(1.福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建 泉州 362000;2.漳州電業(yè)局,福建 漳州 363000)
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,電磁感應(yīng)現(xiàn)象不僅表現(xiàn)在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),還表現(xiàn)在處于變化磁場(chǎng)中的線圈上亦存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象,感應(yīng)電壓分為靜電感應(yīng)電壓和電磁感應(yīng)電壓。感應(yīng)電作為電力系統(tǒng)中一種常見現(xiàn)象,對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行有著重要的影響。作為一名從事電力行業(yè)特別是從事高壓試驗(yàn)工作的員工,需要經(jīng)常面對(duì)多種帶電設(shè)備,比如帶高電壓和大電流的一次設(shè)備,電纜破損或?qū)Ь€斷線后搭在設(shè)備外殼使端子箱、機(jī)構(gòu)箱等帶電,已停運(yùn)的電氣設(shè)備、線路由于受周圍環(huán)境的影響帶有感應(yīng)電,因試驗(yàn)先后順序問題造成臨近的容性試品也會(huì)帶有感應(yīng)電。
對(duì)已停運(yùn)的電氣設(shè)備、線路由于受周圍環(huán)境的影響帶有感應(yīng)電現(xiàn)象往往使人感到疑惑,如需檢修和維護(hù)的設(shè)備、線路所在開關(guān)、刀閘己明顯斷開,但當(dāng)用驗(yàn)電器驗(yàn)電時(shí),驗(yàn)電器卻報(bào)警指示設(shè)備線路仍帶電;線路或設(shè)備接地刀閘己合上或接地線已明顯掛上,但當(dāng)檢修人員接觸需檢修的設(shè)備、線路時(shí)會(huì)有被電擊的感覺。這種已停電設(shè)備仍然帶電現(xiàn)象就是俗稱的感應(yīng)電,它是如何產(chǎn)生的、又是如何加以防范,就是本文需討論的問題。
2011年某日,福建某電業(yè)局所屬110 kV龍山變電站進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí),110 kV豐龍I線線路須運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修,當(dāng)工作人員對(duì)該線路停電后用驗(yàn)電器驗(yàn)電時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器報(bào)警指示此線路仍帶電。工作人員立即將此現(xiàn)象向上級(jí)部門反映,檢修部門派員工對(duì)此線路進(jìn)行檢查,但沒有發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致此線路帶電的原因,經(jīng)過工作人員多次驗(yàn)電,驗(yàn)電器仍舊發(fā)出線路帶電的報(bào)警聲。為了查明線路帶電原因,上級(jí)部門把這條線路帶電原因的查找任務(wù)交給了高壓試驗(yàn)班,通過現(xiàn)場(chǎng)勘察和分析,高試班研究決定對(duì)此線路進(jìn)行高壓測(cè)量,以確定線路帶電的原因。
通過對(duì)四種常用的高電壓測(cè)量方法的分析和比較,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,試驗(yàn)人員首先排除了用球隙測(cè)量法和靜電電壓表法進(jìn)行高壓測(cè)量,因?yàn)橛们蛳稖y(cè)量法測(cè)量步驟繁瑣,且測(cè)量出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高;用靜電電壓表法測(cè)量受外界環(huán)境的影響很大,如天氣溫度、濕度、風(fēng)力的大小和方向等因素都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果;用PT二次側(cè)測(cè)量法又因?yàn)榫€路上沒有安裝PT(電壓互感器)而無法實(shí)施。經(jīng)過綜合分析,最后決定采用阻容式分壓器測(cè)量線路電壓,分壓器測(cè)量上限選擇交流200 kV、直流150 kV。
開始測(cè)量前,操作人員把儀器放置在合適的位置,操作人員戴絕緣手套、穿絕緣靴、站在絕緣墊上,用耐壓超過252 kV的絕緣桿,掛上分壓器高壓引線觸及刀閘的線路側(cè)。此時(shí)從儀表觀察到:當(dāng)引線接觸線路的瞬間即0秒時(shí),電壓800 V,經(jīng)過1~2秒,電壓400 V,3~4秒,電壓接近0 V,在這個(gè)過程中電壓顯示為AC(交流狀態(tài)),但很快電壓又逐步回升到十幾伏,這時(shí)電壓顯示為DC(直流狀態(tài))。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分析判斷,試驗(yàn)人員確定此線路所帶的電壓為感應(yīng)電壓。
感應(yīng)電是一種電壓高、電流小、能量弱(相對(duì)于系統(tǒng)電壓而言)的電,常見于導(dǎo)電設(shè)備外部所帶的電,其實(shí)質(zhì)是通過一定的方法,改變空間中靜電荷的分布。產(chǎn)生感應(yīng)電的因素有很多:比如停運(yùn)的線路旁有帶電的平行線路或線路交叉跨越、停電的設(shè)備周圍有很強(qiáng)的電場(chǎng)存在、線路穿越強(qiáng)磁場(chǎng)源(如大型煉鋼廠、鋁廠)周圍、停電設(shè)備間隔四周鄰近的母線、設(shè)備、線路受環(huán)境影響(風(fēng)與線路摩擦)、甚至在潮濕天氣情況下,空氣中的自由電子不斷地附著在線路上也可以產(chǎn)生電荷等因素都可能產(chǎn)生感應(yīng)電。針對(duì)本起輸電線路停電檢修過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電,筆者分析認(rèn)為產(chǎn)生的主要原因如下:
(1)110 kV豐龍I線線路運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修,但其它回路正常運(yùn)行,當(dāng)運(yùn)行導(dǎo)線中流過交流電時(shí),在其周圍將產(chǎn)生交變磁場(chǎng),磁場(chǎng)在停電線路上產(chǎn)生感應(yīng)出沿導(dǎo)線方向分布的電動(dòng)勢(shì),從而使停運(yùn)導(dǎo)線(110 kV豐龍I線)產(chǎn)生對(duì)地電位差(即感應(yīng)電),此感應(yīng)電大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱、運(yùn)行導(dǎo)線和停運(yùn)導(dǎo)線的耦合系數(shù)、導(dǎo)線對(duì)地絕緣程度有關(guān)。
(2)當(dāng)停電檢修線路因電磁感應(yīng)產(chǎn)生了較高的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流后,相應(yīng)地也會(huì)在線路檢修作業(yè)點(diǎn)產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流,當(dāng)檢修人員接近或靠近導(dǎo)線時(shí),由于存在電位差將使檢修人員有觸電的感覺。雖然檢修人員安裝了個(gè)人保安線,被檢修部分已處在了零電位,但檢修人員身處強(qiáng)電場(chǎng)中,因電磁感應(yīng)將使人身上感應(yīng)出高電位,當(dāng)人與被檢修部分接觸時(shí),就出現(xiàn)了觸電現(xiàn)象,這是人對(duì)設(shè)備放電引起的。
基于上述輸電線路檢修中“感應(yīng)電”產(chǎn)生原因分析,筆者認(rèn)為預(yù)防感應(yīng)電傷害主要有以下幾項(xiàng)措施:
(1)在停電檢修作業(yè)區(qū)段兩端應(yīng)接地、作業(yè)點(diǎn)兩側(cè)加裝個(gè)人保安線。
(2)正確使用個(gè)人保安線和裝、拆接地線,個(gè)人保安線截面積不得小于16mm2,停電線路接地線截面積不得小于25mm2,應(yīng)嚴(yán)格按照《電力安全工作規(guī)程》要求,使用個(gè)人保安線和裝、拆接地線時(shí),檢修人員應(yīng)使用絕緣棒或絕緣繩,人體與接地線保持規(guī)定的安全距離。
(3)檢修人員應(yīng)穿全套屏蔽服,保證屏蔽服接地良好,這樣能使檢修人員操作點(diǎn)兩側(cè)接地線的感應(yīng)電流經(jīng)個(gè)人保安線流入大地。
其實(shí),電力系統(tǒng)中不止停電線路檢修中容易產(chǎn)生感應(yīng)電,有時(shí)工作人員雖然不在高處作業(yè),比如在地面、在帶電的設(shè)備構(gòu)架上或是設(shè)備底座上工作時(shí),也會(huì)出現(xiàn)被感應(yīng)電電擊現(xiàn)象,究其原因是因?yàn)樵O(shè)備構(gòu)架或設(shè)備底座接地良好為零電位(大地電位),而工作人員身在強(qiáng)電場(chǎng)中被電磁感應(yīng)為高電位,人和設(shè)備構(gòu)架、底座存在電位差而產(chǎn)生觸電感覺。因此電業(yè)工作人員在設(shè)備區(qū)內(nèi)盡量不要觸摸運(yùn)行設(shè)備的構(gòu)架、底座和端子箱等,以免造成不必要的人身傷害,若因工作需要接觸上述設(shè)備,必須做好安全防范措施。
針對(duì)該起輸電線路停電檢修中“感應(yīng)電”產(chǎn)生原因分析可知,作為一名電業(yè)工作人員,應(yīng)對(duì)感應(yīng)電有一個(gè)較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),要能夠根據(jù)現(xiàn)象分析感應(yīng)電產(chǎn)生的原因,并能制定出有效的防范措施,這就要求相關(guān)工作人員必須掌握電氣專業(yè)基礎(chǔ)理論,熟悉電力安全規(guī)程,掌握扎實(shí)的業(yè)務(wù)技能。
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