带电作业

一、带电作业

带电作业是指在不停电的电气设备上或者是线路上进行检修、测试的一种作业方法。电气设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修。带电作业是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。带电作业的内容可分为带电测试、带电检查和带电维修等几方面。带电作业的对象包括发电厂和变电所电气设备、架空输电线路、配电线路和配电设备。带电作业的主要项目有：带电更换线路杆塔绝缘子，清扫和更换绝缘子，水冲洗绝缘子，压接修补导线和架空地线，检测不良绝缘子，测试更换隔离开关和避雷器，测试变压器温升及介质损耗值，检修断路器，滤油及加油，清刷导线及避雷线并涂防腐油脂等。根据人体所处位置，带电作业时，应加强绝缘工具的现场检查和带电作业人员的地面监护，监护人要有实际带电工作经验的人员担任。电气设备带电作业应退出自动重合装置（除特殊要求外），在雨、雷及风力大于5级等不良天气条件下，不宜带电作业。

二、电流对人体的影响及触电种类

1.电流对人体的影响

实践证明，并不是所有的触电都会导致人的死亡，就大多数触电案例来看，触电后自己能主动摆脱电源者居多数。触电后能否自己脱离电源，由触电时通过人体的电流大小决定。通过人体的电流越大，人体的生理反应就越明显，人的感觉就越强烈，破坏心脏正常工作所需的时间就越短，致命的危险也就越大。

从表1数据可看出，人体阻抗因人而异。从安全出发，人体阻抗

国际电工委员会(IEC)对交流电流下人体生理效应有表3的推荐值。

（1）感知电流

感知电流是引起人的感觉的最小电流。试验资料表明，对于不同的人，感知电流也不相同。成年男性平均感知电流约为，成年女性约为。

（2）摆脱电流

摆脱电流是人触电后能自主摆脱电源的最大电流。对于不同的人，摆脱电流也不相同，成年男性平均摆脱电流约为16mA，成年女性约为。成年男性最小摆脱电流约为9mA，成年女性约为6mA。

表5 摆脱电流范围内，触电后人的生理反应情况

表5列出了在摆脱电流范围内，触电后人的生理反应情况。此外，试验证明，直流电流、高频电流、冲击电流对人体都有伤害作用，其伤害程度较工频电流要轻。直流最小感知电流男性约为，女性约为；平均直流摆脱电流男性约为76mA，女性约为51mA。

（3）致命电流

致命电流是指在较短时间内危及生命的最小电流。当有一较大的触电电流通过人体时，通过时间超过某一界限值，人的心脏正常活动将被破坏，心脏跳动节拍被打乱，不能进行强力收缩，从而失去循环供血的机能，这种现象就叫做心室颤动。开始发生心室颤动的电流称为心室颤动电流，也叫致命电流。有关它的大小，许多研究者得到的结论大体相似，通常认为：①人的体重越重，发生心室颤动的电流值

就越大；②一般来说，电流作用于人体的时间越长，发生心室颤动的电流就越小；③当通电时间超过心脏搏动周期(人体的心脏搏动周期为，是心脏完成收缩、舒张全过程一次所需要的时间)时，心室颤动的电流值急剧下降，也就是说，触电时间超过心脏搏动周期时，危险性急剧增加。可能引起心室颤动的直流电流：通电时间为时约为1300mA，3s时约为500mA。当电流频率不同时，对人体的伤害程度也不同，频率为25-300Hz的交流电流，对人体的伤害最严重，频率为1000Hz以上时，对人体的伤害程度明显减轻。

（4）触电时间

表6是毕格麦亚根据心脏搏动周期所得试验结果，它证实了触电时间超过心脏搏动周期时危险性增加的结论。

表6 毕格麦亚心脏搏动周期试验结果

国际电工委员会1980年根据科研成果提供的电流通过人体影响曲线图如图1所示。

图1国际电工委员会（IEC）提供的电流通过人体影响曲线图IEC—TC64还提出了三区(图1中b，c两曲线区域)边界线的电流和时间的关系，如表7所示。

表7 电流与时间的关系

2.电场对人体的影响

人员在带电作业过程中，构成了各种各样的电极结构。其中主要的电极结构有：导线—人与构架、导线—人与横担、导线与人—构架、导线与人—横担、导线与人—导线等。由于带电作业的现场环境和带电设备布局的不同、带电作业工具和作业方式的多样性、人在作业过程中有较大的流动性等因素，使带电作业中遇到的高压电场变化多端，这就需要了解电场的基本特征和分类。

自然界存在着正、负两种电荷，电荷的周围存在着电场，相对于观察者是静止的，且其电量不随时间而变化的电场为静电场。例如在直流电压下两电极之间的电场就是静电场。在工频电压下，两电极上的电量将随时间变化，因而两极性之间的电场也随时间而变化。但由于其变化的速度相对于电子运动的速度而言是相对缓慢的，并且电极

间的距离也远小于相应的电磁波波长。因此对于任何一个瞬间的工频电场可以近似地按静电场考虑。

将一个静止电荷引入到电场中，该电荷就会受到电场力的作用。电场的强弱常用电场强度（简称场强）来描述，电场强度是电荷在电场中所受到的作用力与该电荷所具有的电量之比。当导体接近一个带电体时，靠近带电体的一面会感应出与带电体极性相反的电荷，而背离的一面则感应出与带电体极性相同的电荷，这种现象称为静电感应。在带电作业中，静电感应会对作业人员产生不利的影响，特别是在超高压带电作业中，甚至可能危及作业人员的安全。在不均匀电场中，各点场强的大小或方向是不同的。根据电场分布的对称性，不均匀电场又可分为对称型分布和不对称型分布两类。在极不均匀电场中，一般以[棒—极]电极作为典型的不对称分布电场，以[棒—棒]电极作为典型的对称分布电场。

由于不均匀电场中各点场强随电极形状与所在位置而变化，所以通常采用平均场强Eav和电场不均匀系数f予以描述。电场不均匀系数f是最大场强与平均场强的比值，即：

f=Emax/Eav

稍不均匀电场与极不均匀电场之间没有十分明显的划分，对于空气介质通常以f=2为分界线。当f<2时，可以认为是稍不均匀电场。当f>2时，逐渐向极不均匀电场过渡。当f>4时，则认为是极不

均匀电场。电场的不均匀程度与电极形状与极间距离有关。在相同电极形状的条件下，当极间距离增大时，电场的不均匀程度将随之增加，例如两个金属圆球间的电场。当极间的距离相对球的直径而言较小时，是稍不均匀电场。但当极间距离增大时，电场的不均匀程度逐渐增大，最后成为极不均匀电场。对于空气介质，判断电场的不均匀程度可由间隙击穿前在高压电极周围是否发生电晕为依据。击穿前没有电晕现象为稍不均匀电场，击穿前发生电晕现象则为极不均匀电场。

在带电作业中，当外界电场达到一定强度时，人体裸露的皮肤上就有“微风吹拂”的感觉发生，此时测量到的体表场强为cm，要相当于人体体表有μA/cm2的电流流入肌体。

风吹感的原因，是电场中导体的尖端，因强场引起气体游离和移动的现象。在等电位作业电工的颜面常会有一种沾上蜘蛛网样的感觉，这是强电场引起电荷在汗毛上集聚，使之竖起牵动皮肤形成的一种感觉。有的等电位电工把手中的扳手伸向远处，耳边会听到“嗡嗡”声，扳手晃动越快声音就越明显。在高压输电线路的强电场下，穿塑料凉鞋在草地上行走，裸露的脚面碰到地上的草时有时会有很强的针刺感。如果打金属伞架的雨伞在强电场下走动，握着绝缘把手的手如果与金属杆形成一个小间隙，就会看到大火花放电并对肌体产生电击感。人体皮肤对表面局部场强的“电场感知水平”为240kV/m，据试验研究，人站在地面时头顶部的局部最高场强为周围场强的倍。一个

中等身材的人站在地面场强为10kV/m的均匀电场中，头顶最高处体表场强为135kV/m，小于人体皮肤的“电场感知水平”。所以，国际大电网会议认为高压输电线路下地面场强为10kV/m时是安全的。原苏联规定在地面场强为5kV/m以下时，工作时间不受限制，超过20 kV/m的地方，则需采取防护措施。我国《带电作业用屏蔽服及试验方法》标准中规定，人体面部裸露处的局部场强允许值为240kV/m。

3 .农村电网触电事故的种类

在我国农村触电死亡的人数中，发生在6kV以上高压系统(含雷击过电压触电)中的约占事故总数的18％，而发生在380／220V低压电网的约为82％。本讲座只对农村380／220V低压电网的触电进行讨论。

（1）触电的环境

我国幅员辽阔，南北方地区气候差异大。南方雨水多、雷电多、台风多、气候潮湿，居民住宅地面绝缘程度低；北方地区气温低、干旱严重、风沙大。因此，广大农村中发生在室内的触电事故约占事故总数的20％，如电风扇、电熨斗等漏电引起的触电；而发生在室外的触电事故约占事故总数的80％，如场头脱粒、小水泵电灌、盖房施工及抗洪排涝等临时性用电。

（2）按触电者接触导线的方式分类

农村低压电网中均采用TT系统供电，由于380／220V侧的中性点是直接接地的，因此发生触电有以下3种情况：

①单相触电。触电者站立在大地上，一只手触及其中一根相线，人体承受相电压，触电电流经过人体、大地和配电变压器的中性点接地装置形成闭合回路。这时触电电流数值决定于人体电阻，其计算公式为:

②两相触电。触电者的人体同时与两根相线接触，电流就由一根相线经过人体流至另一根相线。这种触电方式最危险，因为施加于人体的电压为线电压。这时触电电流的计算公式为：

若此时人体的电阻与单相触电时相等，那么两相触电时的触电电流是单相触电时触电电流的／3倍。

③相线中性线触电。触电者的人体同时与一根相线和一根中性线接触，电流就由相线经过人体流至中性线，施加于人体的电压为相电压。

（3）按触电时的接触方式分类

人们在日常生活的用电过程中，无论在室内还是室外，遭到电击的形式是多种多样的，但最终归纳为两种：直接接触触电和间接接触触电。

①直接接触触电。所谓直接接触触电，就是指因人体直接接触或过分靠近正常运行的带电体而受到电击。在我国农村低压电网采用中性点接地运行方式的380／220V系统中，可能发生直接接触触电的形式有：单相触电(相与大地)、相线中性线触电和两相触电。

②间接接触触电。在农村低压电网中的各种受电电器的非带电的金属部分，如电动机、洗衣机、电冰箱等电器的金属外壳，在正常运行情况下，由于绝缘物的隔绝，人碰触并不危险。但因种种原因，例如运行时间过久、绝缘老化、受潮、受损，绝缘物失去绝缘作用发生漏电时，该用电设备将会以故障电流入地点为圆心，形成20m为半径的电场圆。若此时有人在电场圆内行走，人的两脚之间将产生电位差，这就是我们平时所说的跨步电压。这种由于跨步电压引起的触电，就是间接接触触电的一种。据有关文献资料介绍，距农村低压电网380／220V故障电流人地点超过5m处、10kV系统距故障电流入地点超过8m处，跨步电压则为零。

如果用电设备绝缘损坏，人又站在距设备水平距离为0.8m的地面、同时手碰触设备带电外壳(距离地面 1.8m)，其手与足之间呈现

的电位差称之为接触电压，这种触电就是间接接触触电的另一种形式。接触电压和跨步电压相反，距故障电流入地处越近，接触电压越小。

三、带电作业安全

1.带电作业的技术条件

①流经人体的电流不超过人体的感知水平1mA（1000μA）：

②人体体表局部场强不超过人体的感知水平240kV/m；

③人体与带电体保持规定的安全距离。

2.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。

①间接作业法。是以绝缘工具为主绝缘、绝缘穿戴用具为辅助绝缘的作业方法。这种作业法是指作业人员与带电体保持足够的安全距离，通过绝缘工具进行作业的方法。且人体各部分通过绝缘防护用具(绝缘手套、绝缘衣、绝缘靴)与带电体和接地体保持距离，人体并不是处于地电位，因此，该作业方式不应误称为地电位作业法。

②直接作业法。是指作业人员借助高空作业车的绝缘臂或绝缘梯直接接近带电体，人体各部分穿戴绝缘防护用具直接作业的方法。该作业方法在名称上不应称为等电位作业法，因为当戴绝缘手套作业时，人体与带电体并不是等电位的。在配电线路带电作业中，无论是采用直接作业法还是间接作业法，若按作业人员的人体电位来划分，均属于中间电位作业法。

（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2

图2 三种作业方式的区别及特点

（3）按采用的绝缘工具来划分。

在配电线路的带电作业中，按所采用的主绝缘工具来划分，经常采用的作业方法如下：

①杆上绝缘工具作业法。作业人员通过登杆器具(脚扣等)登杆至适当位置，系上安全带，保持与系统电压相适应的安全距离，再应用端部装配有不同工具附件的绝缘杆进行作业。采用该作业方法时，一是以绝缘工具、绝缘手套、绝缘靴组成带电体与地之间的纵向绝缘防护，其中绝缘工具起主绝缘作用，绝缘靴、绝缘手套起辅助绝缘作用；二是以绝缘遮蔽罩，绝缘服组成带电体与人之间或不同相带电体之间的横向绝缘防护，避免因人体动作幅度过大造成相间短路或相对地短路。该作业方法的特点是不受交通和地形条件的限制，在高空绝缘斗臂车无法到达的杆位均可进行作业。但机动性、便利性及空中作业范围不及绝缘斗臂车作业。现场监护管理人员主要应监护人体与带电体

的安全距离、绝缘工具的最小有效长度，作业前应严格检查所用工具的电气绝缘强度和机械强度。

②绝缘平台作业方法。绝缘平台通常以绝缘人字梯、独脚梯、绝缘车斗等构成。作业人员既可通过绝缘工具用间接法进行作业，也可通过绝缘手套用直接法作业，绝缘平台起着相对地之间的主绝缘作用。无论是间接法还是直接作业法，一般情况下，在被检修相上开展作业之前，均应采用绝缘遮蔽和隔离用具对相邻相带电体进行遮蔽或隔离。同时，作业人员应穿戴全套绝缘防护用具。当通过绝缘手套直接作业时，橡胶绝缘手套外应套上防磨破或刺穿的防护手套。

③绝缘斗臂车作业方法。采用绝缘斗臂车进行带电作业，具有升空便利、机动性强、作业范围大、机械强度高，电气绝缘性能好等优点。带电作业绝缘斗臂车自30年代在欧美国家开始研制，到50年代已在送、配电线路带电作业中得到广泛应用。绝缘斗臂车的绝缘臂采用玻璃纤维增强型环氧树脂材料制成，绕制成圆柱型或矩形截面结构，具有重量轻、机械强度高、绝缘性能好，憎水性强等优点，在带电作业时为人体提供相对地的绝缘防护。绝缘斗有的为单层斗，有的为双层斗。外层斗一般采用环氧玻璃钢制作，内层斗采用聚四氟乙烯材料制作。绝缘斗应具有高强度电气绝缘，与绝缘臂一起组成相对地之间的纵向绝缘，使整车的泄漏电流小于500礱。同时在工作时，若绝缘斗同时触及两相导线，应不发生沿面闪络。

绝缘斗臂车的作业斗定位，有的是通过绝缘臂上部斗中的作业人员直接操作，有的是通过下部驾驶台上的人员控制，有的作业车上下部都可以进行液压控制。作业斗具有水平方向和垂直方向旋转功能，可平行电线或电杆作水平或垂直移动。采用高空绝缘斗臂车进行配电网的带电作业是一种便利、灵活、应用范围广泛、劳动强度较低的作业方法。

3.配电网带电作业的特点

在超高压输电线路的带电作业中，空间电场强度高、作业距离大，作业人员穿屏蔽服进入高电位并采用等电位方法进行抢修和维护是

一种安全、便利的作业方法。但在配电线路的带电作业中，由于配电网络的电压低，三相导线之间的空间距离小，而且配电设施密集，使作业范围窄小，在人体活动范围内很容易触及不同电位的电力设施。因此，作业人员身穿屏蔽服、直接接触带电体的等电位作业方式在配电网的带电作业中不宜采用。尽管不少单位在应用这种方式进行作业时并没有出现事故，但严格地说确实存在着安全隐患。其原因是：(1)可能造成相间短路。当带电体没遮盖或遮盖不全时，身穿屏蔽服的作业人员在相间作业(如修补导线)时，若动作幅度大，就可能同时接触两相带电体，屏蔽服的金属网会导致相间短路，较大的相间短路电流将通过屏蔽服，不仅造成设备短路，而且会因短路电流超过屏蔽服通流容量(Ⅰ型屏蔽服为5a、Ⅱ型为30a)，直接造成人员伤亡事故；

(2)可能造成相对地短路。在线路杆塔上进行更换绝缘子、横担等作业时，若作业人员穿戴全套屏蔽服，采用等电位作业方式，身体的不同部位有可能同时接触带电体和接地体，形成单相接地。尽管6～10kv 系统是采用中性点不接地方式，但若线路较长或接有一定长度的电缆，三相电容电流也会超过屏蔽服的通流容量，造成人员伤亡事故所以，在配电线路的带电作业，不宜穿屏蔽服进行等电位作业，而应穿戴全套绝缘防护用具，采用主、辅绝缘相结合、多层后备绝缘防护的安全作业方式。

4. 配电线路带电作业安全防护用具

（1）绝缘遮蔽罩

绝缘遮蔽罩由绝缘材料制成，是用于遮蔽带电导体或非带电导体的保护罩。在带电作业用具中，遮蔽罩不起主绝缘作用，它只适用于带电作业人员短暂碰撞带电体时，起绝缘遮蔽或隔离的保护作用。

根据制作遮蔽罩所用的材料不同，遮蔽罩可以分为硬质遮蔽罩、软质遮蔽罩，形状可以是定型的，也可以是平展型的。而且根据遮蔽罩的不同用途，有导线防护罩、耐张装置防护罩、针式绝缘子防护罩、棒型绝缘子防护罩，横担防护罩、电杆防护罩、套管防护罩、跌落式开关防护罩、隔板、绝缘布、特殊防护罩等。

绝缘遮蔽罩应由吸湿性小的人工合成的绝缘材料制成。使用在带电作业时，应有足够的安全可靠性，因此在使用前必须进行严格的电气、机械及其它试验检验。遮蔽罩的工频试验电压如表7所示。

表7遮蔽罩的工频试验电压

（2）绝缘服

作业人员身穿整套绝缘服在配电线路上作业时，一般采用两种作业方法，一是身穿全套绝缘服通过绝缘手套直接接触带电体，这一方法在国外已被广泛采用。绝缘服作为人体与带电体间的绝缘防护，可以解决配电线路净空距离过小问题，但是考虑到绝缘护具本身耐受电压的安全裕度不大及使用中可能产生磨损，因此，在直接作业中仅作为辅助绝缘而不作为主绝缘；二是通过绝缘工具进行间接作业，绝缘工具作为主绝缘，绝缘服和绝缘手套作为人身安全的后备防护用具。

整套绝缘防护用具包括绝缘衣、裤、靴、帽、手套、肩套、袖套、胸套、背套等，其材质主要有橡胶制品、树脂制品、塑料制品等。

国外有两种绝缘服应用于配电网带电作业，一种是由袖套、胸套、背套组成的组合式绝缘服；一种是由上衣、裤子组成的整套式绝缘服。一般来说，绝缘服不仅应有高电气绝缘强度，而且应有较好的防潮性和柔软性，使作业人员在穿戴绝缘服后仍可便利地工作。

日本的带电作业用绝缘服的电气技术要求如表8所示。

表8 日本绝缘服的电气技术要求

（3）绝缘手套

带电作业用绝缘手套是指在高压电气设备上进行带电作业时起电气绝缘作用的手套，该手套区别于一般劳动保护用的安全防护手套，要求具有良好的电气性能和较高的机械性能，并具有良好的服用性能，手套用合成橡胶或天然橡胶制成，其形状为分指式根据不同的电压等级，手套分为1，2，3三种型号，1型适用于在3kv及以下电气设备上的工作，2型适用于在6kv及以下的电气设备上工作，3型适用于在10kv及以下电气设备上工作。其电气绝缘性能要求见表9。

表9 电器绝缘性能要求