1、带电作业培训课件曹博文

地电位（零电位）作业法
1.含义：指作业人员始终保持与大地（或杆塔）相同的电位，通过绝缘工具接触带电 体的作业。 2.人与带电体的关系是：大地（或杆塔） →人→绝缘工具→带电体 3.示意图及等值电路: Xc=1/2πfc I=U/R I人=I1+I2，以220kV为例，可算出流经人体的电流小于200微安。 Ur=UφXC2/XC1+XC2，以220kV为例，可算出人体悬浮电位约176伏。 为消除悬浮电位影响，必须穿导电鞋。 4.确保安全的关键点： （1）保持足够的安全距离 （2）良好绝缘工具 （3）防止脏污、表面受潮 （4）330kV及以上需采取电场防护措施 静电感应防护服、导电鞋
一、带电作业发展的发展概况(几个重要时点)
(一)国外 1.美国,1923年以木质操作棒采用地电位作业法在34kV配电线路上首次成功带电作业 。 1960年, “等电位”作业法在美国问世，1978年后广泛推开,现能在765kV及以下广泛开展。 2.日本, 起步于1940年,主要以引进美国技术为主,1962年开始在220kV线路上作业，1972 年拓展到500kV线路,带电水冲洗装臵和方法处世界领先水平。 3.前苏联，起步于1950年，1955年在35～110kV线路上成功带电作业，目前在1150kV特高 压线路上开展过带电作业的唯一国家。 4.欧洲国家，法国起步于1960，德国起步于1971。 (二)国内 1.起步于20世纪50年代，1954年5月12日（创始日）鞍山电业局研制出第一套3.3-6.6kV带 电作业工具，并首次在3.3kV配电线路上带电更换横担和瓷瓶。 2.1957年10月，东北电业局研制出第一套220kV线路带电作业工具，并成功应用。 3.1958年，首次在22kV线路上等电位作业和修补导线。、 4.1970-1980，带电作业扩展至500kV线路。 5.20世纪80年代，进入带电作业小高潮。从科研、机构、机制、规程、标准、制度建设等 方面全面加强。 6.近10年，再次进入推广实施高潮。各网、省公司广泛开展带电作业，举办作业比武竞赛， 不断参加国际有关学术活动和引进带电作业先进技术，，使我国带电作业安全技术达到了 国际新水平。
带电作业基础知识讲座
主讲:樊则昌 2011年4月21日 昆明
主要内容
一、带电作业发展的几个重要时点 二、带电作业的特点分析 三、带电作业原理和基本方法 四、常用绝缘材料 五、带电作业力的估算及受力分析(取证用) 六、带电作业工器具及作业人员安全防护 七、电力系统过电压及带电作业安全距离 八、作业项目分析及作业案例分析 九、要点解答
中间电位作业法
1.含义：指在地电位和等电位法都不可采用的情况下，介于两者之间的一种方法。他 要求人体既要与带电体保持一定距离，也要和大地（接地体）保持一定距离。此时人 体的电位是介于地电位与带电体的高电位之间的某一个悬浮电位。 2.人与带电体的关系是：大地（杆塔） →绝缘体→人体→绝缘工具→带电体 3.示意图及等值电路: U人=Uphjωc2//R2/（jωc1//R1+ jωc2//R2），只要人体与带电体及地之间保持足 够的绝缘，工作就是安全的。（也即人体依靠两段空气间隙（S1+S2来防止放电。） 组合间隙：由两个及以上绝缘（空气）间隙串联组合的总间隙。 4.确保安全的关键点： （1）必须保证足够的组合间隙 （2）采取必要的电场防护措施
五、带电作业力的估算及受力分析
（一）材料力学相关基础概念 材料力学的研究对象是构件在外力作用下的变形和“破坏”规律。主要从强度、刚度、稳定性三个方面 分析。 强度：构件在外力作用下抵抗“破坏”的能力。 刚度：构件在外力作用下抵抗弹性变形的能力。 稳定性：构件在外力作用下保持原有的直线平衡状态的能力。 弹性变形：当外力作用消失后构件能恢复原有的形状和尺寸的变形。 塑性变形：当外力作用消失后，不能消失而残留的变形。 变形固体假设：均匀连续性假设、各向同性假设、小变形假设。 杆件：纵向尺寸远大于横向尺寸大得多。 杆件变形：归纳为拉伸与压缩（轴向变形）、剪切（错动变形）、扭转和弯曲（扭转变形）四种基本形 式。 应力：单位截面面积上的内力称为应力。 σ=N/A，（1Pa=1N/m2） 塑性材料的应力达到屈服极限时，材料将产生较大的塑性变形。脆性材料的应力达到强度极限时，材料 出现断裂。 许用应力：[σ]= σ0/n，也即（危险应力/安全系数） 塑性材料的安全系数一般取1.5～2，脆性材料的安全系数一般取2.5～3，若考虑应力集中因素，取值适 当增大。 强度条件：最大工作应力不得超过材料的许用应力。
（二）基本方法
1.按人与带电体的相对位臵分 (1)间接作业:人体不直接接触带电体,在保持规定安全距离下通过绝缘工具操作的 作业。（地电位作业、中间电位作业、带电水冲洗、带电气吹清扫绝缘子） (2)直接作业:作业人员直接接触带电体进行的作业，也称等电位作业或自由作业。 2.按人体电位分 （1）地电位法 （2）中间电位法 （3）等电位作业法。 可把人体、带电体、绝缘体、接地体四者之间 组成以上3种不同的作业方式。
二、带电作业的特点分析
（一）优点
（1）能保证可靠地、连续地向用户供电。 停电检修会降低供电线路的可靠性，造成供电不足；断开系统间的联络线，还会 影响到系统的稳定性；不停电检修就能保证系统最佳工况和保证发电机在经济工 况下运行（500kV 线路停电，在很多情况下要减少发电机的发电量，这将增加发 电的煤耗指标）。 （2）能及时消除线路缺陷，架空线路运行的可靠性得到提高。 供电检修线路在很多情况下受到限制，这将使线路的小缺陷由于不能及时处理而 发展，引起线路故障停电，这种情况下的对国民经济的损失是很大的。 （3）能减少电能损耗。 在配网中，由于断开线路将使最佳配电形式发生变化，如通过环网等远距离送电， 这将增大线路的损耗，因此带电作业可降低电网的电能损失。由于带电作业实施 的灵活性，人员和机械设备能更好地按计划和均衡地承担线路检修的任务和工作， 减少不必要的加班，也减少了在节假日抢修加班的工作量。
三、带电作业原理和基本方法
(一)基本原理 在带电作业中，电对人体的作用有两种：一种是在人体的不同部位同时接触了有 电位差（如相与相之间或相与地之间）的带电体时而产生的电流危害；另一种是 人在带电体附近工作时，尽管人体没有接触带电体，但人体仍然会由于空间电场 的静电感应而产生的风吹、针刺等不舒适之感。 带电作业是以严格的技术措施，确保人身和设备的安全，对带电设施进行检修 等作业的一种方法。技术措施主要指在带电作业中，流过人体的电流、人身所受 的电场强度确保在安全限度以下；保证在带电设备可能产生的最高电压情况下， 人身所处的位臵有足够的安全距离。 带电作业应满足的三个技术条件： （1）流经人体的电流不超过人体感知水平1mA(1000uA)； （2）人体体表场强至少不超过人的感知水平2.4kV/cm（240kV/m）； （3）保证可能导致对人身放电的那段空气距离足够大(安全距离)。
（三）特点
带电作业是一种不停电的检修作业，是一种特殊作业方式，是在高空和强 电场条件下进行的作业。
（1）是科学和安全的。 （2）带电作业效率高。 （3）带电作业环境特殊。(V=0.84F3/2,V-风速,F-风力级数,5级-10.7m/S) （4）带电作业是团队作业。 （5）带电作业不受停电时间的限制。 （6）带电作业在一定范围内受环境和气候的限制。 （7）开展带电作业具有极大的经济效益。 （8）输电线路带电作业可以致有下列几种： ( 1 ）绝缘板材：包括硬板和软板。其种类有层压制品，如3240环氧酚醛玻璃布板和工程 塑料中的聚氯乙烯板、聚乙烯板等。 ( 2 ）绝缘管材：包括硬管和软管。种类有层压制品，如3640环氧酚醛玻璃布管；带或丝 的卷制品。 ( 3 ）塑料薄膜：如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚脂等塑料薄膜。 ( 4 ）橡胶：天然橡胶、人造橡胶、硅橡胶等。 ( 5 ）绝缘绳：天然蚕丝、人工化纤丝编织的，如尼龙绳、绵纶绳和蚕丝绳（分生蚕丝绳 和熟蚕丝绳两种），其中包括绞制、编织圆形绳及带状编织绳。 ( 6 ）绝缘油、绝缘漆、绝缘粘合剂等。 问题解析：影响空气间隙的击穿特性的因素有哪些？研究它对带电作业有何意义？ 影响因素：电压的种类和波形、电场的均匀性、电压极性、领近物体、大气状态等。 意义：分析确定合理的安全距离，确保作业控制和作业安全。
四、常用绝缘材料
相关基础概念：电场：有电荷的地方就存在电场。通过电磁感应就可能对人体或设备带电，带电 作业时需考虑电场防护措施。分为均匀电场和不均匀电场。电场表面的电场强度与其表面的电荷 密度成正比。电极尖端或边缘，容易产生局部放电，即尖端效应。分析绝缘结构击穿时，不仅要 考虑绝缘距离，还要考虑电场不均匀程度的影响。对于同样距离的间隙，电场愈不均匀，击穿电 压愈低。 空气放电、绝缘材料放电（极化和电导）、气体和固体间的沿面放电（工具与空气交界面处） 绝缘材料，又称电介质。它与导电材料相反，在一定电压作用下，只有极微的泄漏电流通过，可 以认为是不导电的。一般可分为气体绝缘材料（空气、SF6），液体绝缘材料（绝缘油、纯净水 （10000Ω· m）），固体绝缘材料（绝缘塑料，层压制品（绝缘板、管、棒等）） 带电作业工具所用的绝缘材料必须是：绝缘电阻大，介质损耗小，绝缘强度高的材料。绝缘材料 的好坏，直接关系到带电作业的安全，因此制作带电作业工具的绝缘材料必须是电气性能优良、 机械强度高、重量轻、吸水性低、耐老化、且易于加工。雨天作业工具还要求材料的憎水性好。 绝缘材料及工具在带电作业中的主要作用可概括为： （1）将带电体（包括带电的人体）与接地体（包括站在接地体上的人体）相互绝缘。例如，各类 绝缘梯和绝缘台。 （2）替代电力设备上承受很高机械负荷的绝缘部件。例如，绝缘吊线杆和紧线拉杆等。 （3）用以传递机械动力或实现具体操作意图。例如，绝缘操作杆和缠绕杆等。 （4）用以改善强电场中的局部电位梯度。例如，绝缘罩、绝缘套袖等绝缘遮蔽器具。带电作业用 的绝缘工具，同一般绝缘用具比较起来有以下特点：结构长度受限，承受荷重大，操作的功能多， 形状奇特等。
等电位作业法
1.含义：等电位作业是借助于绝缘工具使作业人员与带电体处于同一个电位上的作业。 作业时人员永远与带电体保持接触。 2.人与带电体的关系是：大地→绝缘体→人体→带电体 3.示意图及等值电路: 屏蔽服与人体构成并联电路，屏蔽服电阻约在10欧姆左右，按分流原理，数百微安电 流分流后过人体的电流很小。 4.确保安全的关键点： （1）必须要有可靠的电场保护措施。 确保体表场强小于人的感知水平（240kV/m） （2）作业人员必须穿戴全套屏蔽服，有安全防护。 （3）进出电场瞬间会有一定的暂态 电容性电流，进出电场要求高。 （4）各组合间隙距离必须满足规程规定值。
（二）相关应用案例分析 1.某杆塔两侧弧垂最低点的水平距离是120m，导线为LGJ-95，不考虑风速，试估算带电 作业所用的吊线杆的受力及截面选用。 解析：掌握经验公式P=KSL/1000（kg）， P—垂直力，K—系数，S—导线的标称截面， L—垂直档距，查阅线路明细表查处K为4.2 P=4.2×95×120/1000=47.9 （kg）。 掌握经验公式σ=1.1P/Sa≤ [σ]，查阅掌握此类杆件的极限应力为1800kg/cm2，安全系数为 4。 [σ] 1800/4=450kg/cm2， Sa=1.1P/σ=1.1×47.9/450=0.12cm2=12mm2。 2. （P49例2）, （P50例3）,自学答疑. 3.某绝缘板的极限应力Gjx=300N/mm2,如果用这种材料做成绝缘拉板,其最大使用荷重 Fmax=为15kN,要求安全系数K不低于10,问拉板的截面积最小应为多少? 解析:[G]=Gjx/K=300/10=30N/mm2,拉板面积S≥ Fmax/[G]=15000/30=500mm2.
（二）缺点
带电检修比停电检修要困难得多，进行带电作业工作，必须采用专门的屏 蔽服、绝缘服、仪器设备和绝缘工具，与停电作业比较，带电作业的项目 相对较少，带电作业的条件在一定程度上限制了带电作业的作用范围，如 何能更多更广泛的进行多种项目的带电作业工作，是目前国内外带电作业 工作者都在积极地开展这方面试验和研究的原因。