高温对配网带电作业人员的影响及防护措施

高温对配网带电作业人员的影响及防护措施

【摘要】配网带电作业是确保供电可靠性的重要技术手段，而采用绝缘手套作业法的带电作业人员在高温条件下会遭受不同程度的热应激。本文结合人体热生理模型，分析了穿戴绝缘服的配网带电作业人员的产热和散热特性。分析了作业人员在高温条件下的不同热应激反应。为了确保配网带电作业人员在高温条件下的安全需要采用降温措施，结合带电作业人员的分工特点提出了热防护措施。

【关键词】高温配电网带电作业热应激降温服

随着我国经济的发展和电力的需求快速增长，对供电可靠性提出了越来越高的要求。配网带电作业是确保供电可靠性的一种重要技术手段，并且在我国的供电公司获得了广发的应用。20世纪90年代末，随着社会对10kV供电可靠性要求的加大和我国改革开放后国外先进技术的引进，在我国经济发达的大城市率先采用了绝缘斗臂车、绝缘遮蔽和作业人员绝缘防护相配合的直接作业方法进行带电作业，使带电作业的安全性大大加强。这种作业方法也使带电作业的适用范围大幅度增加，采取绝缘包覆和人员绝缘防护后可以用手直接操作，因而几乎所有停电状态下进行的作业都可以带电进行。

带电作业的绝缘服主要起电气隔离的作用，但对作业人员的散热并没有考虑。夏季配网带电检修作业人员，除受太阳的辐射作用外，还受被加热的地面的周围物体放出的热辐射作用。我国南方地区夏季炎热多湿，太阳辐射强，平均气温28℃，极端气温38℃～41℃，相对湿度可达85%～98%。在高温条件下开展带电作业以下几个因素导致绝缘服出现强烈的热应激：（1）绝缘服的材料不透气，阻碍了人体热量的散失和汗液的蒸发散热；（2）在阳光辐射下会吸收大量的热量使衣内温度升高；（3）在绝缘斗内开展作业时，绝缘斗阻碍了空气对流散热。

在冶金、矿业、消防等行业经常会在高温热环境下开展作业，作业者处于高度热应激状态，从而影响工效和身体健康。例如，冶金作业人员为了防止高温的热伤害，常穿戴热防护服，由于人体产生的生理热量难以散失，高温条件下人体会承受明显的热应激。配网带电作业人员穿戴的绝缘服具有高热阻，不采取有效的降温措施，作业人员同样将承受明显的热应激。由于对配网带电作业高温条件下热应激认识不够，相应的防护与降温措施的研究也相对滞后，给检修作业人员和设备的安全留下了潜在的隐患。

本文结合人体热生理模型，分析了高温条件下人体的热量蓄积方式和配网带电作业人员的热应激反应。结合高温条件下人员的降温方式和作业人员的分工和服装属性，提出了配网带电作业的热防护方式。

1 人体热生理模型

在“人-服装-环境”这个系统中，这些因素对穿衣者的热感觉有很大的影响。

人是恒温动物，必须维持体温恒定才能正常工作和生存。当外界温度过高时，人体依靠自身的体温调节机能进行温度调节，若人体机能不能满足调温要求时，就需要采用人为的手段来稳定的体温。

人体与环境之间的热、湿交换大多数发生在皮肤表面，人体皮肤表面的温湿状况也反应了人体在高温条件下的热应激程度。人体与环境间的热交换通常采用热平衡公式表示为：

式中：M为代谢产热，W/m2；W为对外做功，W/m2；C为对流热交换，W/m2；R为辐射热交换，W/m2；E为蒸发散热，W/m2；S为热积，W/m2。当产热和散热平衡时，S为0。根据GB/T 18398-2001 《服装热阻测试方法：暖体假人法》在一般室内环境下，穿着1clo的服装静坐时，人体会保持舒适。此时，人体平均皮肤温度为33℃，新陈代谢率为58.15W/m2，体温维持正常水平。在通常情况下，散热的形式是辐射、传导和对流。

人体代谢产生受人体的饮食、肌肉活动水平、环境温度、季节和精神紧张因素的影响。饭后1～2h代谢率升高达到最大值，在摄入的食物全为蛋白质时额外增加的热量可达30%左右，因而在开展配网带电作业前要避免食用大量的高蛋白和高脂肪类的食物。人体处于20～30℃的环境中，代谢产热量比较稳定，而在35℃以上的高温环境中，因机体中酶的活性加强，代谢产热量略有增加，如（图1）所示。

在高气温、强辐射和高气湿为特点的高温环境中作业时，劳动者的辐射散热和对流散热发生困难，散热只能依靠蒸发来完成，而且蒸发散热也受到一定的阻碍。当带电作业人员穿戴绝缘防护服处于绝缘斗内时，这些散热方式都被抑制，另外黄色的绝缘服在阳光的辐射下吸收大量的热量使绝缘服内的温度升高。在这种条件下，带电作业人员主要通过出汗来排泄热量，由于蒸发散热受到抑制，作业人员的出汗量会显著增加，产生不同的热应激反应。

2 高温条件下配网作业人员的热应激反应

2.1 耗氧量、心率增加

在高温条件下，开展带电作业检修作业，作业人员劳动强度大并且精神高度紧张，作业人员的耗氧量会大幅增加。耗氧量的增加使体内营养物质的分解加速，产生大量的体热。人体主要通过增加心血输出量，增加由体核至皮肤表面的血流量，将体核热量传递至皮肤表面，再经过热辐射与对流方式将体热传递至外界环境中。由于人体心脏每次心血搏击量有限，只能靠增加单位时间心搏击次数增加心血输出量。因此，在热应力环境下配网带电作业人员的心率显著增加。

2.2 失水量增加

由于水的蒸发散热量很大，蒸发1kg汗液，可散热2.428×106J，所以在高温环境下，出汗是很重要的体温调节手段。但是带电作业穿戴的绝缘防护服阻碍了

汗液的蒸发，大量汗液积聚在绝缘服内阻碍了蒸发散热，导致大量的热积聚，出汗进一步增加。由于汗的主要成分为水以及一定量的无机盐和维生素，所以大量出汗对人体的水盐代谢以及微量元素和维生素代谢产生影响。当水分丧失达到体重的，而未能及时得到补充时，就可能出现无力、口渴、尿少、脉搏增快、体温升高、水盐平衡失调等症状，使工作效率降低。

表1所示为ISO7933--1989《热环境、利用要求的计算对热应力的分析测定和说明》规定的热应力环境下，人体最大的失水量。从表中数据可以看出。对于非热适应的作业者，若出汗量达到3250g，其生命将处于危险状态。同时，也可以看出，长期适应热环境的作业人群，其最大失水量远大于非热环境适应的人群。在夏季高温条件下，对于作业时间较长的作业项目，一方面要采取适当的降温措施，另外一方面要及时补充失水量，提高作业人员的作业效率、确保作业人员的生命健康。2.3 核心温度、皮肤温度升高

在高温环境下作业，体温往往有不同程度的增加，皮肤温度也可迅速升高，人体为维持正常体温，通过以下两种方式增强散热的作用：（1）在高温环境中，体表血管反射性扩张，皮肤血流量增加，皮肤温度增高，通过辐射和对流使皮肤的散热增加；（2）汗腺增加汗液分泌功能，通过汗液蒸发使人体散热增加。

人体正常的核心温度（以直肠温度表示）为37℃左右。核心温度升高1.5～2.0℃会产生疲惫、恶心、判断力下降等症状。例如，对于在高温环境中进行高强度作业的消防员来说，其直肠温度可能会达到40℃，会对配网带电作业人员的生命安全构成威胁。

2.4 对循环系统的影响

在高温条件下，由于大量出汗、血液浓缩，同时高温使血管扩张、末稍血液循环增加，加上劳动的需要，肌肉的血流量也增加，这些因素都可使心跳过速，而每搏心输出量减少，加重心脏负担，血压升高，头晕脑胀，因此，高温对心脑血管的机能有重要的影响，炎热的夏季，有高血压的作业人员应禁止开展带电作业。

2.5 对神经系统的影响

在高温和热辐射作用下，大脑皮层调节中枢的兴奋性增加，由于负诱导，使中枢神经系统运动功能受抑制，因而，肌肉工作能力、动作的准确性、协调性、反应速度及注意力均降低，易发生触电伤亡事故。

2.6 对工作效率的影响

国内外研究结果表明，热环境的水平会对作业者的劳动效率产生影响，影响的程度受劳动类型和紧张程度等因素控制。图给出了气温对工作效率与相对差错率的影响。随着气温升高作业者效率明显下降，出错率显著上升。在偏离热舒适区的环境下从事体力劳动，作业者的体力和耐力都会明显下降，脑力也会发生下