高壓工頻電場(chǎng)對(duì)人體的影響及防護(hù)
介紹了工頻電場(chǎng)對(duì)人體的影響,分析了高壓工頻電場(chǎng)中人體靜電感應(yīng)的產(chǎn)生及人體引起的一些感知現(xiàn)象,收集了相關(guān)家高壓交流工頻電場(chǎng)對(duì)人體生態(tài)影響的研究情況,提出了帶電作業(yè)時(shí)減少人體靜電感應(yīng)的防護(hù)措施?!娟P(guān)鍵詞】工頻電場(chǎng);靜電感應(yīng);現(xiàn)場(chǎng)工作;防護(hù)對(duì)策1人體靜電感應(yīng)眾所周知,如果用絕緣工具將金屬導(dǎo)體送入電場(chǎng)中,導(dǎo)體中的自由電子會(huì)受到電場(chǎng)的作用,電子會(huì)沿電場(chǎng)的反方向定向運(yùn)動(dòng),從而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生正負(fù)電荷。這種電荷被外電場(chǎng)重新分配,導(dǎo)體上出現(xiàn)一個(gè)電勢(shì),通常稱為浮動(dòng)電勢(shì)。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。它的電勢(shì)與導(dǎo)體的位置有關(guān)。離帶電導(dǎo)體越近,導(dǎo)體上的浮動(dòng)電位越高,越低。與金屬相比,人體是電阻較高的導(dǎo)體。人體的電阻一般在800 ~ 1000。由于操作者用絕緣膠鞋爬塔或用絕緣工具接近帶電導(dǎo)體,人體與地電位是分離的,所以電場(chǎng)中的人體會(huì)有一定的感應(yīng)電位。因?yàn)槿嗽谳d流導(dǎo)體附近工作,所以也含有電磁場(chǎng)的電磁效應(yīng)成分,但主要作用是電場(chǎng)。同樣,人體電位的高低與電場(chǎng)中人的位置有關(guān),與體表接收到的電線數(shù)量有關(guān),即電荷量??拷鼛щ婓w時(shí),浮動(dòng)電位較高。從另一個(gè)角度看,當(dāng)操作者進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電體與大地之間的電容交聯(lián)耦合形成了阻容回路。電容與人體大小和人在電場(chǎng)中的位置有關(guān)。身高1.7m左右的工人穿絕緣鞋時(shí),對(duì)地電容一般為50 ~ 300 F,穿屏蔽服,在220kV導(dǎo)線等電位條件下離地8 ~ 10 m時(shí),對(duì)地電容約為,由于電容是儲(chǔ)能元件,當(dāng)操作者借助絕緣工具進(jìn)入電場(chǎng)時(shí), 只要他離開(kāi)塔,人體上就會(huì)出現(xiàn)高于地電位的感應(yīng)電壓,塔上的其他操作人員也不會(huì)與他直接接觸,否則兩人會(huì)同時(shí)遭受電擊,造成意外的電氣事故。 這主要是由于人體離開(kāi)地球后,人體對(duì)接地體中的人放電的感應(yīng)電壓很高。桿塔上人員的感應(yīng)電壓不僅取決于與帶電體的距離,還取決于人體對(duì)地的絕緣電阻。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,當(dāng)操作人員距離220千伏線路桿塔水平的中間導(dǎo)體1.6米時(shí),感應(yīng)電壓高達(dá)800 ~ 1700伏。工作人員很擔(dān)心,擔(dān)心人體感應(yīng)電壓會(huì)在操作時(shí)沒(méi)有做好心理準(zhǔn)備的情況下,瞬間將接地體從身體的某個(gè)裸露部位放電。這種放電的特點(diǎn)是:放電電壓高,放電能量小,一般從微庫(kù)侖到毫庫(kù)侖。當(dāng)間隙空氣自由分解時(shí),形成集中放電路徑,能量迅速釋放。這種脈沖瞬態(tài)電流非常高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類1mA的感知水平,因此會(huì)使肌肉產(chǎn)生針刺般的感覺(jué),甚至無(wú)法忍受的麻木,引起精神緊張和膽怯。由于操作人員為了到達(dá)工作現(xiàn)場(chǎng),在爬塔的過(guò)程中沒(méi)有任何保護(hù)措施,所以無(wú)論塔設(shè)備有多高,用雙手雙腳牢牢攀爬部件是唯一的人身安全措施。當(dāng)人體上的感應(yīng)電壓通過(guò)手或手腕的外露部分對(duì)接地體放電時(shí),手往往會(huì)在沒(méi)有做好心理準(zhǔn)備的情況下突然離開(kāi)桿塔部件,可能會(huì)造成高空墜落的意外人身事故。2高壓工頻電場(chǎng)引起的其他感知現(xiàn)象 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
尤其是等電位操作人員對(duì)110千伏以上的超高壓輸變電設(shè)備進(jìn)行等電位操作時(shí),這些現(xiàn)象尤為突出。2.1風(fēng)吹等電位作業(yè)時(shí),等電位人員臉上總有明顯的微風(fēng)吹過(guò)的感覺(jué),這主要是人體表面的電荷在電場(chǎng)力作用下工作的表現(xiàn)。由于交流電場(chǎng)的趨膚效應(yīng),大部分電荷分布在導(dǎo)體表面,尖端是電荷集中的地方,所以尖端的電場(chǎng)強(qiáng)度也是較強(qiáng)的,會(huì)引起附近空氣分子的電離,尖端電荷的相反離子會(huì)跑到尖端,而相同的離子會(huì)離開(kāi)尖端,從而形成氣流,通常稱為電風(fēng)。等電位工進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),電場(chǎng)會(huì)發(fā)生畸變,電力線移位后等電位工頭腳單位面積的電力線數(shù)量會(huì)增加,也就是說(shuō)電場(chǎng)變形會(huì)變得更加嚴(yán)重。因?yàn)槿说哪樖菦](méi)有遮擋的裸露部分,鼻子是尖的,電荷密度高,電場(chǎng)強(qiáng),所以風(fēng)吹的感覺(jué)更明顯。2.2蛛網(wǎng)感在高壓強(qiáng)電場(chǎng)中,由于人的面部沒(méi)有屏蔽措施,往往會(huì)出現(xiàn)另一種特殊的蛛網(wǎng)感的感覺(jué)。這種現(xiàn)象讓工人非常惱火,就像人們爬山、在樹(shù)林里游泳時(shí)蜘蛛網(wǎng)粘在臉上的感覺(jué)一樣。這種現(xiàn)象仍然是高壓電場(chǎng)尖端效應(yīng)的結(jié)果。面神經(jīng)在密集游動(dòng)電荷的作用下產(chǎn)生這種特殊的感覺(jué),實(shí)踐證明不僅與電場(chǎng)有關(guān),還與氣象閾值有關(guān),尤其是在夏季高溫季節(jié)等電位工作者出汗較多時(shí)。2.3蜂音感等電位操作人員在超高壓輸變電設(shè)備上進(jìn)行等電位操作時(shí),身邊經(jīng)常會(huì)有蜂音,特別是在500千伏線路上工作時(shí),這種蜂音特別突出,也很煩操作人員。有些人討厭這種噪音,摘下頭上的屏蔽帽進(jìn)行操作,這是不允許的,因?yàn)闆](méi)有屏蔽帽的操作會(huì)增加人體表面的局部場(chǎng)強(qiáng),增加體電流,對(duì)操作者不利。分析認(rèn)為,這種聲音的出現(xiàn)主要來(lái)源于工頻交流電場(chǎng)作用在屏蔽服上的周期性變化引起的機(jī)械振動(dòng),其聲音和頻率就像干式變壓器通電后發(fā)出的嗡嗡聲。3高壓交流工頻電場(chǎng)對(duì)人體的影響低于240 kV/m的電場(chǎng)強(qiáng)度,雖然不會(huì)引起人的不良感受,但對(duì)人體有什么不好的影響嗎?特別是長(zhǎng)時(shí)間在強(qiáng)電場(chǎng)下工作的工人是否有影響力,是內(nèi)外很多人的研究課題,尤其是帶電作業(yè)的工人,更是一個(gè)重要的課題。際上對(duì)此有過(guò)爭(zhēng)論。美約翰霍普金斯醫(yī)科大學(xué)
學(xué)對(duì)11名帶電作業(yè)人員進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)9年的跟蹤體檢,結(jié)論是對(duì)人體無(wú)影響;德、法曾在20kV/m的場(chǎng)強(qiáng)下對(duì)人體和動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)生理學(xué)生物化學(xué)的變化;瑞典關(guān)于心理學(xué)影響的研究,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的變化。原蘇聯(lián)70年代曾在際大電網(wǎng)會(huì)議上提出高壓電場(chǎng)對(duì)人體有影響;80年代初,際大電網(wǎng)會(huì)議通報(bào)明確,高壓線路走廊下的電場(chǎng)不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響。 帶電作業(yè)在我興起至今已有50多年,從事帶電作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)工人經(jīng)過(guò)幾代人在超高壓設(shè)備上進(jìn)行幾百萬(wàn)次的帶電操作還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由于在高壓電場(chǎng)中作業(yè)產(chǎn)生的不良影響。我的研究中進(jìn)行的跟蹤體檢,作業(yè)時(shí)心電遙測(cè),結(jié)論是無(wú)影響,主要是有防護(hù)措施。因此,只要防護(hù)措施得當(dāng),電場(chǎng)不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響。 4帶電作業(yè)防護(hù)措施 (1)對(duì)于220kV線路桿塔及變電所構(gòu)架上進(jìn)行間接作業(yè)時(shí)(人處于大地電位作業(yè)包括桿塔緊螺絲工作)應(yīng)穿導(dǎo)電鞋,將電場(chǎng)引起的人體電流(暫態(tài)及穩(wěn)態(tài))限制在1mA以下。 (2)在超高壓輸變電設(shè)備上進(jìn)行等電位作業(yè)及采用中間電位法的作業(yè)必須穿合格的全套屏蔽服,并注意各部連接可*,作業(yè)中不允許脫開(kāi)。 (3)攀登500kV桿塔構(gòu)架時(shí),人體的靜電感應(yīng)是很強(qiáng)的,為防止人體受電場(chǎng)及電磁波的影響,一定要穿全套屏蔽服作業(yè)。較好穿用A型或B型屏蔽服,使人的體表場(chǎng)強(qiáng)限制在15kV/m以下,流經(jīng)人體的電流不大于50μA。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#熱點(diǎn)關(guān)注
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