防高壓靜電的鏈鎖法研究

摘 要：作業人員在變電站現場的帶電設備金屬外殼或架構上作業時，時常遭遇靜電感應電壓的影響，特別是電壓等級為220kv及以上的設備，在晴朗干燥的天氣里，靜電感應現象十分突出。文章針對上述情況，討論了幾種可行的解決方案，并提出了鏈鎖接地的方法，實驗比較后有較大的優勢。

關鍵詞：高壓靜電；鏈鎖；接地

1 高壓靜電感應電壓的產生

高壓作業人員穿著絕緣膠底鞋或攀登在絕緣梯上，人體與大地間具有一定的絕緣，當人體靠近帶電體時，就會產生靜電感應電壓，運行設備的電壓越高，作業人員離帶電體越近，靜電感應現象越明顯。如在對220kv的設備外殼工作時，手持金屬工具接近設備外殼或架構時，在工具與外殼或架構之間會產生5mm～10mm的電弧，同時發出“吱吱”的放電聲。如果人體不慎接觸設備外殼或架構等地電位處，會形成人體對地脈沖放電，產生刺痛感，給作業人員帶來不小的生理影響和心理壓力。

2 靜電感應電壓危害程度的調查

人體電阻在一般的情況下為800-1000歐，由于作業人員腳穿絕緣膠鞋攀桿塔或借助絕緣工具去接近帶電導體作業，使人體脫離了大地電位，因此處于電場中的人體就會出現一定感應電位。當作業人員進入電場時，身高在1.7m左右的工人腳穿絕緣鞋時一般對地電容在50-300pF。身穿屏蔽服處在等電位的情況下跟地面8-10m時，人對地電容約在25-20uuF。由于電容是個儲能原件，因此當作業人員借助絕緣工具進入電場時，只要離開桿塔即（大地電位），在人體上就會出現高于地電位的感應電壓，桿塔上的其他作業人員就不能與他直接接觸，否則二人會同時遭受電擊造成意外事故。

經有關資料和現場實際測量所知，當作業人員處在220kv線路鐵塔平口距中導線1.6米處時感應電壓高達800-1700V。一旦放電，這種沖擊性的瞬間暫態電流是很高的，遠超過0.5mA人體感知水平，因此會使肌肉感受到針刺似的甚至難以忍受的麻電現象，給人造成精神緊張和膽怯心理。甚至使檢修人員在無精神準備的情況下造成高處墜落的意外人身事故。

3 防止高壓感應電壓的一般方法

3.1 穿著靜電感應防護服和導電鞋

這是一個比較規范的做法，但需要注意的是，如果各部分連接不良可能導致更大的靜電感應電壓。另外，對某些工作（工作內容簡單、作業時間短、頻繁轉移地點等）而言，由于穿戴防護服和導電鞋既繁瑣又不方便，作業人員一般難以堅持使用。

3.2 戴絕緣手套

這種方法效果不錯，但因手指的活動受到一定限制，僅適合對手指的靈活性要求不高的操作。

3.3 金屬線接地法

在現場臨時用一段金屬導線，將人體與大地連接，以達到釋放人體感應電荷的目的。盡管這個方法比較有效，但可靠性值得注意，存在一定的安全風險。

3.4 工具接觸法

右（左）手持金屬工具接觸設備金屬外殼并保持接觸，左（右）手直接接觸設備外殼并一直保持接觸，然后用右（左）手完成作業任務。離開設備時，左（右）手應該在右（左）手持工具接觸設備外殼后離開。即保證手持工具首先接觸設備外殼并最后離開設備外殼。這樣會使感應電壓產生的脈沖放電發生在工具與外殼之間，而人體沒有任何感覺。該方法在不使用專門設施的情況下，也可以有效避免靜電感應的影響；缺點是只能用一只手進行作業。

3.5 使用靜電消除鎖鏈。這是一種簡便易行的有效方法。將長度約35cm的多股金屬軟線一端與套在手腕上的導電體（可采用導電的軟材料）連接，另一端與導電磁性材料板連接。作業時，將磁性材料板吸附在設備金屬外殼或架構上，使人體與大地保持同電位。工作過程中，隨著身體的移動，拉動磁性材料板在設備外殼或金屬架構表面滑動，使人體始終處在被保護狀態。

4 高壓感應電產生的原理

4.1 等效電路

為了使問題簡化，對與三相輸電線路平行的施工導線進行分析。在分析模型中，將運行的輸電線路等效設為平行地面且高度相同的圓柱直導體。當需要對某架設的導線T進行施工操作時，認為該導線也是與地面平行的。這樣，該導線受到附近線平行的輸電線路的靜電感應電壓作用的等值電路圖可以如圖1所示：

圖中，VA、VB、VC為輸電線路三相電壓，VT為施工導線T的感應電壓，CTA、CTB、CTC分別為輸電線路各相對施工導線的互有電容，CTO為施工導線對地電容。

4.2 計算電容

4.3 計算感應電壓

6 裝置的效果驗證

合肥市供電公司變檢三班在東北郊變開關更換及永青變開關檢修時，應用高壓檢修作業防感應電傷害的裝置，把人體的感應電壓限制在100V以內，接地泄漏電流控制在0.5mA內，能夠消除高壓檢修作業時使肌肉感受到針刺似的甚至難以忍受的麻電現象以及給人造成精神緊張和膽怯心理，從而避免造成高處墜落的意外人身事故，快速、高效的完成檢修任務，同時對檢修人員的安全提供了強大的保障。

7 結束語

該裝置能將人體的感應電壓限制在安全電壓100V內，把接地泄漏泄漏電流限制在0.5mA內（人體通過安全感知電流閥值）。

經實驗，應用高壓檢修作業防感應電傷害的裝置，把人體的感應電壓限制在100V以內，接地泄漏電流控制在0.5mA內，能夠消除高壓檢修作業時使肌肉感受到針刺似的甚至難以忍受的麻電現象以及給人造成精神緊張和膽怯心理，從而避免造成高處墜落的意外人身事故，快速、高效的完成檢修任務，同時對檢修人員的安全提供了強大的保障。高壓檢修作業防感應電傷害裝置的運用，對變電檢修隊員的檢修作業起到積極作用。另外，此方法還具有一定的經濟效益。

參考文獻

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作者簡介：盧佳敏（1990，2-），男，籍貫：江西省新余市，學歷：碩士研究生，研究方向：電力系統分析與控制，高電壓與絕緣技術。