带电作业中人在强电场下的保护

本文及其后的几篇将介绍强电场保护的概念及用具原理要求。通过知识讲解及用具原理介绍,掌握带电作业工作中强电场保护的要求、屏蔽服的原理及其技术要求。

带电作业中所遇到的电场几乎都是不对称分布的极不均匀电场。作业人员在攀登杆塔或变电站构架,由地电位进入强电场的过程中,构成了各种各样的电场。

运行中的导线其表面及周围空间存在着电场,且属于不均匀电场,其表面的电场强度高于周围空间的电场强度。影响导线表面及周围空间电场强度的因素是多方面的,主要包括:输电线路运行电压、相间距离与分布、导线对地高度、分裂导线数目、分裂距与子导线的直径、导线表面状况、当地气象条件等。根据理论计算,500kV系统中若采用LGJ—300型导线、四分裂、分裂距45cm×45cm,则导线表面最高场强为1550/2250kV/m (有效值/峰值)。

在带电作业的全过程中人体处于空间电场的不同位置,对空间电场的影响是不一样的,人体各部位体表的场强也是不一样的。将人体看成导体,由于静电感应,当人体处于地面时,整个人体处于地电位,人体形成突出,一般来说头部体表场强最高;当人体在导线与地面间电位悬浮(相当于中间电位作业时),沿着电场的纵方向的人体突出部位(头、脚)体表场强最高;人体与导线电位相等后,人体的突出部分将发出电力线,此处的体表场强最高;在操作人员进行电位转移的瞬间,手接触导线时手与导线之间的气隙处的场强非常大,会导致手指与导线之间发生放电,直到手指握住导线后,放电才会停止。

经实际检测,在500kV线路上,未等电位前,头顶场强(屏蔽服外)达400kV/m,在等电位后,脚尖部分场强可达700kV/m。而在电位转移过程中,“手指一导线”电极间场强很高,手指体表场强可达E=1800~2100kV/m(有效值),因为只有达到这个场强值,空气才会击穿导致火花放电。这里需要强调的是,不论在哪个电压等级上,在转移电位前手指尖的体表场强都会达到这个值,否则间隙不会被击穿。因而,等电位作业时,不论电压等级髙低,都必须采取防护措施。但是,在各电压等级中,电位转移时的放电间隙是不相同的。经实际检测,在500kV线路上,电位转移时的火花放电间隙为300mm。

为了防止火花放电发生在等电位作业人员的裸露部分与导线之间,有规定:等电位作业人员在电位转移前,应得 到工作负责人的许可。转移电位时,人体裸露部分与带电体的距离”在500kV系统 中,规定人体裸露部分与带电体的距离不应小于0.4m。

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