产生静电感应，静电感应受到环境条件的影响较之普通的强电或弱电测试要大，而且显著得多。电压等级、GIS设备结构不同，如果现场环境温度、相对湿度、被测物品与环境的平衡时间等测试条件不同，感应电压的大小会有很大差别，环境相对湿度对电压的大小影响也尤其显著。过高的感应电压如果不及时消除，就会对设备及人身安全造成危害，必须引起高度重视。若设备处于强电场中，外壳由于电场分布不均将产生较高的感应电压，且传输电压等级越高，感应电压越大。这时，由于工作需要，工作人员需在外壳进行拆接线工作，会被过高的感应电压伤害。因此，消除感应电的危害和影响，是拆接线时需要解决的难题。

以往消除感应电的方法：

（1）穿着静电感应防护服。这是一个比较保险的做法，但需要注意的是，如果各部分连接不良，可能导致更高的静电感应电压。另外，对某些需频繁转移地点的工作而言，穿戴防护服和导电鞋既繁琐又不方便。

（2）戴绝缘手套。这种方法效果不错，但因手指的活动受到一定限制，仅适合对手指的灵活性要求不高的操作。

（3）金属线接地法。在现场临时用一段金属导线将人体与大地连接，以达到释放人体感应电荷的目的。尽管这个方法比较有效，但可靠性有待商榷，存在一定的安全风险。

总之，以上三种方法各有弊端。在电力行业的检修作业中，停电检修设施中产生的感应电对作业人员来说是一种严重威胁作业安全的隐患，因此在GIS等设备外壳拆除引线或接地连片时需要一种更好的预防感应电拆线工具，可防止人身受感应电压的伤害。在保证安全可靠性的同时，该工具还需要满足体积小、使用方便等要求，还必须具有很好的实用性和推广性，以避免以往拆接GIS外壳接地连片螺丝时需要戴塑胶手胶或穿防护服等情况，使工作更加方便高效。

图1 强电场下电线路静电感应原理

1 防感应电拆线工具的设计原理

当带电线路有交变电压时，其周围空间有电场存在，这时空间各点具有一定的电位，使位于这个电场中的中性导体出现带电现象。如图1所示，一段对地绝缘的电线路位于该电场中，在电场的作用下，导体中的自由电子就要做有规则的移动，引起电荷的重新分布，使该导体呈现带电状态，即产生静电感应。

此时，带电线路与停电线路之间存在容性耦合电流，停电线路与大地间存在容性耦合分布性电流。停电线路上的静电感应电压为：

从上述分析可知，感应电压的大小与接近段停电线路的长度成正比，GIS设备长度较长，感应电较大，拆线时易对人身造成危害。为克服感应电，避免传统方法带来的弊端，我们设计了一种带有绝缘手柄的拆线工器具，并配合带有消除感应电接地线的方法去克服外壳感应电的影响，实现手工器具与消除感应电装置的有机融合。

2 防感应电拆线工具设计方案

拆线工具可以分为绝缘隔离结构和接地泄流结构。

绝缘隔离结构为环形构件，如图2所示，由固定手柄和转动手柄部分组成。固定手柄和转动手柄均由绝缘材料构成，通过绝缘手柄能有效避免工作人员接触外壳感应电，人体自身的活动即与周围带有感应电的外壳实现接触分离，固定手柄延伸的金属机构开口上下两端分别为方形套筒接头，可以根据现场的螺丝尺寸大小更换所需尺寸的套筒；绝缘转动手柄下方为梯形螺栓，也可以根据现场的螺丝尺寸更换所需尺寸的套筒，适用于所有拆接环境。

接地泄流结构设计原理：要消除静电感应对作业人员的危害，只要在该电线路与大地间设置一条电阻远小于人体电阻的接地线，形成与人体电阻并联的支路就可以达到目的。因为用接地线构成的并联支路将电线路与大地间直接沟通，静电感应电流基本上全部由其分流，作业人员处于同一电位，不再承受感应电压，对作业人员形不成威胁或伤害。根据上述原理在拆线工具底部加装了接地线引出端子（图2），作用是将感应电泄流下地，从而保证人身安全。

图2 防感应电拆线工具设计图

3 防感应电拆线工具的使用说明

使用防感应电拆线工具时，先将接地线引出端子可靠接地，将带有外壳拆线端的感应电荷泄流下地，能够消除可能对人身安全有伤害的感应电，防止误串入感应电回路的人体受到电击伤害，同时能够将停电作业区段所有导体等电位，使作业人员与作业区段导体处于同一电位点，防止静电感应对人体的电击伤害。观察现场需拆接线的螺丝的尺寸大小，根据螺丝的尺寸选择合适的套筒套进方形套筒接头，左右手分别握持固定绝缘手柄和转动绝缘手柄进行螺丝拆接，尾端的接地引出线将感应电泄流下地的同时，利用固定绝缘手柄和转动绝缘手柄彻底对进行拆接线工作的人员和设备外壳实现绝缘隔离，起到保证人身安全的作用。

4 结语

高电压等级GIS变电站电场分布不均匀，对外壳会产生悬浮电位的设备进行拆除引线作业时易对试验人员造成伤害。使用本文所述带有绝缘手柄的拆线辅助工器具，并配合带有消除感应电接地线的方法去克服外壳感应电，不但能够消除感应电压，而且能够使工作人员与外壳实现绝缘隔离。另外，工具固定手柄头部为万用接头，可以套入不同形式的拆线工具，如不同尺寸的梅花板手等，满足不同尺寸规格螺丝的拆除需求，起到保护人身安全并方便拆接线的作用。