高压工频电场对人体的影响及防护

介绍了工频电场对人体的影响，分析了高压工频电场中人体静电感应的产生及人体引起的一些感知现象，收集了相关家高压交流工频电场对人体生态影响的研究情况，提出了带电作业时减少人体静电感应的防护措施。【关键词】工频电场；静电感应；现场工作；防护对策1人体静电感应众所周知，如果用绝缘工具将金属导体送入电场中，导体中的自由电子会受到电场的作用，电子会沿电场的反方向定向运动，从而在导体两端产生正负电荷。这种电荷被外电场重新分配，导体上出现一个电势，通常称为浮动电势。这种现象叫做静电感应。它的电势与导体的位置有关。离带电导体越近，导体上的浮动电位越高，越低。与金属相比，人体是电阻较高的导体。人体的电阻一般在800 ~ 1000。由于操作者用绝缘胶鞋爬塔或用绝缘工具接近带电导体，人体与地电位是分离的，所以电场中的人体会有一定的感应电位。因为人在载流导体附近工作，所以也含有电磁场的电磁效应成分，但主要作用是电场。同样，人体电位的高低与电场中人的位置有关，与体表接收到的电线数量有关，即电荷量。靠近带电体时，浮动电位较高。从另一个角度看，当操作者进入电场时，带电体与大地之间的电容交联耦合形成了阻容回路。电容与人体大小和人在电场中的位置有关。身高1.7m左右的工人穿绝缘鞋时，对地电容一般为50 ~ 300 F，穿屏蔽服，在220kV导线等电位条件下离地8 ~ 10 m时，对地电容约为，由于电容是储能元件，当操作者借助绝缘工具进入电场时， 只要他离开塔，人体上就会出现高于地电位的感应电压，塔上的其他操作人员也不会与他直接接触，否则两人会同时遭受电击，造成意外的电气事故。 这主要是由于人体离开地球后，人体对接地体中的人放电的感应电压很高。杆塔上人员的感应电压不仅取决于与带电体的距离，还取决于人体对地的绝缘电阻。根据相关数据和实际现场测量，当操作人员距离220千伏线路杆塔水平的中间导体1.6米时，感应电压高达800 ~ 1700伏。工作人员很担心，担心人体感应电压会在操作时没有做好心理准备的情况下，瞬间将接地体从身体的某个裸露部位放电。这种放电的特点是：放电电压高，放电能量小，一般从微库仑到毫库仑。当间隙空气自由分解时，形成集中放电路径，能量迅速释放。这种脉冲瞬态电流非常高，远远超过人类1mA的感知水平，因此会使肌肉产生针刺般的感觉，甚至无法忍受的麻木，引起精神紧张和胆怯。由于操作人员为了到达工作现场，在爬塔的过程中没有任何保护措施，所以无论塔设备有多高，用双手双脚牢牢攀爬部件是唯一的人身安全措施。当人体上的感应电压通过手或手腕的外露部分对接地体放电时，手往往会在没有做好心理准备的情况下突然离开杆塔部件，可能会造成高空坠落的意外人身事故。2高压工频电场引起的其他感知现象 #p#分页标题#e#

尤其是等电位操作人员对110千伏以上的超高压输变电设备进行等电位操作时，这些现象尤为突出。2.1风吹等电位作业时，等电位人员脸上总有明显的微风吹过的感觉，这主要是人体表面的电荷在电场力作用下工作的表现。由于交流电场的趋肤效应，大部分电荷分布在导体表面，尖端是电荷集中的地方，所以尖端的电场强度也是较强的，会引起附近空气分子的电离，尖端电荷的相反离子会跑到尖端，而相同的离子会离开尖端，从而形成气流，通常称为电风。等电位工进入电场时，电场会发生畸变，电力线移位后等电位工头脚单位面积的电力线数量会增加，也就是说电场变形会变得更加严重。因为人的脸是没有遮挡的裸露部分，鼻子是尖的，电荷密度高，电场强，所以风吹的感觉更明显。2.2蛛网感在高压强电场中，由于人的面部没有屏蔽措施，往往会出现另一种特殊的蛛网感的感觉。这种现象让工人非常恼火，就像人们爬山、在树林里游泳时蜘蛛网粘在脸上的感觉一样。这种现象仍然是高压电场尖端效应的结果。面神经在密集游动电荷的作用下产生这种特殊的感觉，实践证明不仅与电场有关，还与气象阈值有关，尤其是在夏季高温季节等电位工作者出汗较多时。2.3蜂音感等电位操作人员在超高压输变电设备上进行等电位操作时，身边经常会有蜂音，特别是在500千伏线路上工作时，这种蜂音特别突出，也很烦操作人员。有些人讨厌这种噪音，摘下头上的屏蔽帽进行操作，这是不允许的，因为没有屏蔽帽的操作会增加人体表面的局部场强，增加体电流，对操作者不利。分析认为，这种声音的出现主要来源于工频交流电场作用在屏蔽服上的周期性变化引起的机械振动，其声音和频率就像干式变压器通电后发出的嗡嗡声。3高压交流工频电场对人体的影响低于240 kV/m的电场强度，虽然不会引起人的不良感受，但对人体有什么不好的影响吗？特别是长时间在强电场下工作的工人是否有影响力，是内外很多人的研究课题，尤其是带电作业的工人，更是一个重要的课题。际上对此有过争论。美约翰霍普金斯医科大学

学对11名带电作业人员进行长达9年的跟踪体检，结论是对人体无影响；德、法曾在20kV/m的场强下对人体和动物进行试验，没有发现生理学生物化学的变化；瑞典关于心理学影响的研究，也没有发现明显的变化。原苏联70年代曾在际大电网会议上提出高压电场对人体有影响；80年代初，际大电网会议通报明确，高压线路走廊下的电场不会对人体产生影响。 带电作业在我兴起至今已有50多年，从事带电作业的现场工人经过几代人在超高压设备上进行几百万次的带电操作还没有发现由于在高压电场中作业产生的不良影响。我的研究中进行的跟踪体检，作业时心电遥测，结论是无影响，主要是有防护措施。因此，只要防护措施得当，电场不会对人体产生影响。 4带电作业防护措施 (1)对于220kV线路杆塔及变电所构架上进行间接作业时(人处于大地电位作业包括杆塔紧螺丝工作)应穿导电鞋，将电场引起的人体电流(暂态及稳态)限制在1mA以下。 (2)在超高压输变电设备上进行等电位作业及采用中间电位法的作业必须穿合格的全套屏蔽服，并注意各部连接可*，作业中不允许脱开。 (3)攀登500kV杆塔构架时，人体的静电感应是很强的，为防止人体受电场及电磁波的影响，一定要穿全套屏蔽服作业。较好穿用A型或B型屏蔽服，使人的体表场强限制在15kV/m以下，流经人体的电流不大于50μA。#p#分页标题#e#