施工线路接近高压线路的感应电危害影响

【摘 要】本文就施工线路临近带电线路施工时，对施工人员感应电击现象进行了分析，提出了危及线路施工人员安全的感应电压与电流的危险值，以及有关感应电产生的原因及采取的安全措施。

【关键词】施工线路;感应电;安全措施

随着经济的发展，高压线路越来越多，新建线路接近高压线路的施工也随之增多。感应电现象越来越严重，直接危及着施工人员的安全，应引起施工的重视。

众所周知，人体最小感知电流为1mA，当通过人体9～25mA时就会对人体产生很大的刺激，会使人体失去控制能力，这对于高处作业的送电工人来说，就会因失控而坠落，造成事故。所以本人认为：对送电线路施工人员感应电压危险值规定为50v，感应电流的危险值规定为5mA是合理的。尽管50V和5mA对人体危害不大，但长时间作用也是不行的，施工时也必须做临时接地。

在一般情况下，施工线路邻近带电线路将产生静电感应和电磁感应，当带电线路单相接地时，还会产生零序电流的电磁感应。所以，施工时应对上述三种情况感应电均需进行计算，使其控制在危险值内，如果超过危险值就应采取有效措施。

1 静电感应

由于施工线路与邻近线路三相导线在空间的位置不对称，相互间的感应电容就不同。当施工线呈悬空状态时，则产生静电感应电压;当施工线路接地时，则产生静电感应电流。一般线路施工时，为防止感应电的影响，均采用分段接地方式，所以，对静电感应在施工时只计算感应电流。

图1

静电感应电流的计算：

I=U？谆？准/Xc（A）

式中：I――静电感应电流，A;

U？准――带电线路额定电压，V;

Xc――带电线路与施工线路之间的容抗，Ω/km。

Xc=1/ωC=1/2πfC

式中：ω――角频率，（ω=2πf）;

C――带电线路与施工线路之间的电容，F/km。

C=2πεL/ln（S2/r1r2）

式中：L――带电线路与施工线路平行接近有效长度，km;

ε=1/36π×10-9;

S――施工线路与邻近带电线路接近的距离;

r1――带电线路相导线等效半径;

r2――施工线路相导线等效半径。

从图1中知：

S1=■

S2=■

S3=■

式中：HA、HB、HC――表示新建线路最近相与带电线路对应相挂点高差。

施工线路感应电的计算，靠近带电线路的一相最大，所以只计算靠近带电线路侧一相即可。如图1所示，按公式（3）求出施工线路A相导线对带电线路A、B、C三相导线的电容，即：CAC CAB CAA再按公式（2）求出相应的容抗，即：XC-AC;XC-AB;XC-AA;最后按公式（1）求出静电感应电流，即IP-AC;IP-AB;IP-AA。因为三相交流相位差为120°，所以感应的总电流为：

IP=IP-AC+IP-AB+IP-AA

其感应电流向量如图2所示，利用直角坐标，则知：

图2

IX=IP-AC-IP-AB×cos60°-IP-AA×cos60°

=IP-AC-1/2（IP-AB+IP-AA）

IY=IP-AB×sin60°-IP-AA×sin60°

=■（IP-AB-IP-AA）

Ip=IX+j IY

Ip=IP-AC-1/2（IP-AB+IP-AA）+j■（IP-AB-IP-AA）

电磁感应施工线路邻近带电线路的电磁感应是：

1）三相不平衡电流（零序电流）I，对邻近施工线路产生的零序感应电动势E。

2）带电线路三相对称电流I，因线路相间不等，对邻近施工线路靠近带电线路一相导线上分别产生感应电势（如图1）EAC、EAB、EAA，从而知道EAC>EAB>EAA， 把三相感应电势向量相加，合成电势EA0 即：

EA=EAC+EAB+EAA

所以带电线路对施工线路的 感应电势：E=EA+E0

上述所产生的电势均为感应电势，所以均滞后各相感应电流90°。EA与导线排列的方式有关，当施工线路靠近带电线路内相为最大，中相次之，外相为最小，所以EA的相角是在EAC、EAB之间变化，如图3所示。

（a）带电线路三相平衡电流向量图 （b）施工线路感应电势向量图

图3

E0的相角与三相不平衡电流的倾向有关所以在2π内变化。

从向量图中可以求出：

EA=EAC-1/2（EAB+EAA）+j■（EAB-EAA）

对感应的总电势E可以从感应电势的向量图中求出即：

E=[E■■+E■■+2EA EOcos（θ-？准）]1/2

上述感应电势均可按磁感应电势的基本公式求出：

E=ωMLIk（V）

式中：ω――电流角频率;

M――施工线路与邻近线路之间的互感系数，亨/km;

I――带电线路计算电流，A;

I=W/U.cosθ;

W――带电线路输送容量，kW;

U――带电线路额定电压，kV

cosθ――功率因数，（ 线路功率因数一般取cosθ=0.85）

L――施工线路与带电线路平行接近的有效长度，km;

k――架空地线屏蔽系数。架空地线不绝缘取k=0.65，分段绝缘时取k=1;

在现场施工时，对M值的计算比较困难，也很繁琐，可将公式简化为：

EA=2ωLIk×■×10-4

当带电线路距施工线路的距离S>D时（如图1所示）还可以进一步简化计算，一般偏差在5%以内，其简化公式为：

EA=■lnS3/S1×10-4

2 关于带电线路单相接地时产生的电磁感应影响

由于电网构成的电压不同，在系统单相接地所产生的零序电流也有所不同，主要有构成电网各级电压的基准电流比所确定。所以系统短路电流虽然可以从总调中查到，还不能直接应用，必须知道电网构成电压及其各电压的基准电流比值，才能算出所要知道线路的单相短路电流值，

由于电网系统容量很大，单相接地零序电流可达几万安培，所以感应电压很高。但是继电保护在0.2内即可切断电源，而电网事故率又按百公里年计算，所以产生的机率很小，同时线路施工均在白天、好天、雨雪天不作业，碰上的机会就更少了，尽管如此，在施工时必须给以重视，按计算出单相接地时感应电压的大小，采取不同分段接地措施来消除感应电对人身的危害影响。

3 应采取的主要措施

当感应电流、感应电压超过危险值时应采取措施消除感应电的危害，消除感应电击事故主要有两种方法，一种采用等电位施工作业，线路施工时均在野外山谷之中，难度大，费用高，一般不宜采用。另一种就是采用零电位施工，也可以说是等电位的一种特殊方法。零电位施工最根本的方法是接地。在靠近带电线路施工时，必须采取三种接地方式：

1）放线时采用导电橡胶轮滑车;

2）紧线后对架设的导、地线采取分段接地;

3）登高作业时，凡是接触导地线作业，必须事先作好临时接地线。