[科普中国]-带电操作

电工设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修。带电作业是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。带电作业的内容可分为带电测试、带电检查和带电维修等几方面。带电作业的对象包括发电厂和变电所电工设备、架空输电线路、配电线路和配电设备。带电操作必须熟练掌握操作技术，正确使用规定的工具，掌握应急措施，保障自身安全。

带电作业方法随着电网的不断发展，带电作业目前已发展成为测试、检修、改造配电网的一个重要手段，能在保证电力系统运行安全与供电可靠的同时提高经济效益。

带电作业的重要性较停电检修作业而言，带电作业优势巨大，其重要性主要体现在以下几个方面：

一是带电作业能提高供电可靠性。在电能传输中实施带电作业是提高供电可靠性的一个主要保证。当电气设备发生故障时，为降低停电损失，务必要及时检修设备。如果选择停电检修，势必会影响供电可靠性，且停电会减少送电量，带来巨大损失；如果选择带电检修，就能确保连续不间断地把电能输送给用户，在避免损失的基础上提高供电可靠性。从日常维修到抢修事故，从整改到工程改造，带电作业在保障设备与电网运行中均发挥重要作用。

二是带电作业能提升检修的计划性。运行中的电气设备会受到人为因素、自然条件等的影响，时常发生缺陷、故障。如果电气设备发生严重故障、缺陷时频繁停电检修，就会对电力系统运行产生不利影响，且频繁倒换运行方式极易导致电网误操作与误调事故。如果选择带电作业检修，就能使电力系统运行方式保持不变，随时检修设备，确保电网安全运行，增强停电检修的计划性。

三是带电作业具备很强的经济性与安全性。带电作业是检修及改造正在运行的电气设备，能实现不间断用户供电，所以关键的联络线或重要负荷、一般用户都可考虑不架设双回路线，不仅能节约建设投资，还能简化设备，并大大方便电网运行维护工作，保证供电的经济性。同时，带电作业要求操作人员务必要通过严格训练，掌握带电作业的原理及基本知识，且所用工具务必要满足安全标准、能轻易操作，施工前务必要完善制定安全措施。

由此可知，相对于停电作业，带电作业能有效降低作业人员误入带电隔间、误登塔杆、误操作和反复停电、验电、挂接地线等导致的人身安全事故与设备故障等的发生率，安全性更强。

带电作业方法1、绝缘杆及绝缘手套作业法

国内推广带电作业的起步较早，但安全防护用具的选择不合理、作业方式有失规范，致使配电网作业事故多发，部分区域不得不停止带电作业。常用的带电作业方法主要有绝缘杆和绝缘手套两种。前者又指间接作业法，后者又指直接作业法，选择这两种作业法都需对操作人员活动范围内的带电体、接地体进行绝缘遮蔽。在电气设备密集、作业范围窄小的地方，为确保操作人员能有效隔离开相邻的接地体、带电体，需在恰当位置加装绝缘隔板，以限制人员活动范围。需要注意的是，带电作业中严禁操作人员穿戴屏蔽服、导电手套，且等电位作业法的使用中也不得将绝缘手套作业法与等电位法混淆。

2、中间电位作业法

在进行超高压输电线路作业过程中，带电作业的空间电场本身拥有一定的强度，再加上其作业的间隙较大，所以在进行操作时，操作人员需穿戴屏蔽服装后方可进入高电位，选择等电位法来进行维护处理，属于便捷而又高效的作业方式之一。但是因为带电作业环节的配电网本身的电压偏低，三相导线间的间距偏小，作业人员的作业范围不够广，极易触及不同电位的电气设备，因此操作人员穿戴屏蔽服直接与带电体接触的等电位法不适宜用在配电网的带电作业中。尽管在实施这种作业法时没有事故发生，但确实存在安全隐患，一旦发生带电体不完全遮盖甚至没有覆盖、操作人员动作过激等造成短路，或同时接触两相带电体，较大的短路电流就会将屏蔽服击穿，在使设备短路的同时引发人员伤亡事故，所以操作人员在带电作业环节不宜穿戴屏蔽服实施等电位作业，而应穿上绝缘服。不管是绝缘杆或绝缘手套作业法，操作人员穿戴的绝缘用具都能实现人体与周围物体保持安全距离，把人体电位变成悬浮电位，而非等电位、地电位。如果站在人体电位的角度来划分，该作业法就是中间电位法。

3、绝缘斗臂车作业法

近几年，各地纷纷选择绝缘斗臂车来开展带电作业，绝缘斗臂车作业法具备升空便利、作业范围大、电气绝缘性能好、机动性强、机械强度高等优点。其中，绝缘臂由玻璃纤维增强型环氧树脂材料绕制成矩形或圆柱形截面结构，拥有良好的电气绝缘性能、较强的憎水性和较高的机械强度，且质量很轻，能在带电作业中使操作人员获得绝缘防护；而对于绝缘斗，有双层斗也有单层斗，内斗层由聚四氟乙烯材料制作而成，外斗层通常由环氧玻璃钢制作而成。因为绝缘斗本身拥有较高的电气绝缘强度，因此能与绝缘臂一起实现对地面的纵向绝缘防护，保证整车泄漏电流小于500mA，且作业时即使绝缘斗与两相导线同时接触，也能避免发生沿面闪络。在带电作业中，绝缘遮蔽工具、人身安全防护用具均能发挥关键作用。

国际电工委员会（简称IEC）标准明确规定使用2级绝缘防护用具的最高电压可达17KV；国内电力行业标准在综合考虑安全裕度的基础上，结合电压等级及中性点接地等，明确规定使用2级绝缘防护用具的电压最高不超过10kv。基于这些具体的使用规定，就可对绝缘防护用具的实用技术加以掌握，并且开展相应试验。近几年来，国内也颁布了相应的专业技术标准和具体的使用导则，明确规定了绝缘安全防护用具具体的使用方法和使用的步骤。1

高压线路带电作业技术的若干问题及对策高压输电工程带电作业危险分析高压线路带电作业使得工作人员可能面临多重风险，具体体现在以下方面：电流对人体的威胁，带电作业中，高压线路中的稳态电击所出现的电流很容易对操作人员构成安全威胁，例如：当操作人员位于低电位，同绝缘导体碰触时，导线将释放一定量的电流，可能导致人体受伤。交流送电线路实际运转中必然出现工频电场，当电压升高时电场强度也将上升，后者会随着前者的浮动而发生动态变化，操作人员身在其中安全难保。同时，高压线路带电作业中会产生一定的静电感应，静电感应同样会让人体感到不适，也是一大主要危险因素。

高压线路带电作业关键技术参数高压线路带电作业关键技术参数包含以下三个：最小安全距离、最小组合间隙以及绝缘工具最小有效绝缘长度。高压线路电压较高，塔杆也较高，加上塔头的尺寸较大，导致导线的分裂数较多，除此之外，其走廊的海拔所覆盖的区域较广，这些因素都增大了高压线路带电作业关键技术参数的确定难度，在实际操作中，要确定关键技术参数，必须根据线路杆塔的实际结构、带电作业的具体位置以及系统参数等进行综合分析，并反复进行严格的试验，运用多种方法进行研究，主要包括：计算带电作业的实际线路的最大操作电压：对典型作业环境和特殊情况反复进行带电作业间隙放电试验；对危险率进行测算，并根据具体海拔确定参数。 带电作业间隙根据系统的最大电压确定，而不是根据线路及系统的结构，这种方式能够充分保证操作可行性和安全性，使高压线路带电作业顺利实施，同时能够降低成本，实现经济效益最大化。 高压线路带电作业间隙实验的根本目的是获取不同不同工作环境下的间隙系数，并据此确定放电特性曲线，典型的作业工况分为地电位工况、中间电位工况以及等电位工况等几种，不同工况的操作过程中实施的冲击电压要根据不同的电极结构进行变化，进而获取不同的间隙系数和放电特性。

根据高压线路带电作业危险率水平，可以确定其关键技术参数，并最终确定带电作业最小安全距离和最小组合间隙以及绝缘工具最有效绝缘长度。在进行工况实验时，要通过“等电位人-下层横担”和“导线-人-下层横担”等实验来获取放电特性曲线，对实验结果进行计算，确定带电作业的最小间隙参数，并给出最优路径。 一些电压比较高的高压线路，带电作业人员进出等电位的难度就会增加，间隙试验的过程要紧密联系实际施工状况进行，在对间隙不足时要加设相应的保护间隙，并根据绝缘去设置间隙值。

高压线路带电作业机械用具及其应用目前我国对高压线路带电作业机械设备进行了深入持续的研究，相应的绝缘工器具已经研制成功，对于金属卡具的研究也取得了一定的进展，根据超高压线路工程绝缘子串型的特点，对金属卡具的结构进行了优化改良，制作出了多种形式的钛合金卡具，配有带液压传动装置的紧线工具，并有效减轻了设备的重量。高压线路带电作业机械器具的研制要满足以下需求：绝缘性能达标、机械强度较高、重量轻、使用便捷。 电气性能要根据实际线路工程的具体情况来进行设计，要满足大荷载的机械性能要求，绝缘拉杆要由多节组成，以满足不同长度的作业需求。

现阶段，已经研发出的高压线路带电作业低碳技术机械用具仍然难以满足高海拔地区的作业要求，因此，要对超高压作业的关键技术进行进一步的探究，在带电作业材料及机械工具方面，要加强对柔性绝缘材料、软性绝缘吊拉机械用具以及点位工作人员在作业过程中常用的轻型化和机械化装置等的进一步研究，对于长绝缘子要加强对智能化长串绝缘子检测用具的研究。

加强高压线路带电作业的安全防护措施高压线路带电作业人员必须提前做好安全防护工作，采取一切必备的安全保护措施，例如：按规定穿屏蔽服，其主要材质为：金属纤维、棉纤维，经纬线横竖交错而成，对外部电流有屏蔽作用，能够妥善保护屏蔽服内部人体不受电流袭击，实际选配屏蔽服时要第一关注其屏蔽效率，要科学检测其屏蔽效率，具体可以参照屏蔽前后接收极的电压比值数据。 同时，也可以采用静电防护服，一般是操作人员在塔上低电位操作或者地面巡查时来防护。

1、强电场的防护

可以通过穿戴屏蔽服来保护操作人员，屏蔽服具体的参数与标准如下：能够防护不大于 500kV电压等级的线路，屏蔽效率不小于 40dB，可以有效屏蔽将近 99%的外部场强，从整体上来看，屏蔽服最远端点之间的电阻值不小于 20Ω，带电操作过程中，屏蔽服内部的人体的体表场强不大于 15kV/m，而且屏蔽服局部温度不应超出 50℃。同时，屏蔽服需要有一定的阻燃性，抗腐蚀、抗汗水等特性，屏蔽服内部要形成稳定的电气联通。

2、对电流的防护

操作人员等电位工作中可能同带电体之间形成电位差，这个电位差大小同外部电压值有着密切关系，这就意味着电工同带电设备靠近时，可能出现大量的火花，形成脉冲电流，操作电工可能遭受电流的侵扰，为了确保其安全，实际电位转移过程中，可以穿屏蔽服来保护人体，隔断电流的袭击，在此基础上对不受屏蔽服保护的人体，例如：面部、脖颈等同带电体之间的距离做出安全规定。

3、静电感应的安全防护

电压等级小于 500kV的线路， 实际带电操作中会产生静电感应，从而引发电击，例如：操作电工带电操作中与带电导线距离过小，出现大量的人体感应电荷，从而导致静电感应威胁。同时，地面工作人员接触来自于电力系统的金属部件时也可能发生静电感应，影响作业人员安全。 对此可以采取科学的保护性对策：带电操作人员需要身着全密封的屏蔽服，而且要确保其内部连接点紧密接触，需要登上杆塔时不能穿绝缘鞋。2

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学