摘 要：超高压输电线路,特别是特高 压 输 电 线 路 运 行 时 产 生 的 电 场 很 强,故 带 电 作 业 中 的 安 全 防 护 十 分 必 要。
分别讨论了输电线路带电作业中强电场、电流及静电感 应 对 带 电 作 业 人 员 安 全 的 影 响；介 绍 了 输 电 线 路 带 电 作 业
安全防护用具屏蔽服和静电防护服的原理及 功 能；讨 论 了 ≤500k V 输 电 线 路 带 电 作 业 中 进 入 等 电 位 人 员 体 表 场
强规律,并针对安全影响因素对≤500k V 输电线路带电作业的安全防护进行了研究；在750k V 带电作业安全防护
研究中,重点进行了750k V 带电作业用屏蔽服的试验研究,并对试验结果进行了分析,对衣服的屏蔽效率、电阻及
制作特点等方面都提出了新的要求；针对1000k V 输电线路电压更高、电场更强的特点,提出了1000k V 输电线路
带电作业安全防护的基本要求。研究结果可为超/特高压输电线路带电作业安全防护提供依据和技术支撑。
0 引 言
目前,我国≤500k V 输电线路带电作业开展的比较普遍[1] ,而随着750k V 输电线路的投入运行,以及1000k V 输电线路的即将开工,更高电压等级的输电线路带电作业也即将开展。因带电作业中安全防护直接关系到作业人员的生命安全,故对输电线路带电作业的安全防护的研究十分必要。为了更好的开展输电线路的带电作业,保障带电作业人员的人身安全,对≤500k V 的输电线路带电作业安全防护进行了研究和总结,对750k V 和1000k V 带电作业安全防护进行了研究并提出了一些要求。

1 影响带电作业人员安全的因素
1.1 强电场对人体的影响交流输电线路运行时产生工频电场,电场强度随电压等级的提高而增大,随导线距离的增大而减小；而人体在强电场中会产生风吹、异声和针刺感等不适。试研究表明[2] ：人体进入电场时会引起大的电场畸变。而在输电线路杆塔上,作业人员处在邻近输电线的位置,电场强度会比地面场强高得多,特别是在等电位作业位置时,人体体表场强达到最大值。实际 测 量 可 知,输 电 线 路 表 面 的场 强 ≫240k V/m 的人体皮肤表面“电场感知水平[2] ”,而当人体皮肤表面的场强大于该值时,人体就会感觉不舒服,给在高空铁塔或导线上作业人员带来安全隐患,可能会导致人员伤亡,为保证带电作业人员安全的工作,必须防护强电场对人体的影响。
1.2 电流对人体的影响在输电线路带电作业中,暂态和稳态电击所引起的电流会对人体造成伤害。处于地电位的人接触到强电场中与地绝缘的导体时,导体上的电荷在
接触瞬间通过大地释放,从而对人产生了暂态电击。其影响程度是与带电体通过人体的放电量有关,故带电导体对地电容和电位是关键。稳态电击是强电场中的导体由耦合电容形成通过接触该导体的人体入地工频电流,这种电击结果的评价直接用电流大小来衡量。稳态电击时电流≯1mA 的人体感知水平[2] 。故防护暂态和稳态电击对作业人员的伤害也是带电作业中不可忽视的一个环节。
1.3 静电感应对人体的影响
工频交流电场是一种缓慢变化的电场,可视为静电场,故在工频电场中也存在静电感应问题。静电感应使人体遭受电击的情况一是人体对地绝缘处于强电场中时接触接地体而产生电击,另一种是人体处于地电位而去接触处于强电场中对地绝缘的导体时产生电击。均属暂态电击,都与放电的能量有关,当此能量达到一定值时,就会使人产生刺痛感,影响工作人员的带电作业。
2 输电线路带电作业安全防护用具
2.1 屏蔽服
屏蔽服是用金属纤维和棉纤维(或合成纤维)混纺而成的,并具有经纬线编织的网眼,外界电场的电场线有一小部分会通过网眼空隙进入屏蔽服内。穿透量越小,意 味 着 屏 蔽 效 果 越 好。通 常 以 “屏 蔽 效率”来衡量屏蔽性能的优劣。屏蔽效率是衡量屏蔽
服性能的一项相对指标,是屏蔽前后接收极上的电压比值分贝值。
2.2 静电防护服
静电防护服与屏蔽服的原理和功能类似[3] ,不同的是静电防护服的技术指标要求略低,静电防护服主要用于塔上地电位作业和地面巡视作业。
3 500kV 及以下输电线路带电作业的安全防护
针对影响带电作业人员安全的有关因素,对≤500k V 输电线路带电作业中进入等电位人员体表场强规律进行了总结,又分别对强电场、电流、静电感应的防护进行了研究。
3.1 进入等电位人员体表场强规律≤500k V 输电线路带电作业中,当作业人员处在塔上不同的位置及进入等电位的过程中,其体表场强及周围电场是不断变化的,其一般变化规律是：作业人员在登塔过程中,随着攀登高度的增加,与带电体的距离逐渐减小,其体表场强逐渐增高,在与相导线等高的位置处达到较大值；在绝缘子悬挂点的
横担端部作业处,作业人员的体表场强值较高；作业人员面向带电导线的体表部位场强较高,背向带电导线的部位场强较低；作业人员从杆塔地电位进入带电体等电位时,体表场强随着与带电体距离的减少而增大；作业人员沿水平方向从塔体接近带电体时,身体各部位的体表场强成 U 型分布,即头顶和脚尖场强较高,胸腹部场强较低；在人与导线等电位时,作业人员的体表场强达到最大值。因等电位 作 业 时 体 表 场 强 值 最 高,以 500k V输电线路为例,对等电位作业时的人体体表场强进行了试验和测量。表1是等电位作业人员进入500k V 带电导线前后的场强实测结果[4] ,可见其中部分数值>240k V/m ,尤其头部和脚尖处场强较大。

3.2 对强电场的防护
等电位人员穿戴屏蔽服的具体要求：≤500k V输电线路带电作业用屏蔽服含上衣、裤子、帽子、手套、短袜、鞋子及相应的连接线和连接头。屏蔽效率≮40dB ,能屏蔽99%的外部场强[5,6] 。对于整套屏蔽服,各最远端点间的电阻值≮20Ω,带电作业时衣服内的体表场强≯15k V/m ,流经人体的电流≯50μA ,人体外露部位的体表局部场强≯240k V/m ,在进行整套屏蔽服的通流容量试验时,屏蔽服任何部位的温升≯50°C [5,6] 。对于屏蔽服各部分的电阻值要求见表2[5,6] 。

3.3 对电流的防护
因人体等电位作业前后都与带电体存在着一定的电位差,其大小与外加电压高低有关,故当作业人员接近带电体时将产生火花放电,产生脉冲电流,作业人员将会受到刺痛感。为保证人身安全,在转移电位时,要采用屏蔽服旁路电流,同时人体裸露在外
面的面部与带电体之间的距离要大于产生火花放电的距离。根据试验不同电压等级下人体转移电位时火花放电距离见表3[7]。

3.4 对静电感应的防护≤500k V 输电线路带电作业中,由静电感应引起的电击对应两种工况：穿绝缘鞋的作业人员在线路杆塔窗口时,因离带电导线较近,人体感应电荷较多,如用手触摸塔身会有放电刺痛感；地面作业人员在强电场中触摸悬空吊起的大件金具或停电设备上的金属部件时因静电感应而电击。防护措施为：作业人员应穿全套屏蔽服或静电防护服,屏蔽的各个连接点必须接触良好；在运行的输电线路上,登塔作业人员不允许穿绝缘鞋,尤其不允许身穿屏蔽服(或静电防护服)时足穿绝缘鞋登塔作业,塔上作业人员接触传送绳上较长的金属物体前,应先使其接地。

4 750kV 输电线路带电作业的安全防护

750k V 较500k V 输电线路带电作业的安全防护的基本原理是一致的,但具体的防护措施又有不同。相同为带电作业中进入等电位人员体表场强规律及静电感应的防护,不同为 750k V 输电线 路 带电作业中线路的电压等级提高,相应的其导线周围
的电场增大,等电位作业人员在转移电位时的安全距离变大。为给750k V 带电作业的安全防护提供技术依据,武汉高压研究所对 750k V 带电作 业 用屏蔽服进行了试验,并对试验结果进行了分析研究,得出750k V 输电线路等电位作业人员在电位转移
时的火花放电距离为0.5m ,电位转移时人体裸露面部与带电体距离>0.5m。

4.1 750k V 带电作业用屏蔽服试验
根据目前国产500k V 用屏蔽服运行及试验经验,750k V 用屏蔽服采用了衣料屏蔽效率 ≮60dB的布料制成。为更进一步减小人体的裸露面积,屏蔽服帽子和上衣连成一体,加大帽檐,采用导电材料和阻燃纤维编织而成的网状屏蔽面罩。
750k V 用屏蔽服测试结果见表4、5。

流经屏蔽服和人体的总电流 I 1为3460μA ；屏蔽服内流经人体的电流 I 2为28μA 。屏蔽服内流经模拟人人体的电流测量回路。

4.2 750k V 带电作业用屏蔽服试验结果分析
(1)试验中,在试验电压升至500k V 最高运行电压的相电压318k V 时、750k V 最高运行电压的相电压463k V 时,测量带电作业人员头顶、手平伸时手尖两个部位的电场强度进行比较。结果表明：两个部位的电场强度,750k V 约为 500k V 的 1.2倍。500k V 试验数据与以往测试结果基本吻合。
(2)屏 蔽 服 衣 内 场 强 测 量 值 为 2～8k V/m ,I 2为28μA ,符合<15k V /m 和<50μA 的规定。该屏蔽服衣料可用于制作750k V 带电作业屏蔽服。
(3)没戴屏蔽面罩时面部场强测 量 值 为 710～714k V/m ,>240k V/m 的国家标准规定值；当戴上屏蔽面罩时,屏蔽面罩内面部场强测 量 值 为 157～163.6k V/m ,<240k V/m 。故750k V 的带电作业须加戴面部屏蔽罩。
5 1000kV 带电作业的安全防护的基本要求
我国1000k V 输电线路 正 在 建 设[8,9] ,对 此 电压等级的输电线路带电作业安全防护方面的研究也势在必行。通 过 对 500k V 、750k V 输 电 线 路 带 电作业安全防护的研究,结合1000k V 输电线路的特点,带电作业的安全防护应具有以下基本要求：
(1)因屏蔽效率是带电作业屏蔽服的一个重要技术指标,I EC 标准[10] 规定,衣料的屏蔽 效 率 >40dB ；我国国家标准[5] 规定≤500k V 带电作业屏蔽服衣料的屏蔽效率与I EC60895规定相同。而750k V带电用屏蔽服用的衣料屏蔽效率>60dB ,为安全起
见,1000k V 带电用屏蔽服的衣料屏蔽效率也必须>60dB ,甚至要求其屏蔽效率更大,这要结 合 制 造单位的实际纺织能力来尽可能的增大屏蔽效率。同时应借鉴750k V 用屏蔽服的经验,采用帽子、上衣和裤子连成一体的式样,在面部加装金属网状屏蔽
面罩。面罩要求在不阻碍作业人员视野的情况下网眼尽量密 一 些 更 好 的 屏 蔽 面 部 电 场。同 时 考 虑 到1000k V 转移电位时脉冲放电电流会更大,故屏蔽服应通流量较大,阻燃性能较好。
(2)电位转移时的火花放电问题,因作业人员进行电位转移时身穿屏蔽服,手拿电位转移棒防护效果更好,在武汉高压研究所特高压户外场用模拟人进行了试验。

(3)静电感应防护的注意事项与具体措施,可参照 500k V 的原理和相关要求[11-20] 。
6 结 论
a )输电线路等电位作业时必须穿整套的带电作业用屏蔽服,屏蔽服必须满足国家标准的要求,对750、1000k V 的屏蔽服,屏蔽效率要 >60dB ,要戴有金属网状屏蔽面罩。
b )等电位作业人员在电位转移时要穿屏蔽服,裸露面部与导线间的距离要满足要求。
c )在带电运行的超/特高压输电线路上,登塔作业人员不允许穿绝缘鞋,塔上作业人员接触传送绳上较长的金属物体前,应先使其接地,在地面作业的人员应穿静电防护服。