輸電線路停電檢修時接地線掛接安全要求

輸電線路檢修時線路工人在作業過程中的安全早已引起電力部門的重視。隻有在停電線路上掛好接地線後才認為該線路無來電可能而可以安全作業的觀念亦早已在線路工人中建立，然而在停電的輸電線路上實際作業中如果不正確使用現場個人安全接地線仍然會導致嚴重的觸電。最近美國開墾局和西部電力局聯合進行現場驗證試驗的結果，指出接地線的布局直接影響工作人員所受的接觸電壓。現將他們的試驗情況扼要介紹如下，以從中吸取經驗，正確指導現場工作人員貫徹安全保護措施。
　　1測試的線路情況
　　(1)美國亞利桑那州卡易它側的卡易它—新墨西哥州的彐浦洛克變電站的一條230kV線路，測試點離彐浦洛克變電站60km。塔頂上的兩根架空地線直接與塔體電氣聯接。測試點處的塔基接地電阻為6.6Ω。工作人員用的個人保護接地線為6m長的2/0AWG(相當於截麵為63.62mm2)銅軟膠線按測試要求掛接在杆塔導線上。
　　(2)內華達州波爾達市附近的梅特—柏金斯的一條500kV線路，測試點離梅特變電站2km。塔頂上的二根架空地線與塔體絕緣，設計成當發生線對地故障時會對塔閃絡。測試點處的塔基接地電阻為8.1Ω。工作人員用的個人保護接地線為二根並聯的8m長的2/0AWG銅軟絞線按測試要求掛接在杆塔導線上。

　　2．4種現場測試布局在單相、三相或相鄰塔上接地等不同布局下，當線路一旦發生故障時，分別對杆塔上或地麵上的工作人員的安全效果做了現場測試。具體分為以下4種測試布局：
　　(1)在工作杆塔兩側的相鄰杆塔的導線上接地，而工作杆塔的導線上不接地；
　　(2)在工作杆塔兩側的相鄰杆塔的導線上接地，且在工作杆塔的工作相的導線上接地；
　　(3)隻在工作杆塔的工作相的導線上接地；
　　(4)在工作杆塔的三相導線上接地；

　　3測試內容
　　(1)個人保護接地線上流過的單相或三相故障電流值Ia(Ib，Ic)；
　　(2)架空地線上流過的故障電流值Iogw1，Iogw2(Iogw1=Iogw2)；
　　(3)塔腳流過的故障電流值If(If1=If2=If3=If4)；
　　(4)已接地相導線和杆塔鐵構架間接觸電壓V1，V2，V3；
　　(5)工作人員工作的杆塔塔腳與地麵間的接觸和轉移的接觸電壓值Vt1，Vt2，Vt3；
　　(6)工作相鄰杆塔的塔腳與地麵間的接觸和轉移的接觸電壓值Vt11，Vt12，Vt13，Vt23。

　　4測試結果附注：
　　①在線路（2）試驗中，單相故障電流及引發的接觸電壓和轉移接觸電壓存在僅此/6周，故障電流斷開過程中所存在的電壓和電流在三相電流過零跳閘時在工作地點產生零序電流，故工作地點最終記錄的電流和電壓為峰值（表中帶P的數值）。
　　②卡易它－彐浦洛克線試驗時做了單相送電的試驗。梅特至柏金斯線做了三相送電的試驗。

　　5測試結果值得注意的問題
　　5.1從卡易它－彐浦洛克線的測試中可注意到的問題
　　(1)雖然接觸電壓或轉移接觸電壓的值隨當地土壤電阻率不同而有所不同，但一般的上限值也不會超過幾百伏。試驗中不論在工作杆塔還是兩側杆塔，塔腳對地的接觸電壓或轉移接觸電壓都很高，其值達到500～1250V，說明是很危險而必須采取措施的。
　　(2)當采用布局(2)、(3)抑或布局(4)方式接地，這時的導線對杆塔的接觸電壓為0.33～4.5V，說明這樣的接地線布置是能保護工作人員安全的。
　　(3)采用隻在工作杆塔兩側接地時，雖然這個試驗中表明工作杆塔上工作相導線對接地的塔體間的接觸電壓為35V，但比其它幾種方案的值大了一個數量級，很可能在較大係統中當故障電流較大時會超過允許的75V，因此不能認為是恰當的安全措施。
　　(4)不論是從工作杆塔導線上工作相接地還是三相同時接地都顯示故障電流通過架空地線分流了一部份至相鄰杆塔，減少了流經工作杆塔塔腳的量，使接觸電壓降低了。

　　5.2從梅特—柏金斯線的測試中可注意到的問題
　　(1)當隻在工作杆塔工作相導線上接地時，塔基對地間的接觸電壓和轉移接觸電壓值都很高，甚至高達7380V，因此不是恰當的安全措施。
　　(2)在工作杆塔導線上三相接地時，塔基對地間的接觸電壓和轉移接觸電壓值保持在幾百伏的值，三相故障電流基本上抵消僅剩極小的零序電流。而當近乎60Hz的1/6周故障切斷時，即約0.003s內工作人員會受到高達17.1kV峰值的接觸電壓和轉移接觸電壓。根據美國ANSI/IEEE標準第80號的規定，通電流的時間對50Hz或60Hz電流來說是以0.03～3.0s考慮的，因此即使當時峰值電壓較高，由於脈衝時間極短，隻會引起工作人員有麻電的感覺。
　　(3)測得的導線對杆塔間的接觸電壓分別為43.5V或52.1V。這個值大約為個人保護接地線上電阻性電壓降(14.1V或17.3V)的3倍，這是由於實際上在個人保護接地線與人體構成的接地回路間還存在磁耦合，其等效回路如圖3所示，計算結果基本與實測結果相符，說明個人保護接地回路是一個阻抗回路而不是單純的電阻回路。圖3個人保護接地等效回路原理圖

　　6試驗結果對現場線路作業安全的提示
　　(1)不能忽視地麵工作人員的安全。在萬一發生故障時，塔基與地間(包括與塔體連接作接地的工具設備)的接觸電壓和轉移接觸電壓是很高且危險的。因此必須規定未經同意進入工作區的人員應遠離杆塔，或與杆塔接地連接的設備至少在3m以外。對配合作業的工作人員如可能接近或接觸杆塔或與杆塔接地連接的設備時必須站在絕緣墊上。由於從架空地線會分流故障電流至其它杆塔，從上述500kV線路的測試中可以看出，甚至在接觸近十檔以外的杆塔時可能也會有危險。因此也不能忽視在鄰近杆塔下地麵工作人員的安全。
　　(2)雖然在工作杆塔的兩側杆塔導線上接地同時在工作杆塔上工作相接地是最安全的，但從隻在工作杆塔上工作相接地或是三相都接地，對工作人員在杆塔上作業時都可有安全的保障，為在保證安全下提高工作效率，實際采用在工作杆塔上三相都接地是較為實際和適當的，應該教育工作人員執行這樣的措施。在這個基礎上，允許工作人員在必要時采用隻在工作杆塔的工作相接地，但必須規定在這樣的條件下未接地的另二相應視作帶電線路。
　　(3)必須告誡工作人員在工作過程中應盡量讓導線上的接地線盡量靠近自己的作業接觸點，以減低萬一發生故障時由於阻抗而增加的電壓。