配网不停电作业技术(配网专业实训技术丛书)
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1.3 配电不停电作业电流和电场的防护

在配电不停电作业过程中,电对人体的影响主要有两种:①在人体的不同部位同时接触了有电位差(如相与相之间或相对地之间)的带电体时而产生电流的危害;②人体在带电体附近但未接触带电体,因空间电场的静电感应而引起人体感觉有类似风吹、针刺等不舒服感。

1.3.1 电流对人体的影响

触电时,人体受害程度决定于通过人体的电流即电击。电击一般分为稳态电击和暂态电击。暂态电击电流的持续时间较长。表1-1列出了在稳态电击下人体表现的特征。

表1-1 稳态电击下人体表现的特征

续表

当不同数值电流作用到人体的神经系统时,由于神经系统对电流的敏感性很强,人体将表现出不同的反应特征。并且与直流电相比,交流电流对人体的危害更严重。触电伤害的程度跟以下几个因素有关。

1.电流大小

电流是触电伤害的直接因素,电流越大,伤害越严重。一般通过人体的交流电流(50Hz)超过10mA(男性约13.7mA、女性约10.6mA),直流电流超过50mA时,触电人就不容易自己脱离电源了。

2.电压高低

随着作用于人体的电压增高,可能造成人体皮肤的首先击穿,人体电阻会急剧下降,使通过人体的电流大为增加,所以电压越高越危险。

3.人体电阻

人体电阻主要决定于皮肤的角质层。皮肤完好、干燥,电阻大,如果皮肤破损或大量出汗或受到电击,人体电阻会显著降低,电流急剧增大。

4.电流通过人体的途径

电流通过人体的路径不同,使人体出现的生理反应及对人体的伤害程度不同。触电时电流流经人体的途径见表1-2。左手至脚的电流途径,由于流经心脏的电流与通过人体总电流的比例最大,因而是最危险的;右手至脚的电流路径的危险性相对较小。电流从左脚至右脚这一电流途径,危险性小,但人体可能因痉挛而摔倒,导致电流通过全身或发生二次触电而产生严重后果。

表1-2 触电时电流流经人体的途径

5.触电的时间长短

触电时间越长越危险。有时虽然触电的电流只有20~30mA,但由于触电时间长,电流通过心脏,造成心脏颤动,直至心脏停止跳动。一般认为触电电流的毫安数乘触电时间的秒数超过50mA·s,人就有生命危险,所以触电时迅速脱离电源最重要。

不停电作业是高危作业,为了保障作业人员作业安全,要求经过人体的稳态电流不能超出人体的感知水平1mA。

1.3.2 电场对人体的影响

不停电作业时,人体可看作良导体,工作人员作业时与带电体或杆塔构件构成各种各样的电极结构。电极结构在电压的作用下,电极间产生空间电场,并且都是极不均匀电场。在空间电场场强达到一定的强度时,人体体表场强约为240kV/m时,人体即有“微风感”,这一人体对电场感知的临界值,被公认为人体皮肤对表面局部场强的电场感知临界值。

1.3.3 作业过程中的过电压

不停电作业过程中,作业人员除了受正常工作电压的作用外,还可能遇到内部过电压和雷击过电压。内部过电压又可分为操作过电压和暂时过电压。

1.操作过电压

操作过电压的特点是幅值较高、持续时间短、衰减快。电力系统中常见的操作过电压有间歇电弧接地过电压、开断电感性负载(空载变压器、电抗器、电动机等)过电压、开断电容性负载(空载线路、电容器等)过电压、空载线路合闸(包括重合闸)过电压以及系统解列过电压等。操作过电压的大小一般在3.5倍相电压范围内,是确定不停电作业安全距离的主要依据。

2.暂时过电压

暂时过电压包括工频电压升高和谐振过电压。工频电压升高的幅值不大,但持续时间较长,能量较大,是不停电作业绝缘工具泄露距离整定的一个重要依据。造成工频电压升高的原因主要为不对称接地故障、发电机突然甩负荷、空载长线路的电容效应等。不对称接地故障是线路最常见的故障形式,在中性点不接地系统中,非接地相电压升高至线电压。常见的谐振过电压方式有参数谐振、非全相拉合闸谐振、断线谐振等。谐振过电压一般不会大于3倍相电压,但持续时间较长,会严重影响系统安全运行。

系统出现过电压时,可能从空气间隙、绝缘工具、绝缘子三个渠道上威胁作业人员的安全。从空气渠道上,过电压有可能造成带电体与作业人员间空气间隙发生放电;从绝缘工具渠道上,过电压会造成绝缘工具的沿面闪络或整体击穿;从绝缘子渠道上,过电压有可能通过作业人员附近的不良或外表脏污的绝缘子发生放电。为避免过电压带来的威胁,不停电作业必须同时满足安全距离和安全有效绝缘长度等要求。

1.3.4 配电不停电作业的防护

为了保护作业人员作业过程中不受伤害,应采取以下措施:

(1)减少作用于人体的电压。不停电作业时应退出线路重合闸,禁止在有雷电情况下进行不停电作业,避免不停电作业中过电压(前者为开关连续开断、合闸而产生的操作过电压,后者为大气过电压)对不停电作业的安全造成影响。

(2)增大触电回路的阻抗。作业人员应穿戴全套绝缘防护用具,使用性能良好、试验合格的绝缘工器具,增加回路阻抗,有效限制泄漏电流。

(3)保持足够的安全距离。不停电作业过程中,作业人员应与未经绝缘遮蔽或绝缘隔离的带电体、地电位构件保持0.4m的安全距离;在一相上作业时,同时注意与邻相带电体保持0.6m,与地电位构件保持0.4m的安全距离;不停电作业过程中,身体部位不可同时接触不同电位的物体。