輸電線路檢修時線路工人在作業(yè)過程中的安全早已引起電力部門的重視。只有在停電線路上掛好接地線后才認為該線路無來電可能而可以安全作業(yè)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(yè)中如果不正確使用現(xiàn)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(lián)合進行現(xiàn)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?，F(xiàn)將他們的試驗情況扼要介紹如下，以從中吸取經(jīng)驗，正確指導現(xiàn)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(lián)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(相當于截面為63.62mm2)銅軟膠線按測試要求掛接在桿塔導線上。
(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(fā)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并聯(lián)的8m長的2/0AWG銅軟絞線按測試要求掛接在桿塔導線上。
2．4種現(xiàn)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(fā)生故障時，分別對桿塔上或地面上的工作人員的安全效果做了現(xiàn)場測試。具體分為以下4種測試布局：
(1)在工作桿塔兩側的相鄰桿塔的導線上接地，而工作桿塔的導線上不接地；
(2)在工作桿塔兩側的相鄰桿塔的導線上接地，且在工作桿塔的工作相的導線上接地；
(3)只在工作桿塔的工作相的導線上接地；
(4)在工作桿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)已接地相導線和桿塔鐵構架間接觸電壓V1，V2，V3；
(5)工作人員工作的桿塔塔腳與地面間的接觸和轉移的接觸電壓值Vt1，Vt2，Vt3；
(6)工作相鄰桿塔的塔腳與地面間的接觸和轉移的接觸電壓值Vt11，Vt12，Vt13，Vt23。
4測試結果附注：
?、僭诰€路（2）試驗中，單相故障電流及引發(fā)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(shù)值）。
?、诳ㄒ姿嫫致蹇司€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?shù)赝寥离娮杪什煌兴煌?，但一般的上限值也不會超過幾百伏。試驗中不論在工作桿塔還是兩側桿塔，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，這時的導線對桿塔的接觸電壓為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)采用只在工作桿塔兩側接地時，雖然這個試驗中表明工作桿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(shù)量級，很可能在較大系統(tǒng)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?shù)陌踩胧?BR> (4)不論是從工作桿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桿塔，減少了流經(jīng)工作桿塔塔腳的量，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)當只在工作桿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?shù)陌踩胧?BR> (2)在工作桿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(jù)美國ANSI/IEEE標準第80號的規(guī)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，由于脈沖時間極短，只會引起工作人員有麻電的感覺。
(3)測得的導線對桿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，這是由于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(xiàn)場線路作業(yè)安全的提示
(1)不能忽視地面工作人員的安全。在萬一發(fā)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(guī)定未經(jīng)同意進入工作區(qū)的人員應遠離桿塔，或與桿塔接地連接的設備至少在3m以外。對配合作業(yè)的工作人員如可能接近或接觸桿塔或與桿塔接地連接的設備時必須站在絕緣墊上。由于從架空地線會分流故障電流至其它桿塔，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桿塔時可能也會有危險。因此也不能忽視在鄰近桿塔下地面工作人員的安全。
(2)雖然在工作桿塔的兩側桿塔導線上接地同時在工作桿塔上工作相接地是最安全的，但從只在工作桿塔上工作相接地或是三相都接地，對工作人員在桿塔上作業(yè)時都可有安全的保障，為在保證安全下提高工作效率，實際采用在工作桿塔上三相都接地是較為實際和適當?shù)模瑧摻逃ぷ魅藛T執(zhí)行這樣的措施。在這個基礎上，允許工作人員在必要時采用只在工作桿塔的工作相接地，但必須規(guī)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(yè)接觸點，以減低萬一發(fā)生故障時由于阻抗而增加的電壓。
7建議
(1)正確執(zhí)行《安規(guī)》中有關架空線路停電作業(yè)時掛接地線的安全措施，重要的是要正確規(guī)定在輸電線路上停電作業(yè)時保護現(xiàn)場作業(yè)人員安全的安全措施，除了規(guī)定具體要求外，應該將類似的試驗和結果舉一反三地介紹給工作人員，讓他們了解規(guī)定的實際意義和作用，可以激發(fā)工作人員更自覺地去貫徹執(zhí)行。
(2)對輸電線路，特別是對有平行線路的輸電線路，是否要先在電源兩側接地然后讓工作人員再在現(xiàn)場接地應認真分析，避免引起感應電流在接地的回路中意外環(huán)流而最終導致不必要的負效果。
(3)對個人保護接地線絕對不能像個別電力部門那樣，單為方便工作人員攜帶和裝接，不按系統(tǒng)條件一律采用25mm2的截面。一般在輸電線路上應用的個人保護接地線截面不能小于50mm2，如經(jīng)計算后需要可選用一根或幾根并聯(lián)的70mm2的軟銅多股絞線，但單根面積不能太大以免增加操作時的困難。
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(lián)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(相當于截面為63.62mm2)銅軟膠線按測試要求掛接在桿塔導線上。
(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(fā)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并聯(lián)的8m長的2/0AWG銅軟絞線按測試要求掛接在桿塔導線上。
2．4種現(xiàn)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(fā)生故障時，分別對桿塔上或地面上的工作人員的安全效果做了現(xiàn)場測試。具體分為以下4種測試布局：
(1)在工作桿塔兩側的相鄰桿塔的導線上接地，而工作桿塔的導線上不接地；
(2)在工作桿塔兩側的相鄰桿塔的導線上接地，且在工作桿塔的工作相的導線上接地；
(3)只在工作桿塔的工作相的導線上接地；
(4)在工作桿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)已接地相導線和桿塔鐵構架間接觸電壓V1，V2，V3；
(5)工作人員工作的桿塔塔腳與地面間的接觸和轉移的接觸電壓值Vt1，Vt2，Vt3；
(6)工作相鄰桿塔的塔腳與地面間的接觸和轉移的接觸電壓值Vt11，Vt12，Vt13，Vt23。
4測試結果附注：
?、僭诰€路（2）試驗中，單相故障電流及引發(fā)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(shù)值）。
?、诳ㄒ姿嫫致蹇司€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?shù)赝寥离娮杪什煌兴煌?，但一般的上限值也不會超過幾百伏。試驗中不論在工作桿塔還是兩側桿塔，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，這時的導線對桿塔的接觸電壓為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)采用只在工作桿塔兩側接地時，雖然這個試驗中表明工作桿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(shù)量級，很可能在較大系統(tǒng)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?shù)陌踩胧?BR> (4)不論是從工作桿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桿塔，減少了流經(jīng)工作桿塔塔腳的量，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)當只在工作桿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?shù)陌踩胧?BR> (2)在工作桿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(jù)美國ANSI/IEEE標準第80號的規(guī)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，由于脈沖時間極短，只會引起工作人員有麻電的感覺。
(3)測得的導線對桿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，這是由于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(xiàn)場線路作業(yè)安全的提示
(1)不能忽視地面工作人員的安全。在萬一發(fā)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(guī)定未經(jīng)同意進入工作區(qū)的人員應遠離桿塔，或與桿塔接地連接的設備至少在3m以外。對配合作業(yè)的工作人員如可能接近或接觸桿塔或與桿塔接地連接的設備時必須站在絕緣墊上。由于從架空地線會分流故障電流至其它桿塔，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桿塔時可能也會有危險。因此也不能忽視在鄰近桿塔下地面工作人員的安全。
(2)雖然在工作桿塔的兩側桿塔導線上接地同時在工作桿塔上工作相接地是最安全的，但從只在工作桿塔上工作相接地或是三相都接地，對工作人員在桿塔上作業(yè)時都可有安全的保障，為在保證安全下提高工作效率，實際采用在工作桿塔上三相都接地是較為實際和適當?shù)模瑧摻逃ぷ魅藛T執(zhí)行這樣的措施。在這個基礎上，允許工作人員在必要時采用只在工作桿塔的工作相接地，但必須規(guī)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(yè)接觸點，以減低萬一發(fā)生故障時由于阻抗而增加的電壓。
7建議
(1)正確執(zhí)行《安規(guī)》中有關架空線路停電作業(yè)時掛接地線的安全措施，重要的是要正確規(guī)定在輸電線路上停電作業(yè)時保護現(xiàn)場作業(yè)人員安全的安全措施，除了規(guī)定具體要求外，應該將類似的試驗和結果舉一反三地介紹給工作人員，讓他們了解規(guī)定的實際意義和作用，可以激發(fā)工作人員更自覺地去貫徹執(zhí)行。
(2)對輸電線路，特別是對有平行線路的輸電線路，是否要先在電源兩側接地然后讓工作人員再在現(xiàn)場接地應認真分析，避免引起感應電流在接地的回路中意外環(huán)流而最終導致不必要的負效果。
(3)對個人保護接地線絕對不能像個別電力部門那樣，單為方便工作人員攜帶和裝接，不按系統(tǒng)條件一律采用25mm2的截面。一般在輸電線路上應用的個人保護接地線截面不能小于50mm2，如經(jīng)計算后需要可選用一根或幾根并聯(lián)的70mm2的軟銅多股絞線，但單根面積不能太大以免增加操作時的困難。