输电线路高压带电检修的安全防护研究

赛富电力集团股份有限公司 谭启荣

1 引言

在当前我国的经济发展趋势之下，电力的供应受到越来越多的关注，而在高压带电检修过程中如何充分保障工作人员的安全，成为能源企业维护社会正常运行和促进社会和谐的重要问题。高压带电检修作业相较于其他作业类型具有较为突出的特殊性，在进行安全防护的时候，通过对这些特殊性和具体影响因素进行把握至关重要。

2 带电检修作业的基本方法分析

2.1 带电检修的特征及影响因素

在带电作业的过程中，相关作业人员在接触或靠近带电体的时候，将会受到两种作用，第一种作用是，在相关工作人员于操作过程中，同时对非连通带电体进行了接触，或者是在接触对应系统之中的带电体的时候，也对相关系统之中的接地体进行了接触，相应的电流将会对人员的生命安全形成威胁。其次是在作业过程中，即便相关工作人员将绝缘遮蔽设置得非常严密，且其在操作阶段也有意识地避开相关带电体，但是在操作过程中，所产生的静电感应现象，仍然会让工作人员产生针刺、风吹等不适[1]。

在既往的研究之中指出，为了保证带电作业过程中人员的安全，相关工作必须遵循的三个原则包括：一是确保流经人体的电流不超过1mA，以防止产生电流危害；二是人体体表局部场强不超过240kV/m；三是作业人员与其他带电体和接地体之间应当保持充分的安全距离。

在严格遵循这些原则的情况下，将能够比较有效地保证工作人员的安全。此外，在进行作业的过程中，无论相关人员应用哪一种作业方法，其所要重点关注的问题都是需要采用绝缘遮蔽用具，将自身和带电体、接地体进行隔离。

在对人员安全的影响方面，从此内容之中可以了解到强电场、电流、静电感应是影响作业人员安全的三个主要因素。

首先从强电场的角度来看，交流输电线路在运行过程中，将会在对应的导线周围产生工频交变电场，而这一电场随着电压的增加将会出现增加，当处于场强之中，人体将会感受到一些比较显著的不适感。

其次，电流的存在也会对人体产生不良影响，如果处于等电位作业的情况下，当人员缓慢靠近的情况下，将会产生较大的暂态冲击电流。

最后，静电感应的存在也是影响安全的重要因素，在静电感应发生的时候，如果对应的个体裸露部分接触接地体，将会导致电击的发生。

2.2 带电检修的方法

带电作业的原理主要可以划分为地电位作业、中间电位作业、等电位作业和综合带电作业四种类型。首先，地电位作业所指的是作业人员与大地处于同一电位状态，采取绝缘工具来进行对应操作的过程，在实施操作的时候，有2条回路通过人体，其中一条是泄漏电源回路，这一回路的电流方向是带电体、工具、人体和大地，而另一条则是电容电流回路，其电流方向为带电体、空气间隙、人体和大地。

在操作过程中，由于操作工具所具有的电阻远远大于人体，所以人体的电阻可以忽略不计。中间电位作业方法所指的是相关的工作人员介于大地和带电体之间的某一电位状态，该过程中采取绝缘设备进行检修，也是实现不停电检修的重要方法。在该过程中，由于相关的配电线路电压等级相对较低，应用绝缘材料即可实现对空气间隙进行替代的作用，保证作业安全。

针对高压输电线路进行作业的过程中，由于没有绝缘材料可以取代空气间隙，所以在检修工作之中需要保证充分的安全距离，才能保证安全。等电位作业所指的是，工作人员在对应系统之中进行作业的时候，其自身所携带的电位与所接触的带电体电位一致，通过穿戴屏蔽用具来实现作业的方法。在针对超过110kV 电压等级的输电线路进行不停电检修的过程中，工作人员需要确保自身以相对快速的状态进入和脱离[2]。

综合不停电作业则相对较为复杂，在作业过程中分为旁路作业检修架空线路、电缆线路、环网柜以及从环网柜等线路设备临时接电供电等作业。以常见的旁路作业项目为例，在进行线路检修的过程中，其可以将停电范围、停电时间等控制在较小的范围内，实施方法是进行临时的旁路电缆供电系统的构建，从而在用户没有感知的情况下完成对线路的检修工作。

3 输电线路高压带电作业防护

3.1 强电场防护

一是屏蔽电场。当相关的人体接近高压导线或者与高压导线等电位的时候，将会出现较高的体表场强，且由于不同的个体在特征和各个部位与带电体的方位距离存在差异，因此人体各个部位的电场强度是存在较大差异的，如果在这种情况下不采取对应的屏蔽措施，则会让作业人员感受到皮肤的麻木和刺激，通过屏蔽服的应用，则能够比较有效地实现对高压电场的屏蔽作用。一般而言，如果是进行500kV 以下等级的高压检修工作，屏蔽服的屏蔽效率应当达到40dB 以上，且能够屏蔽99%以上的外部场强，而1000kV 屏蔽服的屏蔽效率应当达到60dB 以上。

二是旁路电流。在人体接触和脱离不同电位物体瞬间，将会产生充放电的暂态过程，而通过采取屏蔽服防护措施之后，因为屏蔽服本身的电阻相对较小，因此能够实现对大部分暂态放电电流的屏蔽，对于人体与屏蔽服之间形成的并联回路，流过屏蔽服的电流则约为总电流的99%以上[3]。

屏蔽服的组成应当包括上衣、裤子、帽子、手套、短袜、鞋子和相关的连接线接头，通常来讲，屏蔽服均具有较好的屏蔽性能、较低的电阻、适当的载流容量和一定的阻燃性。根据我国现行的标准，全套的屏蔽服其最远端点间电阻值不应当低于20Ω，同时对身体各部分的屏蔽服电阻值均有所要求，屏蔽服不同组成部分电阻值详见表1。

表1 屏蔽服不同组成部分电阻值

无论是1000kV 还是500kV 带电作业屏蔽服在使用过程中，对人体进行保护的机制是一致的，主要区别在于1000kV 带电作业用屏蔽服所使用的电压等级较高，电场强度相对较高，对屏蔽服的屏蔽效率要求也更高。

3.2 电流安全防护

如果人体被串接于闭合电路之中，则人体将会流过电流，流过电流的大小与电压和人体阻抗之间存在密切的关联，人体的阻抗主要包括体内阻抗和皮肤阻抗两个部分，其中皮肤阻抗与电压、频率、电流持续时间、接触面积、接触压力和温度等因素相关。

人体的阻抗因不同的个体特征而存在着一定的差异，一般认为人体阻抗在1000Ω。当人体受到工频稳态电流的影响之后，将会产生一系列生理反应，如呼吸痉挛、心室纤维性颤动等，这也是电流对人体造成危害的根本原因，如果发生心室纤维性颤动，则有可能导致个体出现死亡[4]。同时该过程中出现的暂态电机也是导致人员伤亡的重要原因，该过程中当人体接触电厂中对地绝缘的导体的瞬间，积累在导体上的电荷将以火花放电的方式通过人体对地突然放电，从而使得高频率电流通过人体，由于这种放电电流的整体复杂程度相对较高，因此在进行其危害评估的时候，往往是以其产生的具体危害性后果来进行的，暂态电击危害及能量阈值详见表2。

表2 暂态电击危害及能量阈值

为了防范这种情况对人员生命安全的影响，在进行防护过程中需此采取屏蔽来形成相对良好的防护效果，以进行1000kV 高压的带电检修工作为例，这个过程中如果相关人员穿戴全套1000kV 等级屏蔽服之后，流经屏蔽服和人体的总电流方通常会在5000µA 左右，而流经人体的电流则通常在30µA左右，这一指标远远低于规定的50µA 限值，将能够比较有效地保证1000kV 带电检修作业人员的安全。

3.3 静电感应的防护

静电感应也是相关防护工作之中需要重点关注的问题。静电感应产生的原因是因为工频交流电场的整体变化相较于其他类型的电场而言，相对更为缓慢，可以将其看作一种静电场，如果导体处于电场之中，便会产生感应电荷。感应电荷形成的电场又会与原来的电场之间相互叠加，并由此导致电场出现畸变，同时从既往的研究之中也可以了解到，当导体的曲率半径越小的情况下，其表面的电场强度将会显著增大。

静电感应存在的情况下，将会导致工作人员遭到电击，从而导致安全隐患[5]。从实际情况来看，人体由于本身的电阻较小，当其处于强电场中，可以将人体视为导体，在人体对地绝缘的时候，因为静电感应的存在，会让相关的个体处在特定的电位，如果在进行操作时，让身体的暴露位置与其进行接触，则会使人体感受到电击，当电击的能量较高的情况下，就会导致疼痛感的产生。同时对地绝缘的金属物体在处于电场之中的时候，往往会因为静电感应而积累一定的量的电荷，如果在这种情况下人体对相关金属物体进行接触，也将导致电击。

针对这种情况进行防护的时候，相关人员可以采取穿戴屏蔽服，从而限制流经人体的电流，以及确保吊起的金属物体接地，保持等电位等方法来达到效果。具体防护措施如下。

一是在进行高压输电线路检修作业的时候，通过正确穿戴屏蔽服和导电鞋，在距离导线距离约10m 的范围内进行作业，如果在两条平行运行的高压输电线路上，即便是在其中一条线路已经停电的情况下，也应当进行全面的防护，避免出现安全风险。

二是在进行退出运行的电气设备检修过程中，相关人员也需要引起高度注意，只要附近存在强电场，所有的绝缘体上的金属部件在没有接地之前，均需要严格避免进行直接接触，避免出现隐患。

三是在进行已经完全断开电源的空载相线检修作业阶段，如果对应区域存在导线有电的情况，空载相线存在感应电压，作业人员应当严格避免对其进行触碰，同时应当与其保持充足的距离。只有在应用合适的工具进行操作，让其接地的前提下，才可以对其进行触碰。

四是如果在强电场之中进行作业的时候，相关的塔上作业人员在接触较长的金属物的时候，应当保证其接地。

五是绝缘架空地线在进行检修作业的时候，应当将其视为有电，相关的作业人员在作业过程中应当确保自身与其保持相对较远的距离，确保其接地之后，才可进行接触。

4 结语

在当前我国的经济社会发展背景下，对高压输电线路安全的管理重视程度较高，而要保证相关输电线路正常稳定地运行，就必须针对其采取对应的检修工作。为了避免高压带电检修对人员的安全造成严重的危害，在工作之中相关单位和人员需要严格地按照规范进行安全防护措施的采取，通过这些方法全面地提升高压输电线路的操作安全性，降低安全事故发生的可能性。