等电位作业的原理

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时间:2017-12-29

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1、等电位作业的原理由电造成人体有麻电感甚至死亡的原因,不在于人体所处电位的高低,而取决于流经人体的电流的大小。根据欧姆定律,当人体不同时接触有电位差的物体时,人体中就没有电流通过。从理论上讲,与带电体等电位的作业人员全身是同一电位,流经人体的电流为零,所以等电位作业是安全的。当人体与带电体等电位后,假如两手(或两足)同时接触带点导线,且两手间的距离为1.0m,那么作用在人体上的电位差即该段导线上的电压降。假如导线为LGJ-150型,该段电阻为0.00021Ω,当负荷电流为200A时,那么该电位差为0.042V,设人体电阻为1000Ω,那么通过人体的电流为42μA,远小于

2、人的感知电流1000μA,人体无任何不适感。如果作业人员是穿屏蔽服作业,因屏蔽服有旁路电流的作用,那么,流过人体的电流将更小。在等电位作业中,最重要的是进入或脱离等电位过程中的安全防护。我们知道,在带点导线周围的空间中存在着电场,一般来说,距带点导线的距离越近,空间场强越高。当把一个导电体置于电场之中时,在靠近高压带电体的一面将感应出与带电体极性相反的电荷,当作业人员沿绝缘体进入带电体时,由于绝缘体本身的绝缘电阻足够大,通过人体的泄露电流将很小,但随着人与带电体的逐步靠近,感应作用越来越强烈,人体与导线之间的局部电场越来越高。当人体与带电体之间距离减小到场强足以使空气

3、发生游离时,带电体与人体之间将发生放电。当人手接近带电导线时,就会看见电弧发生并产生啪啪的放电声,这是正负电荷中和过程中电能转化成声、光、热能的缘故。当人体完全接触带电体后,中和过程完成,人体与带电体达到同一电位,在实现等电位的过程中,将发生较大的暂态电容放电电流,其等值电路见图1-4。图1-4中,UC为人体与带电体之间的电位差,这一电位差作用在人体与带电体所形成的电容C上,在等电位的过渡过程中,形成一个放电回路,放电瞬间相当于开关S接通瞬间,此时限制电流的只有人体电阻Rr,冲击电流初始值Ich可由欧姆定律求得,即Ich=UC/Rr对于110kV或更高等级的输电线路,

4、冲击电流初始值一般约为十几至数十安培。由此可见,冲击电流的初始值较大,因此作业人员必须身穿全套屏蔽服,通过导电手套或等电位转移线(棒)去接触导线。如果直接徒手接触导线,则会对人体产生强烈的刺激,有可能导致电气烧伤或引发二次事故。当然,由于冲击电流是一种脉冲放电电流,持续时间短,衰减快,通过屏蔽服可起到良好的旁路效果,使直接流入人体的冲击电流非常小,而且屏蔽服的持续通流容量较大,暂态冲击电流也不会对屏蔽服造成任何损坏。一般来说,采用导电手套接触带电导线,由于身穿屏蔽服的人体相距带电导线较近,相当于电容器的两个极板较近,感应电荷增多,因此其冲击电流也较大。如果作业人员用电

5、位转移线(棒)塔接,人体可以对导线保持较大的距离,使感应电荷减小,中间电流也减小,从而避免等电位瞬间冲击电流对人体的影响。在作业人员脱离高电位时,即人与带电体分开并有一空气间隙时,相当于出现了电容器的两个极板,静电感应现象同时出现,电容器复被充电。当这一间隙小到使场强高到足以使空气发生游离时,带电体与人体之间又将发生放电,就会出现电弧并发出啪啪的放电声。所以每次移动作业位置时,若人体没有与带电体保持同电位的话,都要出现充电和放电的过程。当等电位作业人员靠近导线时,如果动作迟缓并与导线保持在空气间隙易被击穿的临界距离,那么空气绝缘时而击穿,时而恢复,就会发生电容C与系统

6、之间的能量反复交换,这些能量部分转化为热能,有可能使导电手套的部分金属丝烧断,因此,进入等电位和脱离等电位都应动作迅速。等电位过渡的时间时非常短的,当人手与导线握紧之后,大约经过零点几微秒,冲击电流就衰减到最大值的1%以下,等电位进入稳态阶段。当人体与带电体等电位后,就好像鸟儿停落在单根导线上一样。即使人体有亮点与该导电体接触,由于两点之间的电压降很小,流过人体的电流是微安级的水平,人体无任何不适感。从以上作业原理的分析来看,等电位作业是安全的,但在等电位的过程中,应注意以下几点:(1)作业人员借助某一绝缘工具(硬梯、软梯、吊篮、吊杆等)进入高电位时,该绝缘工具应性能

7、良好且保持与相应电压等级相适应的有效绝缘长度,使通过人体的泄露电流控制在微安级的水平。(2)其组合间隙的长度必须满足相关规程及标准的规定,使放电概率控制在10-5以下。(3)在进入或脱离等电位时,要防止暂态冲击电流对人体的影响。因此,在等电位作业中,作业人员必须穿戴全套屏蔽用具,实施安全防护。

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