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1、一、带电作业的基本原理及方法 （一）带电作业基本原理（二）送电线路与过电压（三）安全距离与组合间隙、绝缘工具最小有效绝缘长度、工作规程、操作导则（500kV单回、双回、四回、紧凑型，750kV单回、双回、紧凑型，500kV）（四）人员安全防护技术（五）加装保护间隙作业方式第一节带电作业的基本原理4一、带电作业方式的划分4二、带电作业工作原理5第二节电路原理8一、电荷、库仑定理8二、电流、电压、电位9三、电阻9四、电场、电场强度10五、电容和电容电流11第三节送电线路与过电压13一、送电线路的主要组成部分13二、带电作业中的过电压18第四节 送电线路安全距离和组合间隙23一、带电作业中的绝缘配合
2、23二、带电作业安全距离和组合间隙25三、带电作业安全距离计算方法30第五节 工作规程及操作导则33500kV同塔双回交流输电线路带电作业技术导则33500kV同塔双回线路带电作业操作导则39500kV交流紧凑型输电线路带电作业技术导则54500kV交流紧凑型输电线路带电作业操作导则60天广四回500kV紧凑型线路带电作业技术规程83天广四回罗平至百色段500kV紧凑型线路带电作业操作导则86750kV线路带电作业安全工作规程91750kV线路带电作业操作导则94750kV同塔双回输电线路带电作业安全工作规程101750kV同塔双回输电线路带电作业操作导则105第六节 送变电带电作业人员的安全
3、防护111一、电场的防护111二、电流的防护117三、静电感应的防护120第七节 加装保护间隙的带电作业123一、带电作业保护间隙的研究123（一）、保护间隙的设计124（二）、保护间隙的电极124（三）、保护间隙的结构124（四）、保护间隙的试验125（五）、保护间隙的安装及放电试验127二、保护范围的计算及校核129三、保护间隙的安装要求129四、保护间隙取值范围129第一节 带电作业的基本原理带电作业是指在带电的情况下，对送变电设备进行测试、维护和更换部件的作业。电对人体的危害作用有两种：一种是人体的不同部位同时接触有电位差的带电体，电流通过人体时发生的；另一种是在带电设备附近工作时，尽
4、管人体并未接触带电体，但却有风吹、针刺、蠕动等不适之感。这是由空间电场引起的。为什么带电作业人员可以在运行的电气设备上安全工作，甚至直接接触高达几十万伏电压的带电体而不遭受触电伤害呢？这就需要了解并掌握带电作业的工作原理。一、带电作业方式的划分1. 按人与带电体的相对位置来划分带电作业方式根据作业人员与带电体的位置分为间接作业与直接作业两种方式。间接作业是作业人员不直接接触带电体，保持一定的安全距离，利用绝缘工具操作高压带电部件的作业。从操作方法来看，地电位作业、中间电位作业、带电水冲洗和带电气吹清扫绝缘子等都属于间接作业。间接作业也称为距离作业。直接作业是作业人员直接接触带电体进行的作业，在
5、送电线路带电作业中，直接作业也称为等电位作业，在国外也称为徒手作业或自由作业。是作业人员穿戴全套屏蔽防护用具，借助绝缘工具进入带电体，人体与带电设备处于同一电位的作业。2. 按作业人员的人体电位来划分按作业人员的自身电位来划分，可分为地电位作业、中间电位作业、等电位作业三种方式。地电位作业是作业人员保持人体与大地（或杆塔）同一电位，通过绝缘工具接触带电体的作业。这时人体与带电体的关系是：大地（杆塔）人绝缘工具带电体。中间电位作业是在地电位法和等电位法不便采用的情况下，介于两者之间的一种作业方法。此时人体的电位是介于地电位和带电体电位之间的某一悬浮电位，它要求作业人员既要保持对带电体有一定的距离
6、，又要保持对地有一定的距离。这时，人体与带电体的关系是：大地（杆塔）绝缘体人体绝缘工具带电体。等电位作业是作业人员保持与带电体（导线）同一电位的作业，此时，人体与带电体的关系是：带电体（人体）绝缘体 大地（杆塔）。三种作业方式的区别及特点见图1-1。 绝缘体 绝缘体 人体 人体 人体 绝缘体 绝缘体 地电位作业 中间电位作业 等电位作业图1-1 三种作业方式的区别及特点二、带电作业工作原理1. 地电位作业工作原理地电位作业的位置示意图及等效电路如图1-2所示。图1-2 地电位作业的位置示意图及等效电路作业人员位于地面或杆塔上，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：一
7、是带电体绝缘操作杆（或其它工具）人体大地，构成电阻通道；二是带电体空气间隙人体大地，构成电容电流回路，这两个回路电流都经过人体流入大地（杆塔）。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的参数来考虑。由于人体电阻远小于绝缘工具的电阻，即RrR绝，人体电阻Rr也远远小于人体与导线之间的容抗，即RrXc,因此在分析流入人体的电流时，人体电阻可忽略不计。图1-2电路可简化为图1-3电路。设I1为流过绝缘杆的泄漏电流，I11为电容电流，那么
8、流过人体总电流是上述两个电流分量的矢量和，即I= I1+I11其中：I1=U0/R带电作业所用的环氧树脂类绝缘材料的电阻率很高，如3640绝缘管材的体积电阻率在常态下均大于1012cm，制作成的工具，其绝缘电阻均在10101012以上。其中：I11=UP/Xc间接作业时，当人体与带电体保持安全距离时，人与带电体之间的电容约为2.210-124.410-12法拉。Xc=1/C=1/2fC0.721091.44109间接作业时，人体电容电流也是微安级，I1+I11的矢量和也是微安级，远远小于人体电流的感知值1mA。以上分析计算说明，在应用地电位作业方式时，只要人体与带电体保持足够的安全距离，且采用
9、绝缘性能良好的工具进行作业，通过人体的泄漏电流和电容电流都非常小（微安级），这样小的电流对人体毫无影响，因此，足以保证作业人员的安全。但是必须指出的是，绝缘工具的性能直接关系到作业人员的安全，如果绝缘工具表面脏污，或者内外表面受潮，泄漏电流将急剧增加。当增加到人体的感知电流以上时，就会出现麻电甚至触电事故。因此在使用时应保持工具表面干燥清洁，并注意妥当保管防止受潮。2. 中间电位工作原理中间电位作业的位置示意图及等效电路图1-3所示。 (a)示意图 (b)等效电路图图1-3 中间电位作业的位置示意图及等效电路当作业人员站在绝缘梯上或绝缘平台上，用绝缘杆进行的作业即属中间电位作业，此时人体电位是
10、低于导电体电位、高于地电位的某一悬浮的中间电位。采用中间电位法作业时，人体与导线之间构成一个电容C1，人体与地（杆塔）之间构成另一个电容C2，绝缘杆的电阻为R1，绝缘平台的绝缘电阻为R2。作业人员通过两部分绝缘体分别与接地体和带电体隔开，这两部分绝缘体共同起着限制流经人体电流的作用，同时人体还要通过组合间隙来防止带电体通过对人体对接地体发生放电。组合间隙由两段空气间隙组成。一般来说，只要绝缘操作工具和绝缘平台的绝缘水平满足规定，由R1和R2组成的绝缘体即可将泄漏电流限制到微安级水平。只要两段空气间隙达到规定的作业间隙，由R1和R2组成的电容回路也可将通过人体的电容电流限制到微安级水平。需要指出
11、的是，在采用中间电位法作业时，带电体对地电压由组合间隙共同承受，人体电位是一悬浮电位，与带电体和接地体是有电位差的，在作业过程中：（a）地面作业人员是不允许直接用手向中间电位作业人员传递物品的。一是若直接接触或传递金属工具，由于二着之间的电位差，将可能出现静电电击现象；二是若地面作业人员直接接触中间电位人员，相当于短接了绝缘平台，使绝缘平台的电阻R2和人与地之间的电容C2趋于零，不仅可能使泄漏电流急剧增大，而且因组合间隙变为单间隙，有可能发生空气间隙击穿，导致作业人员电击伤亡。（b）当系统电压较高时，空间场强较高，中间电位作业人员应穿屏蔽服，避免因场强过大引起人的不适感。（c）绝缘平台和绝缘杆
12、应定期检验，保持良好的绝缘性能，其有效绝缘长度应满足相应电压等级规定的要求，其组合间隙一般应比相应电压等级的单间隙大20%左右。3. 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）同时接触带电导线，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LGJ150型号，该段电阻为0.00021，当负荷
13、电流为200A时，那么该电位差为0.042V，设人体电阻为1000，那么通过人体的电流为42A，远小于人的感知电流1000A，人体无任何不适感。如果作业人员是穿屏蔽服作业，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，在带电导线周围的空间中存在着电场，一般来说，距带电导线的距离越近，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等电位时，由于绝缘体本身的绝缘电阻足够大，通过人体的泄漏电流将很小，但随着人与带电体的逐步靠近，感应作用越来越强烈，人体
14、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 等值电路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K接通瞬间，此时限制电流的只有人体电阻Rr，冲击电流初始值可由欧姆定律求得：对于110kV或更高等级的输电线路，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对距带电导线较近，相当于电容器的两个极板较近，感应电荷增多，
