05带电作业(2010改过).ppt

第5章带电作业 主要内容 5 1概述 5 2带电作业的安全原理 5 3带电作业方法及安全规定 5 4带电作业安全要求 5 5带电作业安全技术 5 6带电作业常用绝缘材料及常用工具 5 7带电作业工具的试验 保管与使用 5 8带电作业操作规程的制订及常规作业项目简介 5 1概述 带电作业 指在一定的条件下 在运行线路上 或其它带电设备 进行检修或改造的一种特殊作业方式 如带电水冲洗绝缘子 带电更换绝缘子 带电修补导线 地线等 一 带电作业的意义 带电作业的意义如下 停电停产 影响国民经济计划的完成 造成经济损失 而实施带电作业发现缺陷可及时处理 保证不间断供电 如 110kv线路 停电1小时 少送电1万度 220kv线路 停电1小时 少送电10万度 500线路 停电1小时 少送电100万度 1 可保证不间断供电 停电检修 与用户用电有矛盾 不能经常进行 且每次停电时间有一定的限制 停电检修是集中的 不均衡的 突击进行的 这样 每次停电检修的工作量大 缺陷多 集中劳动力多 检修混乱 使检修质量 安全等受到一定的影响 带电作业 可及时安排检修计划 不受时间限制 可保证检修质量及保证人员及设备的安全 2 可加强检修的计划性 带电作业是一种高组织性的半机械化生产 只要平时有针对性的进行一些检修训练及配备相应的工器具 即可迅速地完成检修任务 如 换直线串 30 35min 换220kv耐张串单片绝缘子 20min换220kv直线v形串单片绝缘子 几分钟 劳动强度小 检修时间短 3 可节省检修时间 能在运行设备上检修 可保证不间断供电 可不考虑备用设备 如不用架设双回路 不仅可节约基建投资 也可避免了因停电造成的倒闸操作和不合理的电网运行方式 综上 带电作业对保证电网的安全 经济运行 提高供电企业的经济效益 提高电力的综合经济效益等作用都很大 且电压等级越高 意义越大 目前带电作业已成为电气设备检修的主要方式之一 特别是线路抢修中约80 采用带电作业 4 能简化设备 具有 一特 三高 一特 指具有特殊性 即 在一定的空间作业 又是在一定的电场中作业 必要时人体还要处于运行电压下工作 要求作业人员有很高的技能 三高 1 条件要求高 必须在气象条件良好 工作环境适宜 工具设备齐全可靠 技术条件符合要求的前提条件下方可进行 2 安全要求高 安全是带电作业的生命 要保证安全 必须遵循 操作程序化 制度化 标准化 安全化 3 工作效率高 人员经特殊培训 人员技术水平高 组织措施得力 可大大节省检修时间 二 带电作业的特点 1 直接作业 作业人员直接与带电体接触而进行的各种作业 包括 等电位作业 又称同电位作业 国外称 徒手作业 沿绝缘子串进入强电场作业 以往叫 自由作业 分相作业 将中性点不直接接地的35kv及以下的电力系统的电气设备的一相人为接地 另两相升高 3倍相电压运行 作业人员对接地相进行检修的作业方式 全绝缘作业 对作业相的邻近带电体或接地部分进行用妥善的绝缘遮盖 或将作业人员自身进行全绝缘 然后对带电体进行检修的作业方式 2 间接作业 即作业人员不直接接触带电体 而是相隔一定距离 用各种绝缘工具对带电设备进行检修的作业方式 国外叫 距离作业 三 带电作业方法的分类 1 按作业人员是否直接接触带电体分 1 等电位作业 作业人员与带电体处于同一电位下直接对带电体进行的作业 2 中间电位作业 利用绝缘工具将人置于带电体与接地体之间 使作业人员在低于带电体电位的情况下 用绝缘工具对带电体进行的作业 3 地电位作业 作业人员处于地电位 用绝缘工具对带电体进行的作业 2 按作业人员作业时自身电位的高低分 综上 带电作业的方式是多种多样的 为完成带电作业任务而选择作业方式时 以保证人身及设备的安全为前提 根据实际情况进行选择 1 绝缘杆作业 作业人员手持绝缘工具对带电体进行的作业 2 绝缘手套作业 作业人员手戴绝缘手套直接对带电体作业的方式 3 绝缘斗臂车作业 作业人员利用斗臂车进入强电场进行作业的方式 3 按采用的绝缘工具分 电流渡过人体内部 造成人体内部组织如心脏 肺部及神经系统的破坏 以致危及生命 如 有电流流过人体时 奖引起心室颤动或窒息 死亡 绝大多数的触电伤亡事故都是由电击所致 一 电对人体的伤害型式 两大类 电击和电伤 1 电击 5 2带电作业的安全原理 2 电伤 由电弧的电热效应所造成的人体的外部的局部伤害 如 电弧烧伤 烫伤和电烙印等 如 低压系统中 带负荷拉开裸露的刀闸时 可能烧伤人的手和面部 线路短路或跌落式熔断器的熔丝烧断时 炽热的金属微粒溅出 烫伤 误操作 引起短路 导致电弧烧伤人体等 在高压系统中 误操作 产生强烈的电弧 烧伤 人体过分接近带电体 间距小于放电距离时 产生强烈的电弧对人放电 死亡 电烙印的产生 人体长期接触带电体时 电流的化学效应和机械效应的作用 使得人体接触部位皮肤变质 形成肿块 如同烙印一般的现象 电烙印 皮肤金属 指金属微粒因某种化学原因渗入皮肤 使皮肤变得粗糙而坚硬 导致皮肤金属化的现象 主要与通过人体的电流的大小 持续的时间 通过的途径 电流的频率及人体的健康状况等有关 二 决定电击伤害程度的因素 通过人体的电流越大 人的生理反映越明显 引起心室颤动所需的时间越短 致命的危险越大 按照不同的电流流过人体的时的生理反应 可将电流分为以下几类 1 电流的大小对人体的影响 1 感觉电流 使人体有感觉的最小电流 平均感觉电流 成年男性 约为 1 1ma 工频 成年女性 约为 0 7ma 2 摆脱电流 人体触电后能自主摆脱电源的最大电流 平均摆脱电流 成年男性 约为 16ma以下 工频 直流约为50ma 成年女性 约为 10ma以下 3 致命电流 在较短时间内危及生命的最小电流 一般 工频i 50ma时 心脏停跳 昏迷 出现致命的电灼伤 i 100ma时 死亡 由上可见 一般把工频10ma 直流50ma以下的电流看作是安全电流 根据有关资料 使人体有各种不同感觉以致死亡的稳态电流值为 0 5ma左右 开始有感觉 0 6 1 5ma 麻刺 2 3ma 强烈麻刺疼痛 5 7ma 肌肉痉孪 抽筋 8 10ma 剧痛 并难以自己脱离电源 2 25ma 身体迅速麻痹 呼吸困难 自己不能脱离电源 50 80ma 呼吸麻痹 心脏开始颤动 90 100ma 心脏麻痹 呼吸停止 当人体的电阻r一定时 i u r 电压越高 通过人体的电流i越大 且随着作用于人体的电压的升高 人体的电阻将急剧下降 电流迅速增加 对人体的伤害更严重 如220kv 1000kv的电压 工频 作用于人体时 通过人体的电流可同时影响心脏和呼吸中枢 引起中枢麻痹 使呼吸和心脏跳动停止 更高的电压就更危险 2 作用于人体的电压的影响 人体电阻的组成 皮肤电阻r皮 随皮肤的干燥程度 完整性及接触电压而变化 体内电阻r体 与接触电压及外界条件无关 约为500 左右 影响人体表面电阻的因素 皮肤的干燥及完整程度 电极与皮肤的接触面积 接触电压的高低 注 不同类型的人 皮肤电阻差异很大 因而使人体的电阻差异也大 一般人体电阻按1 2k 考虑 通常取1500 3 人体的电阻对触电的影响 电流通过人体的时间越长 对人体内部组织破坏越严重 后果也不堪设想 因为人体心脏每收缩一次 中间约有0 1s的间隙 此时心脏对电流最敏感 若电流在此瞬间通过心脏 即使i很小 也会引起心室颤动 所以 i通过人体的时间超过1秒钟则必然与心脏的最敏感时间重合 危险增加 4 电流通过人体的持续时间对人体的影响 统计表明 常用的工频交流电 50hz 60hz 对人体的伤害最为严重 见表5 1 5 电流频率对人体触电的影响 表5 1不同频率电流造成的死亡率 当 通过头部 人立即昏迷 甚至醒不过来 通过脊髓 半肢瘫痪 通过心脏 引起中枢神经强烈失调而死亡 最危险的途径 通过中枢神经 心脏和呼吸系统的途径 左手 脚 右手 脚的危险性较小 但也会引起剧烈痉挛 6 电流通过途径对人体触电的影响 患心脏病 结核病 精神病 内分泌系统疾病及酒醉的人 由于自身抵抗力差 加上易诱发病源 后果严重 经常从事体力劳动 体育煅炼的 身体健康的人 后果相对轻些 7 人体健康状态对触电的影响 表5 2电流途径与通过心脏的比率 分为 单相触电 双相触电两种情况 1 人体处于地电位的情况下接触两相导线中的任何一相所导致的触电 其危险程度取决于电压的高低 与地的接触情况 电网中性点是否接地及每相导线对地电容的大小 1 人体与带电体直接接触触电 三 触电方式 单相触电 a 中性点直接接地系统 110kv及以上系统 的单相触电 此时 电流经人体 横担 接地引下线 大地和变压器中性点接地装置 线圈及导线形成的回路 因此 人承受相电压 流经人体的电流值i取决于回路的阻抗和相电压 其值由式5 1确定 5 1 式中u 相电压 kv ue 线电压 kv z 回路的阻抗 若忽略杆塔接地电阻 可认为就是人体的电阻 取1500 若在110kv线路上触电时 由此可见 如此大的电流将使触电者立即死亡 例 当人在500kv线路中作业中单相接地时 流经人体的电流i为 b 中性点不直接接地系统 35kv及以下的系统 的单相触电 此时 电流从a相 人体 电杆 大地 线路对地阻抗z b c相 经变压器线圈 到a相 流过人体的电流取决于线电压及回路阻抗 见式5 2 5 2 式中z 回路的阻抗 r人 人体的电阻 xco 每根导线对地容抗 r人 xco 故可忽略 可将上式简化为式5 3 由 上式说明 在中性点不直接接地的电网中发生单相触电时 流过人体的电流的大小等于该系统单相接地时的电容电流 其比直接接地系统中单相触电时的电流要小 但也能致人死亡 式中 角频率 对工频 2 f 314rad s c0 线路每相的对地平均电容 f cm l 线路的长度 km u 相电压 kv 5 2 2 人体同时接触带电体的任何两相时的触电 此时 不管中性点是否直接接地 人体均处于线电压下 流过人体的电流值为 i ue r人这种情况下 即便在380v的配电线路上 i也高至268ma 远大于安全电流10ma 在如此大的电流作用下 只需0 186s即可使人死亡 双相触电 跨步电压 人在不同电位的场地中两脚之间的电位差 在跨步电压作用下 通过人体的电流值为 i u r人 其值取决于人体离接地点的距离和人体两脚间的距离 距离越远 跨步电压越小 流经人体的电流就越小 否则 i就越大 若以r人 1500 i 10ma 则跨步电压 u ir人 15v 因此 电力系统中有将电压15v看作是安全电压 2 跨步电压触电 指人站在发生短路或接地故障的设备或杆塔边时 人手触及设备外壳或带电的杆塔 由于人手与人脚之间承受电位差 接触电压 所导致的触电 3 接触电压触电 触电的原因 有电流流过人体 防触电的思路 防电流流过人体防触电的措施 增大回路的阻抗 即采用绝缘性能良好的工器具 保证足够的安全距离 由上可知 5 3带电作业原理及安全规定 主要内容1 间接作业2 直接作业3 特殊作业 作业人员站在接地物体 铁塔 横担 地 上 在处于地电位的情况下 利用绝缘工具 包括绝缘绳 接触带电体进行的作业 其包括 地电位作业和中间电位作业 一 间接作业 作业方式 地 人 绝缘工具 带电体 1 地电位作业 图5 5地电位作业的位置示意图及等效电路 特点 1 作业人员可在带电设备周围进行操作 不占据设备原有的空间尺寸 适合相间距离和对地距离较小35kv以下线路和设备 2 人体与接地体处于同一电位 所处位置电场强度不高 不需要采取电场保护措施 3 330kv及以上线路和设备由于静电感应严重 应采取电场保护措施 电阻通道 带电体 绝缘工具 人体 大地 电容通道 带电体 空气间隙 人体 大地 注 严格地说 不仅在工作相导线与人体之间存在电容电流 另两相导线与人体之间也存在电容电流 但电容电流与空气间隙的大小有关 距离越远 电容电流越小 所以在分析中可以忽略另两相导线的作用 或者把电容电流作为一个等效参数来考虑 当作业人员位于地面或杆塔上时 人体电位与大地 杆塔 保持同一电位 此时 通过人体的电流有两条通道 以上两个回路电流都经过人体流入大地 杆塔 绝缘工具绝缘电阻 人体对带电体电容 人穿绝缘鞋时对地电容 流过人体的电容电流 绝缘工具泄漏电流 在上述回路中 流过人体的电流 式中u 交流电压 v i 交流电流 a z 交流回路的阻抗 包括电阻r 感抗xl和容抗xc 由式可见 地电位作业时 沿绝缘工具流经人体的泄漏电流与设备的最高电压成正比 与绝缘工具 人体串联回路的阻抗成反比 若忽略串联回路的电抗及人体电阻 则流经人体的泄漏电流主要取决于绝缘工具的绝缘电阻 而绝缘工具越长 绝缘电阻越大 因此 保证绝缘工具的有效安全长度及人身与带电体的安全距离 即可使流过人体的泄漏电流及电容电流极其微小 以至人体毫无感觉 地电位作业的安全原理 5 4 例 220kv带电作业 操作杆绝缘电阻9 1010 人体对带电体电容4 4pf 绝缘鞋电容350pf 在相电压 u 3 下通过绝缘杆的泄漏电流 ir u rm 127 9 1010 1 4 a流过人体电容电流 ic uxc1 127 314 4 4pf 176 a人体在220kv设备上进行地电位作业时 人体有相当的悬浮电位 uc2 u xc1 xc1 xc2 176v要消除静电感应引起的电击 唯一方法是穿导电鞋 c2 0 使人体与接地体保持相同的电位 安全距离及绝缘工具的有效长度要求 1 人体与带电体之间的安全距离应满足表1的要求 2 作业中使用的绝缘操作杆 绝缘承力工具 绝缘绳索的有效长度不得小于表2的规定 表5 3人体与带电体之间的安全距离 表5 4绝缘工具的有效长度 2 中间电位作业 中间电位作业的位置示意图及等效电路图见图5 2 特点 作业人员站在绝缘梯台上 手持较短绝缘工具对带电体进行作业的方式 即 地 绝缘梯 人 绝缘工具 带电体 此作业中 将地电位作业中的绝缘工具的长度变成了l1 l2 空气间隙变成了l1 l2的组合 由图可见 作业人员处于带电体与绝缘梯台之间 人体对带电体和地分别存在一个电容 由于该电容的耦合作用 人体具有一定的电位 高于地电位而低于导体的电位 要求 1 作业人员应穿屏蔽服 且只能用绝缘工具进行操作 2 所站的绝缘梯台和使用的绝缘工具的绝缘性能应试验合格 3 作业人员对带电体及地的组合间隙应能满足同等电压等级间隙的1 2倍 不同电压等级线路上带电作业的最小组合间隙值见表5 6 4 地电位作业人员不得用手直接向中间电位人员传递工具 作业中存在的问题 有电流流过人体 有电场强度的影响 间接作业的基本型式 升 适用于10 35kv针式绝缘子或瓷横担的线路作业 其用绝缘工具将三相导线同时升高脱离绝缘子 以便于更换绝缘子 横担或电杆 降 适用于35kv及以上线路 用绝缘滑车将导线吊住后降低以便于清扫绝缘子串或更换绝缘子 横担和电杆 吊 适用于35kv及以上线路 用吊线杆吊住导线 以便于用取瓶器更换单片绝缘子 拉 拉住导线 引线或跳线等 以增大相间距离 或加大作业人员的安全距离 紧 收紧 35kv以上线路中更换绝缘子时 将导线收紧以承受导线拉力 使绝缘子串松弛 特点 1 作业时要占据设备净空尺寸 使得带电部位变大 电场畸变 设备放电电压降低 35kv及以下线路和设备不宜采用等电位作业 2 作业人员直接接触设备 极大地简化作业工具和操作程序 电压等级越高 效率越高 3 操作方便灵活 检修质量高 方法 包括 等电位作业 沿耐张串进入强电场的作业 分相作业 全绝缘作业等 二 直接作业 采取各种有效措施 使作业人员安全进入高压输电线路的电场内 直接接触带电体进行作业的方式 1 等电位作业 作业人员借助绝缘工具 梯 台 绝缘斗臂车等 对地绝缘后直接接触带电体进行的作业 即地 绝缘工具 人 带电体 见图5 3 1 作业原理 设法使人体各部位与带电体电位相等 使其不存在电位差而不会有电流流经人体 从而保证带电作业人员的安全 2 作业中存在的问题 以作业人员在没有任何保护的情况下进行电场等电位的过程进行分析 存在暂态的冲击电流 存在稳态的负荷电流和电容电流 电场强度的影响 事故电流的影响 若作业人员在无任何保护的情况下沿梯进入电场 则由图可见 由于绝缘梯及空气的电阻率 1016 1018 cm 而人的电阻r人 1500 相当于良导体 两者相差很大 加之人处在强电场中 此时相当于一个等效的导体向上运动 由于绝缘梯上各级的电位是不等的 由下向上电位逐渐增高 即越靠近高压线电场强度越大 反之则越小 在人接近导体的过程中 人 沿梯向上 自身电位升高 电位差减小 人体上感应电荷由少而逐渐增多 当人接近导线时 人体电荷进行重新分配 接近导线侧带有与带电体相异的电荷 随着距离的减小 感应增加 接近导线时 空气电离 导线对人放电 继续接近 放电加剧以致产生蓝色的放电电弧并发出噼噼叭叭的放电声响 即等电位过程中存在较大的暂态冲击电流 实测表明 220kv线路 电荷中和的距离为180mm 暂态冲击电流可达940ma 但人手握紧导线后 上述电流消失 而脱离后再接触时 则上述过程将重复出现 当人体与带电体等电位后 理论上无电位差 应该无电流流过人体 但人手在握住导线后 由于人手间与导线接触段存在电位差 所以有负荷电流的微小分量 其随两手间距离的增大而增加 此外 人对地 对相邻导线存在电容 有电容电流流过人体 且其值随电压的增加而增加 但实测以上两种电流均很小 为微安级 一般人无感觉 例 lgjq 400导线 导地线每米电阻为74 4 10 6 当负载电流为800a时 若接触人手间距离为1500mm 则流过人体的电流为 i u r 0 089 1500 59 10 3 59 a 1ma 单根导线下空间电位分布 作业过程中 人依次处于三种不同的电场中 即 i 人体在导线下方地面上站立时的体表场强 未进入前 均匀的 完全平行的等电位线 进入后 等电位线剧烈变形 电场畸变 测量证明 人体头顶的空间电场强度可比原来的高出18 22倍 达到63 8 77kv m 原距地面1 8m处的空间电场强度为3 45kv m 前苏联实测表明 人在地面电场强度 距地面1 5m处空间 5kv m的电场中站立 头顶皮肤的局部场强增至90kv m 人离开地面后 如站在绝缘软梯上 身体的上部接受来自导线的电力线 而身体的下部 脚跟等末端向地面发出电力线 因此 等电位线在头部及脚跟部分密度最大 场强较高 其他部位也有少量电力线发出 但密度很低 当继续往上走时电场强度将又增高 ii 人体离开地面时的体表场强 包括两种情况 即人等电位前的瞬间和等电位后 第一种情况 当人体从地面沿绝缘梯逐步升高至导线附近时 由于此处电场强度本来较高 人体进入后电场畸变 使得电场强度进一步增强 当人体头部与导线间的距离小到某值s时 使导线与人体间空气间隙的平均电场强度达到空气的临界击穿强度 从而导致该间隙发生放电 此时人体体表场强达到最高值 如此时伸手超过头顶 放电就发生在导线与人手之间 直到手握住导线为止 等电位 第二种情况 人体与导线等电位后 人身附近的电力线向下凹 此时 人体头顶的电场强度将减弱 而脚部增强 如果头部超过导线 头顶的电场强度将又增高 iii 人体处于等电位时的体表场强 500kv等电位人体体表电场强度的实测值见表5 1 由表5 1可见 作业人员在等电位过程中 由于头部和脚部凸出 使电场畸变后场强高达400kv m 480kv m和700kv m 由此说明 带电作业工具应尽可能避免尖角 表5 3500kv等电位人体体表电场强度的实测值 作业过程中若产生单相接地事故 将使人与带电体出现电位差 此时通过人体的接地电流可达30a 特别是35kv及以下的中性点不直接接地系统 对地距离小 不注意造成单相接地事故可使i 10ma 危及人身安全 使用优良的绝缘工具保证足够的对地间距采用可靠的电场保护措施 综上 保证等电位作业安全的关键问题 1 解决电场屏蔽 2 分流暂态及稳态电流 3 对事故情况的防护 解决的途径 等电位作业的三个不可缺一的条件 具体措施 作业人员按照作业线路的电压等级 穿合适的全套屏蔽服 使用优良的绝缘工具 保证规定的对地间距 严格按作业程序操作 i 立式绝缘硬梯 包括人字梯 独脚梯 等电位作业这种方法由于受到作业梯高度的限制 多用于变电设备的带电作业 如套管加油 开关短接 接头处理 解接引下线等作业时经常使用 ii 挂梯等电位作业将绝缘硬梯垂直悬挂在母线 横担或构架上进行等电位作业 这种方法大多用于变电一次设备解接搭头的带电作业 与立式绝缘硬梯相比 可以省掉四方拉绳 且工具轻巧 iii 软梯等电位作业这种方法简单方便 允许作业高度相对于其他作业方式来说高些 且软梯易于携带 是常用的一种等电位工具 经常用来处理防振锤 修补导线 但导线损伤严重或规格不符合要求则不能挂软梯 等 3 等电位作业方式 iv 杆上水平梯等电位作业这种方法是将绝缘硬梯水平组装在扦塔上进行杆塔附近的等电位作业 如爆压跳线 调整孤垂等作业时经常使用 v 绝缘斗臂车等电位作业绝缘斗臂车就是装在汽车活动臂上端 具有良好绝缘性能的绝缘臂和绝缘斗的一种专用带电作业汽车 作业时人员站在绝缘斗内 由液压升降 传动装置将臂展开 将作业人员送到作业高度进行作业 vi 绝缘三角板等电位作业绝缘三角板短小轻便 适用于配电线路杆塔附近等电位作业 vii 吊篮进入强电场作业 等电位电工乘吊蓝进入强电场 绝缘斗臂车等电位作业 4 等电位作业注意事项 等电位作业对地距离应保持规程所规定的最小安全距离 见表5 4 当不能满足时 应采取可靠措施 表5 5等电位作业人员对邻相导线的最小距离 等电位作业人员对邻相导线的距离应不小于表5 5规定值 表5 4等电位作业人员与地之间的安全距离 等电位人员必须穿全套 包括衣 裤 帽 手套 鞋和袜 下同 完好的均压服 且各部分连接良好 等电位作业人员在进入或脱离强电场瞬间 人体裸露部分与带电体的距离必须满足表5 6的要求 等电位断接引 尽管被断接的设备电容电流很小 也绝对禁止通过均压服流过电容电流 表5 6转移电位时人体与带电体最小安全距离 利用导 地线悬挂软梯或飞车作业时 应特别注意其完好情况和截面是否符合规程要求 lgj120mm2tj70mm2gj50mm2 陶瓷横担线路禁止挂软梯 转动横担挂软梯前应将横担锁死 导 地线挂软梯后应考虑与邻相 交叉跨越和附近接地体仍有足够的安全距离 一般保证在表1数据的基础上增加0 5 1 0m 有以下情况之一者 应经过验算合格 并经局主管生产领导 总工程师 批准后才能进行 在孤立档距导 地线上的作业 在有断股的导 地线上的作业 在有锈蚀的地线上的作业 在其它型号导 地线上的作业 2人以上在导 地线上的作业 2 沿耐张绝缘子串进入强电场的作业 等电位作业的一种特殊方式 只适用于220kv及以上电压等级的耐张双串或多串绝缘子上的作业 作业方法 作业人员身穿屏蔽服 在220kv及以上电压等级的耐张双串上或多串绝缘子串上 按照人体移动每次短接绝缘子不超过3片的方式 以蹲姿从横担侧进入导线侧的电场中 在绝缘子串上用夹具更换任何单片绝缘子的方法 特点 省去了绝缘梯 使用工具轻巧 操作方便 工作效率高 如换单片绝缘子 一个人能完成间接法需要5 10人的工作量 为什么属等电位 工作时人处于绝缘子串上相应绝缘子的电位 即工作时人的电位与所处位置上的绝缘子的电位相等 等电位 作业中人沿绝缘子串移动 而串上各绝缘子的分布电压不同 因此人在进入电场的过程中 人的电位是变化的 其是等电位作业的一种特殊方式 更换单片耐张绝缘子 更换单片耐张绝缘子 有电容电流流过人体 因为作业中要短接一部分绝缘子 因此有电容电流流过人体 实测表明 短接3片绝缘子时 短接电流可达13 6 a 短接的越多 电容电流越大 电场强度的影响人处于强电场中 电场强度很大 若无防护措施将使人有不舒服和恐慌 组合间隙问题人进入绝缘子串中 使导线对接地体的净空气间隙减小 s1 s2 si 当过电压时 将可能对屏蔽服放电 危及人身安全 存在问题 组合间隙的特点 通过试验得知组合间隙比单间隙放电电压低 大约低10 15 左右 或者说单间隙比组合间隙放电电压高大致高10 15 左右 在组合间隙中改变金属电极位置时其放电电压值不同 等电位电工在进入强电场的过程中 一般存在三个区域 即高放区 过渡区 低放区 其放电电压最低点一般是靠近带电导体一侧 要求 带电作业的组合间隙应满足s1 s2 ks式中k 等价系数 对500kv线路 取1 1 220kv线路 取1 2s 安全距离 m 对220kv线路 取1 8 500kv线路 取3 6500kvs1 s2 ks 1 1 3 6 3 96m 4 0m220kvs1 s2 ks 1 2 1 8 2 16m 500kv如果等价系数值取1 15或1 2s1 s2 ks 1 15 3 6 4 14ms1 s2 ks 1 2 3 6 4 32m以早期建设的第一代500kv线路为例 耐张双串绝缘子28片 绝缘子型号为xp 21h 170mm 等电位电工人体宽度为0 6m 绝缘子串长 l 170 28片 4760mm组合间隙 s1 s2 ks 4760 0 6 170 3 99m 沿220kv 500kv耐张串进入强电场等电位作业的技术要求和主要安全注意事项 技术条件 1 组合间隙s1 s2 ks应符合表5 7要求 表5 8良好绝缘子最少片数 2 良好绝缘子片数不得少于表5 8规定 表5 7等电位作业应保持的组合间隙 主要安全注意事项 1 沿耐张绝缘子串进出强电场的作业 等电位电工手脚对应一致 通过等电位电工身体短接绝缘子的片数不得超过三片 2 等电位作业电工应穿合格全套屏蔽服 各部连接可靠 作业中不许脱开 3 等电位电工无论在绝缘子串中的哪一片 传给等电位电工的工具材料均应使用绝缘工具传递 三 特殊作业 1 雨天作业作业关键 作业工具的改进 以适应雨天作业的特殊要求 保证其在水的作用下不产生湿弧放电 要求 1 采用专用的雨天作业工具 用湿弧放电电压值高的绝缘材料制作成带有防雨罩的绝缘操作杆 2 工具的末端装设泄漏电流报警器 当ix达到报警值时 报警 图5 8雨罩加绝缘小帽示意图1 绝缘小帽 2 雨罩 3 粘合处 4 操作杆 带电断开或接通某空载线路 作业中存在的问题 1 产生一定的电弧 2 作业中会产生过电压 要求 采用专门的断 接引工具 断接引方法 包括剪断 消弧 接引三种操作 2 带电断接引 1 剪断 视剪断导线的粗细及远近不同采用不同的工具 如绝缘断线剪 丝杠断线剪 液压断线剪和断线枪 除第一种外 均需在等电位下双手操纵 2 消弧使用工具 消弧绳或携带式消弧器 开关 断接引绳 消弧绳 用于线路较短 电容电流小于3a的线路 一般采用间接作业 携带式消弧器 消弧管 有利用绝缘油 有机玻璃产气 压缩空气消弧及快速断引等类型 适用于线路较长时 一般采用间接作业 断接引枪 利用炸药爆炸时的推力 使动 静触头快速分离 以达到消弧的目的 适用于电压等级较高的线路 一般采用等电位作业 3 接引所用器具 断接引线夹或过引线 处理方法 1 升降梯及软梯等电位作业 适用于导线对地距离较小时 2 飞车等电位作业作业的关键 1 必须进行必要的校核 a 导线负重后其应力的变化情况 应使损伤导线负重后其安全系数k 2 5 b 导线负重后 其弧垂增大的情况下对交叉跨越物的安全距离是否足够 2 用飞车作业时应考虑以下问题 a 利用避雷线做保护 将保护绳挂在避雷线上 无避雷线时 导地线负重后的安全系数应适当增加 b 飞车应有的爬坡能力 否则应加辅助绝缘绳加以牵引 3 带电修补档距中导线 4 带电水冲洗 作业的关键 防止因水冲洗而导致设备及人员的事故 作业之前必须进行以下工作 1 检测零值绝缘子 2 检测等值附盐密度 3 校核绝缘子的泄漏比距带电水冲洗的类别 1 小型水冲洗 喷咀内径 3mm 水泵压强15 18kgf cm2 2 中型水冲洗 喷咀内径 4 8mm 水泵压强8 10kgf cm2 3 大型水冲洗 喷咀内径 9mm 水泵压强8kgf cm2水冲洗设备的组成 水枪 水泵和水箱 其中水枪是最关键的部件 现场使用的水冲洗工具按水枪的长短分为 短水枪和长水枪 影响被冲洗设备 绝缘子 绝缘强度的因素 外绝缘的污秽程度 冲洗用水的电阻率 设备的爬电比距 水冲洗的方式和水枪喷咀的直径等 影响操作安全的因素 水柱的长度 冲洗用水的电阻率 水枪喷咀的直径和水压等 1 水柱长度 水枪喷咀至带电体间的距离 决定和影响水柱长度的因素 喷口直径 电压等级 水阻率等 确定水柱最小允许距离的依据 当系统出现最大过电压时不发生闪络和流经人体的泄漏电流值不大于1ma 2 水阻率要求 水阻率大于1500 3 喷咀的形状 直径和水压喷咀形状应规则 光洁以确保水柱紧聚 不散花 喷咀直径可根据冲洗要求灵活选择 但应随喷口直径的变化调整水压 以保证水柱的冲力 射程和形态 水压高冲洗效果好 不易形成散射而引起污水桥 但水压过高则溅射严重 将影响邻近设备 水冲洗的具体要求 p142 143 1 要检查绝缘子的脏污情况 以确定能否采用水冲洗及水冲洗设备的选择等 绝缘子的临界盐密值不得大于表5 10所规定的值 2 测量冲洗用水的水阻率 冲洗用水的电阻率一般不低于1500 cm 当水阻率为1000 cm时 水柱长度应比表5 9中数值增加10 当水阻率低于1000 cm时不得使用 以免泄漏电流过大而危及人身安全 3 保证一定的冲洗距离 水柱长度 保证在最高运行电压下经水柱流经人体的泄漏电流不得超过1ma 水柱长度的规定值见表5 9 4 保证一定的水柱形态和冲洗顺序 5 设备必须可靠接地 6 必须在良好的气象条件下工作 风力不大于3级 风速在4 5m s 湿度不大于80 气温不低于3 7 不合格绝缘子的片数不得多于规定值 220kv4片 330kv3片 图5 9短水枪长水柱小型水冲洗装置示意图 1 什么是等电位作业 保证作业安全的关键问题是什么 三个不可缺一的条件是什么 2 采用等电位作业法可在导线上进行哪些项目 操作程序怎样 3 什么是沿耐张串进入强电场的作业方法 说明其为什么属于等电位作业 作业过程中应重点解决哪些问题 4 什么是间接作业 简述保证间接作业安全的主要措施和安全规定 5 哪些属于带电特殊作业 特殊作业要解决的关键问题有哪些 6 试述带电水冲洗的工作原理 带电水冲洗中保证设备安全及操作人员人身安全的主要措施有哪些 7 带电作业方式中 人体的体表场强有什么不同 在等电位作业前后体表场强有什么变化 8 带电作业中影响安全的电流有哪几种 应采取什么措施防护 9 试述 作业距离 安全距离 有效绝缘长度的定义 10 如何带电进行绝缘子串 悬式或耐张 的更换 作业 5 4带电作业安全要求 带电作业时不仅要保证人身没有触电受伤的危险 而且也必须保证作业人员没有任何不舒服的感觉 因此作业中必须满足以下要求 一 总体要求 1 流经人体的电流不超过人的感知电流水平1ma 1000 a 2 人体体表的局部场强不超过人体的感知水平240kv m 3 与带电体保持规定的安全距离 二 作业时间规定 1 每个工作日内 停留在电场强度在12 20kv m以上的区域的时间不得超过0 5h 2 每个工作日内 停留在电场强度在8 12kv m以上的区域的时间不得超过2h 3 每个工作日内 停留在电场强度在5 8kv m以上的区域的时间不得超过4h 4 每个工作日内 停留在电场强度在5kv m以下区域的时间不受限制 三 带电作业人员条件 政治素质 文化素质 技术素质和个性素质 1 凡是参加带电作业的人员 必须经医师检查适应高空作业条件 无防碍工作的病症 体质标准 身体健康 精神正常 无妨碍工作的疾病 体格检查合格 2 参加带电作业的人员必须具有一定的电气知识 并具有高空作业经验的二级以上线路或变电检修技工 经专业培训 实际操作培训 安规考试等 并经考核合格后 方可参加作业 3 热爱本职工作 服从领导 能接受新事物和先进经验 纪律性强 四 对屏蔽服的要求 1 屏蔽服的类型屏蔽服是电场防护的重要工具 主要有织布型和电镀型两大类 导流服是指载流量为30a以上的屏蔽服 一般做成防火型 织布型屏蔽服 用各种纤维与单股 双股或多股金属丝 紫铜丝 带 或不锈钢丝 蒙代尔钢丝 与柞蚕丝交织 拼捻织成的均压布缝制而成 又称金属丝屏蔽服 其纤维有防火与不防火之分 使用较为广泛 电镀型 用非金属电镀工艺 如棉衣经化学镀银 制成的屏蔽服 其屏蔽效果好 但直流电阻大 载流量小 导电物质易在使用中脱落并污染绳索 防火型导流服用耐火纤维和耐火合金交织 载流量大 但服用性差 且是否应将屏蔽服做成作业不慎时的防护有分歧 故应用不广 屏蔽服分为a b c三种型号 屏蔽效率高而载流量小的是a型 适用于500kv等级 屏蔽适当而载流量较大的是b型 适用于35kv以下的电压 屏蔽效率高且载流量较大的是c型或称通用型 a c型屏蔽服的屏蔽效率大于30db a型屏蔽服的熔断电流不小于5a b c型不小于30a 2 屏蔽服的作用1 屏蔽作用 能大大减弱人体表面电场强度 如屏蔽效率为40db的屏蔽服在500kv四分裂导线上等电位作业时 如果作业人员肩背部屏蔽服外的电场强度为400kv m时 则穿透到屏蔽服内的电场强度只有4kv m 实测为2kv m 2 均压作用如果作业人员不穿屏蔽服去接触带电体 由于人体存在一定的电阻 人体与带电体的接触点 如手指 与未接触点 如脚板 之间存在电位差而导致放电刺激皮肤 使作业人员有电击感 穿上屏蔽服后 由于衣服电阻很小 可视为导体 上述现象可以消除 从而起到均压作用 3 分流作用当人体处于等电位状态时 由于对邻相导线和地之间存在电容 将有一个与电压成正比的电容电流流过人体 一般人体承受暂态电流不大于0 45a 工频稳态电流不超过1ma 由于屏蔽服电阻小并具有一定的载流能力 当其与人并联时 便能起到分流暂态和稳态电流的作用 4 其它作用包括方便电位转移 保护等 对屏蔽服的基本要求 应有较好的屏蔽性能 较低的电阻 适当的通流容量 一定的阻燃性及较好的服用性能等 具体要求 1 对衣料要求 屏蔽效率 不小于40db 电阻 新衣料 不大于800m 熔断电流 i型 织布型 不小于5a ii型 电镀型 不小于30a 耐电火花 衣料应具有一定的耐火花的能力 在译电电容产生的高频火花放电时不至于烧损 仅碳化而无明火蔓延 经过耐电火花试验2min以后 衣料炭化破坏面积不得大于300mm2 3 对屏蔽服的要求 耐燃 衣料与明火接触时 必须能够阻止明火的蔓延 经耐燃试验后 试样的炭长不得大于100mm 烧坏面积不大于100cm2 且烧坏面积不得扩散到试样边缘 耐洗涤 要确保在多次洗涤后 衣料的电气和耐燃性能无明显的降低 衣料应经受10次 水洗 烘干 过程 在衣料做过洗涤试验后 其技术性能应满足表5 12所示要求 表5 12衣料耐洗涤技术性能 耐汗蚀 进行耐汗蚀试验 包括 耐酸性汗蚀和耐碱性汗蚀试验 后分别检测其电阻值 不得大于1 耐磨 经过500次摩擦试验后 衣料电阻不得大于1 衣料的屏蔽效率不得低于30db 透气性能 透过衣料的空气流量不得小于35l m2 s 断裂强度和断裂伸长率 对导电纤维类衣料 其经向断裂强度不得小于343n 纬向断裂强度不得小于294n 经 纬向断裂伸长率不得小于10 对导电涂层类衣料 衣料的经向断裂强度不得小于245n 纬向的断裂强度不得小于245n 经 纬向的断裂伸长率不得小于10 2 对成衣的要求 上衣 裤子 其任意两个最远端之间的电阻均不得大于15 手套 短袜 分别测量手套和短袜的电阻 均不得大于15 鞋子 电阻不得大于500 帽子 必须通过屏蔽效应试验 与整套衣服的屏蔽性能一起进行 3 对组装好的屏蔽服的要求 整套衣服进行电阻试验 检查整套屏蔽服各最远端点之间的电阻值均不得超过20 对整套衣服进行屏蔽性能试验 在规定的使用电压等级下 测量衣服胸前 背后处以及帽内头顶处等三个部位的体表场强不得大于15kv m 测量人体外露部位 如面部 的体表局部场强 不得大于240kv m 测量屏蔽服内部流经人体的电流不得大于50 a 对整套衣服进行通流容量试验 对屏蔽服通以规定的工频电流 经过一定时间的热稳定后 测量屏蔽服任何部位的温升不得超过50 1 带电作业应在良好天气下进行 如遇雷 雨 雪 雾不得进行带电作业 风力大于5级时一般不宜进行带电作业 在特殊情况下 必须在恶劣天气进行带电抢修时 应组织有关人员充分讨论采取必要的安全措施 经厂 局 主管生产领导 总工程师 批准后方可进行 2 对于比较复杂 难度较大的带电作业新项目和研制的新工具必须进行科学试验 确认安全可靠 编出操作工艺方案和安全措施 并经厂 局 主管生产领导 总工程师 批准后 方可进行使用 3 带电作业工作票签发人和工作负责人应具有带电作业实践经验 工作票签发人必须经厂 局 领导批准 工作负责人也可经工区领导批准 五 带电作业人员应熟知安规的主要条文 4 带电作业必须设专人监护 监护人应由有带电作业实践经验的人员担任 监护人不得直接操作 监护的范围不得超过一个作业点 复杂的或高杆塔上的作业应增设 塔上 监护人 5 带电作业工作负责人在带电作业工作开始前应与调度联系 工作结束后应向调度汇报 6 带电作业有下列情况之一者应停用重合闸 并不得强送电 a 中性点有效接地的系统中有可能引起单相接地作业 b 中性点非有效接地的系统中有可能引起相间短路的作业 c 工作票签发人或工作负责人认为需要停用重合闸的作业 d 严禁约时停用或恢复重闸 2 屏蔽服的作用是什么 对带电作业屏蔽服的要求有哪些 1 带电作业应满足哪三个方面的要求才是安全可靠的 思考题 5 5带电作业安全技术 电力设备运行中 除承受额定电压外 还得承受时常出现的操作过电压和雷电过电压 在电力设备设计制造和电力系统运行中 必须考虑这些过电压 合理的绝缘配合 才能保证电网安全运行 毫不例外 带电作业过程中 空气间隙和绝缘工具也要考虑绝缘配合 才能保证带电作业的安全 一 电力系统过电压 1 正常运行的工频电压正常运行的电压 不是一个定值 在一定范围内变化 由于系统的容量和负荷不同 线路的首末端电压不一样 最高工作电压比额定电压高10 15 计算试验电压时 按最高工作电压考虑 表5 1为各电压等级的最高电压值 表5 13各电压等级的最高电压值 2 工频过电压 工频过电压一般由线路空载 不对称接地故障和甩负荷引起的 可采用并联电抗器的措施来限制工频过电压产生和幅值 我国规定工频过电压数值不能超过以下数值 母线侧1 3uxg 线路侧1 4uxg uxg 最高工作相电压 3 操作过电压 操作过电压是在系统操作或故障状态下发生 主要有以下几种情况 线路合闸和重合闸 切除空载变电压合并联电抗器 线路不对称故障分闸和振荡解列 空载线路分闸等 操作过电压的大小决定于电网结构 断路器 避雷器的性能 运行方式等因素 以最高工作相电压倍数来表示 操作过电压的波形以波头和波尾的时间长短来表示 对绝缘起作用的主要是波头 我国规定标准操作波是250 2500 s 操作过电压有正负极性 一般正极性操作波 图5 10正极性操作冲击电压波形图 在我国gb311 1 1997 高压输变电设备的绝缘配合 中 对各电压等级下的操作过电压倍数作出了规定 见表5 2 表5 14各电压等级下操作过电压的倍数 4 雷电过电压 电力系统雷电过电压 是由于设备直接遭到雷击或它处雷击 在设备形成感应过电压 分为三种 直击雷过电压 感应雷过电压 远方传来的雷过电压 带电作业中主要考虑后一种 当线路遭到直击雷或感应雷时 雷电波会向导线两侧传播 由于导线电阻 线间及对地电容 电晕影响 雷电波在传播过程中衰减 其衰减幅度可用经验公式计算 u u0 k x u0 1 式中 u 距雷击点x公里的雷电压 uo 起始雷电波幅值 x 雷电波传播距离 k 衰减系数0 16 1 2 10 3按上式计算 当雷电波行进到5公里左右时 波幅衰减50 因此带电作业 在所见范围发生雷电过电压 传播到作业地点 已无太大危险 我国规定标准雷电波波形1 2 50 s 同操作波一样 设计与试验都以正极性为准 二 安全距离 安全距离是带电作业中一个重要尺度 设备的电压等级和过电压水平决定安全距离的大小 1 安全距离的概念及类型 安全距离 为了保证人身安全 作业人员与带电体应保持种种最小空气间隙距离的总称 具体说 安全距离包括下列三种距离 最小安全距离 最小组合间隙和最短绝缘有效长度 所谓 保证人身安全 是指在这些安全间距下 带电体上即使产生了可能出现的最高操作过电压 该间隙可能发生击穿的概率总是低于预先规定的一个十分微小的可接受值 其分为 最小对带电体安全距离 最小对地安全距离 最小相间安全距离和最小安全作业距离四项 最小对带电体安全距离lsd 指地电位作业人员与带电体之间 为了确保人身安全所必需保持的最小距离 最小对地安全距离lsd 实际作业中 作业人员在导线上进行等电位作业时 人对接地体之间所需要保持的最小安全距离 根据试验可知 在相同电压下 lsd 与lsd是不等的 一般总是lsd lsd 但在部颁 带电作业安全规程 中 规定了两者取相同的数值 最小相间安全距离lap 在导线上进行等电位作业时 作业人员对邻相导线需保持最小距离 最小安全作业距离law 考虑到工作中必要的活动 地电位作业人员在作业过程中与带电体间应保持的最小距离 作业人员在作业时 由于工作需要 总会有一些作业动作 尤其是四肢的活动须有一个范围 通常这个范围取la 0 5m 所以 最小作业距离lsw lsd la 1 最小安全距离 当作业人员在作业中 由地电位向高电位过渡的过程中 会形成一种组合间隙 组合间隙由两个单间隙或多个单间隙组成 最简单的组合间隙由两个单间隙组成 例如 图5 10是人沿耐张串以 跨三短四 方式从横担侧移向导线侧 在移动过程中 将原来的单间隙lsc分割成两个分间隙lsc1和lsc2 这两个分间隙构成了一个组合间隙lsci lsc2 2 最小组合间隙 指为保证人身安全 在组合间隙中的作业人员处于最低50 操作冲击放电电压位置时 人体对接地体与对带电体两者之间保持的最小距离之和 图5 10组合间隙 当作业人员 使用绝缘操作杆进行带电作业时 带电体可能会沿着绝缘操作杆表面对处于接地侧的作业人员发生闪络 因此 为了确保作业人员的人身安全 从作业人员握手处对带电体之间 需要保持某一最短的绝缘杆有效长度 所谓绝缘有效长度 是指扣除金属接头及手持部分后的绝缘杆长度 也即绝缘工具的总长减去手持部分及金属部分后的长度 根据试验可知 在相同的间距下 绝缘体的表面闪络电压总是低于空气间隙的击穿电压 因此 电压相同条件下 绝缘有效长度总是要大于空气间隙距离 3 最短绝缘有效长度 在绝缘配合惯用法中 系统最大过电压 绝缘耐受电压与安全裕度三者之间的关系为 式中 a 安全裕度uw 绝缘的耐受电压u0max 系统最大过电压un 系统额定电压 有效值 kr 电压升高系数k0 系统过电压倍数 确定安全距离主要有两个方法 惯用法和统计法 我国10 220kv主要采用惯用法 330kv及以上以统计法取得 1 惯用法基本出