感应电的危害与预防演示教学

感应电的危害与预防目录一、感应电的分类 (2)（一）静电感应： (2)1．静电感应的产生原理： (2)2．处于强电场下电线路中的静电感应 (3)（二）电磁感应： (4)1．直导体在磁场中运动产生的感生电动势 (4)2.自感和互感现象 (5)二、交流电气化线路的感应电干扰、影响及危害 (5)（一）交流电气化线路的感应电对通信线路的影响 (5)（二）感应电对作业安全的影响及危害 (5)（三）接触网“V”停作业电气干扰的分析和预防 (6)1. “V”停作业的电气干扰因素分析 (6)2．“V”停作业的电气干扰防护措施 (7)三、消除感应电的方法 (7)（一）接触网作业消除感应电的措施 (8)（二）电力作业消除感应电的措施 (9)1. 零电位作业 (10)2. 作业人员使用“保安线” (11)3. 其他经验 (11)电能是自然界中蕴藏的一种可用不可摸的高效资源，自从被科学家发现它的利用价值以来，飞速的推动了社会生产力的进步、科学技术的发展和人类的生活质量。

当今社会，各行各业都在广泛的使用电能，人们的生活也离不开电能，没有电，社会生产活动就要停滞不前，人们的正常生活秩序也会发生混乱，造成一定的恐慌。

电能在给人们的生产生活带来诸多方便的同时，如果在使用中违反正确的操作方法，不按规定的安全操作规程操作，就会发生用电设施工作的不正常、损坏甚至危害人身安全事情。

感应电是一种比较特殊的电能，在社会生产和生活的一些领域有着广泛的利用，但在一些领域中，必须防止和消除它的存在，如果不及时消除，就会对设备及人身安全造成危害，必须引起高度重视。

在电力行业（包括铁路牵引供电）的检修作业中，停电检修设施中产生的感应电对作业人员来说，是一种严重威胁作业安全的隐患，如果作业中操作不当或违反安全规程中规定的安全措施、或不按规定的要求设置安全措施，就会发生设备损坏仍至人身伤害事故。

近年来，在我们兰州供电段先后发生了夏官营“7.31”、天祝“11.2”、甘草店“7.29”三起人身触电事故，经事故原因调查，我们发现都是由感应电所致。

为此，需要全段职工对感应电的产生及危害性预防有一个新的认识。

感应电到底是什么东西？有什么危害？如何预防感应电的危害呢？下面，我们一同走进感应电的世界，了解感应电的产生原理，掌握感应电生产的规律，以达到预防感应电损坏设备、威胁或伤害作业人员安全的目的。

一、感应电的分类感应电一般有两种：静电感应和电磁感应现象。

（一）静电感应：1．静电感应的产生原理：物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和其外围电子组成的。

如图1所示，两种物质紧密接触后再分离时，一种物质把电子传给另一种物质而带正电，另一种物质得到电子而带负电，这种现象就叫做静电感应。

一般认为，两种接触的物质相距小于25×10-8 cm时，即会发生电子转移，产生静电。

两种物质摩擦时，增加两种物质达到25×10-8 cm以下距离的接触面积，并且不断的接触与分离，也可产生较多的静电。

接触后再分离或相互摩擦能够产生静电。

处于强电场中两种物质，在电场力的作用下，正电荷将按电场方向移动，负电荷将逆电场方向移动，当电荷的移动达到平衡状态后，如图2所示，正、负电荷在两种物质的表面上就会大量累积形成静电，即产生静电感应。

与流电相比，静电是相对静止的电荷。

这种电荷在两种物质紧密接触的瞬间，正负电荷要产生相互吸引。

这种电荷相互吸引，就形成了静电电荷的流动，即产生静电感应电流。

静电感应电流的出现，会使两种物质间产生的静电电荷消失，静电就会消除。

与此相似，在强电场中产生的静电荷，如果两种电荷间形成接触的通路，静电电荷也要形成流动，即产生静电感应电流。

同样，静电感应电流的出现，会使静电电荷消失，静电感应就会消除。

静电感应现象是一种常见的带电现象，如雷电、电容器残留电荷、摩擦带电、复印资料时纸张带电等都属于静电感应带电。

静电感应利用的好，能够为我们的生产生活带来好处，如电喷漆、静电除尘、静电植绒、静电复印等。

在一些工作场所，必须采取措施，加以预防，如油品装运场所、易燃易爆场所、强电场环境下的检修作业场所等，2．处于强电场下电线路中的静电感应对带电电线路（或带电接触网线），由于对地高电压的存在，会在其周围空间产生强电场。

如图4所示，一段对地绝缘的电线路（即Z 为∞），如果位于该电场中，在电场的作用下，导体中的自由电子就要作有规则的移动，引起电荷的重新分布，使被感应的导体呈现带电状态，即产生静电感应。

注：L---带电线路； A---停电线路； Z---停电线路对地电阻；C LA ---带电线路与停电线路之间的耦合电容；C A ---停电线路对地分布电容。

此时，带电线路与停电线路之间存在容性耦合电流I LA ，停电线路与大地间存在容性耦合分布性电流I A 。

停电线路上产生的静电感应电压为：假设受静电影响的停电线路通过某一阻抗Z （例如人体）接地（如图4中阻抗Z ），则静电容性耦合电流I LA 将按电容C A l A 的容抗和阻抗Z 并联来分配，流经电容C A l A （或阻抗Z ）的电流，由下列因素决定：当停电线路对地绝缘时，电流I A 决定于电压u L 、电容C LA l p 及C A l A 的电抗值；当接地阻抗Z 比电容C A l A 的容抗小得多时，电流I LA 则决定于电压u L 、电容C LA l p 的电抗值及阻抗Z 值。

这时，停电线路上的剩余电压近似等于电流I A 与阻抗Z 值的乘积。

停电线路上产生静电感应的研究表明：停电线路上产生的静电感应电压和电流的大小，其值与接近段停电线路的长度成正比、与接近距离a 的平方成反比。

因此，当人体碰触与带电线路接近段较短（例如1～2公里）的停电电线路时，流经人体的静电感应电流值不大，可以不考虑对人体的影响。

对于与带电线路接近段较长（例如在数十公里）和接近距离较小的停电线路，则停电线路上的静电感应电压将会较高，有可能导致停电线路上的避雷装置发生故障或A A p LA L AL l C l C u u ⨯=损坏；当人体碰触上述停电线路时，就有可能因流过人体的静电感应电流过大而出现危及人身安全的事故。

（二）电磁感应：磁体材料和载流导体周围存在着一种叫做磁场的特殊物质。

处于磁场中的直导体发生运动或通过线圈的磁场发生变化时，将会出现导体或线圈中产生电压的有趣现象，若导体或线圈是一个闭合回路的一部分，则导体或线圈中将产生电流。

1．直导体在磁场中运动产生的感生电动势如图5所示，当导体与磁力线之间有相对切割运动时，这个导体中就会产生出电动势，磁场的磁通变化时，回路中就有电动势产生，以上现象称电磁感应现象。

由电磁感应现象所产生的电动势叫感应电动势，由感应电动势所产生的电流叫感应电流。

感应电动势的大小与磁通变化大小成正比，磁通变化越大，感应电动势就越大。

感应电动势不但与导体在磁场中的运动方向有关，而且还与导体的运动速度有关。

直导体中产生的感应电动势方向可用右手定则来判断：平伸右手，拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场N极，以拇指指向表示导体的运动方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向。

综上所述，在一定条件下，电能感应出磁，磁也能感应出电能。

我们供电设备中的变压器、电流互感器、电压互感器、等设备均是利用电磁感应原理工作的。

2.自感和互感现象由于一个回路中电流的变化而在其自身回路中产生感生电势的现象，称为自感现象，相应的电动势称为自感电动势，形成的电流称为自感电流。

由于一个回路中电流的变化而在临近另一个回路中产生感生电势的现象，称为互感现象，相应的电动势称为互感电动势，形成的电流称为互感电流。

复线区段接触网V形天窗作业时，未停电接触网线路有机车取流时不仅会在其自身回路有自感现象，同时，在其临近的线路上如停电接触网线路、架空地线、供电线、低压电力线路等会产生互感现象，因此，利用V形天窗作业时，必须采取防止感应电伤人的措施。

在电气化铁路附近进行电力线路维修等工作时，也要采取可靠的安全措施，防止感应电伤人。

二、交流电气化线路的感应电干扰、影响及危害（一）交流电气化线路的感应电对通信线路的影响我国干线牵引供电系统采用工频单相交流制，其牵引网是一种不对称回路。

当牵引电流流过接触网时，将要在接触网导线周围形成电场和磁场，这种电场和磁场对沿线邻近的通信线路和设备产生干扰和影响，使通信质量下降，严重时能危及设备和人身安全。

因此，在修建电气化铁路的同时，必须考虑防干扰和消除感应电的技术措施。

（二）感应电对作业安全的影响及危害1.感应电的大小与两平行电线路的距离、平行线路的长度、电压高低及气候等情况有关。

在电化区段，由于电力贯通线路、特别是自闭电力线路与电气化铁道平行，在电力（自闭）线路上就会感应出较高的电压；而还有一些区段，自闭线路或电力贯通线与接触网同杆合架，其上的感应电压很高，足以危及人的生命安全。

若停电作业时采取的安全措施不完善，未采取消除感应电措施，有可能发生人员遭感应电电击；在复线区段“V”型停电作业，装拆接地线程序错误或在接地线未挂好的情况下人员接触就会导致人员触电。

2.当接触网加上25kv工频交流工作电压以后，就在接触网导线（包括承力索和接触线）的四周建立起垂直于导线表面的交变电场。

由于静电感应作用，处于该电场内的各类架空线路将产生静电感应电位，作业人员一旦接触就会造成静电感应伤人。

3.当接触网线路上有电力机车运行时，或平行于接触网线路的电力线路有电流变化时，其周围就会建立起交变磁场，这种交变磁场反过来又会在其平行的无电接触网线路或电线路上感应出感应电动势。

当停电的接触网线路与平行于带电的接触网线路或电线路距离不远，平行长度又较长时，在线路中感应的纵电动势可以达到危险的程度。

实验表明，电磁感应在相距100m以外时，仍有可观的影响。

我国在观音坝单线区段的试验中，接触网和架空线的平行距离为250m，平行长度为18.3m，接触网短路电流为1140A，实测得纵电动势为787～824V。

如此高的感应电压，在作业中若未接地或接地不良，一旦有人接触,电流通过人体接地，形成回路使人体遭到电击触电。

4.感应电对人体的危害及消除感应电的有效方法由于感应电具有以下特点：①电压越高，相邻导线的感应电压越高，产生的危害越大；②两根导线的距离越近，产生的感应电压越高；③如果产生感应电压的导线形成闭合回路，有电流流过，当电流流过人体，必然产生极大的伤害。

接触网、变电所、电力线路、配电所等高压设备带电运行时，当人体与带电部分安全距离不够时即将人体与带电体直接的空气击穿形成电弧对人体放电，此时变电所跳闸，瞬时断电，多数情况下人体能与带电设备脱开，所以，人体造成电弧烧伤多，电击直接身亡的少。

而感应电一旦触及，不会引起变电所跳闸，电流通过人体作用时间长，造成人体肌肉收缩，多数情况下人体与带电体不能脱离，大多数均直接造成电击死亡。