输电线路停电检修时挂接地线的实验过程

在输电线路的检测过程中，一定要重视线路工人在作业过程中的安全，必须引起电力部门的足够重视。本文介绍了输电线路停电检修时挂接地线的实验过程，通过具体的实践操作，来说明输电线路检测时的安全规程。

输电线路停电检修时挂接地线的实验过程

原文标题：输电线路停电检修时接地线挂接的安全要求

只有在停电线路上挂好接地线后，才认为该线路无来电可能，而可以安全作业的观念，一定要在线路工人中建立。

然而，在停电的输电线路上实际作业中如果不正确使用现场个人安全接地线仍然会导致严重的触电。最近，美国开垦局和西部电力局联合进行现场验证试验的结果，指出接地线的布局直接影响工作人员所受的接触电压。

1、测试的线路情况

(1) 美国亚利桑那州卡易它侧的卡易它—新墨西哥州的彐浦洛克变电站的一条230kV线路，测试点离彐浦洛克变电站60km。

塔顶上的两根架空地线直接与塔体电气联接。测试点处的塔基接地电阻为6.6Ω。工作人员用的个人保护接地线为6m长的2/0AWG(相当于截面为63.62mm2)铜软胶线按测试要求挂接在杆塔导线上。

(2) 内华达州波尔达市附近的梅特—柏金斯的一条500kV线路，测试点离梅特变电站2km。塔顶上的二根架空地线与塔体绝缘，设计成当发生线对地故障时会对塔闪络。测试点处的塔基接地电阻为8.1Ω。工作人员用的个人保护接地线为二根并联的8m长的2/0AWG铜软绞线按测试要求挂接在杆塔导线上。

2、4种现场测试布局

在单相、三相或相邻塔上接地等不同布局下，当线路一旦发生故障时，分别对杆塔上或地面上的工作人员的安全效果做了现场测试。具体分为以下4种测试布局：

(1) 在工作杆塔两侧的相邻杆塔的导线上接地，而工作杆塔的导线上不接地(见图1)；

(2) 在工作杆塔两侧的相邻杆塔的导线上接地，且在工作杆塔的工作相的导线上接地(见图1)；

(3) 只在工作杆塔的工作相的导线上接地(见图2)；

(4) 在工作杆塔的三相导线上接地(见图2)；

图2 现场测试布局(3)和(4)示意图

3、挂接地线的测试内容

(1) 个人保护接地线上流过的单相或三相故障电流值Ia(Ib，Ic)；

(2) 架空地线上流过的故障电流值Iogw1，Iogw2(Iogw1=Iogw2)；

(3) 塔脚流过的故障电流值If(If1=If2=If3=If4)；

(4) 已接地相导线和杆塔铁构架间接触电压V1，V2，V3；

(5) 工作人员工作的杆塔塔脚与地面间的接触和转移的接触电压值Vt1，Vt2，Vt3；

(6) 工作相邻杆塔的塔脚与地面间的接触和转移的接触电压值Vt11，Vt12，Vt13，Vt23。

4、模拟故障测试结果

模拟故障测试的结果见表1。

表1 模拟故障测试结果

附注：①在线路（2）试验中，单相故障电流及引发的接触电压和转移接触电压存在仅此/6周，故障电流断开过程中所存在的电压和电流在三相电流过零跳闸时在工作地点产生零序电流，故工作地点最终记录的电流和电压为峰值（表中带P的数值）。

②卡易它－彐浦洛克线试验时做了单相送电的试验。梅特至柏金斯线做了三相送电的试验。

5、测试结果中的注意问题 

5.1 从卡易它－彐浦洛克线的测试中可注意到的问题

(1) 虽然接触电压或转移接触电压的值随当地土壤电阻率不同而有所不同，但一般的上限值也不会超过几百伏。试验中不论在工作杆塔还是两侧杆塔，塔脚对地的接触电压或转移接触电压都很高，其值达到500～1250 V，说明是很危险而必须采取措施的。

(2) 当采用布局(2)、(3)抑或布局(4)方式接地，这时的导线对杆塔的接触电压为0.33 ～4.5 V，说明这样的接地线布置是能保护工作人员安全的。

(3) 采用只在工作杆塔两侧接地时，虽然这个试验中表明工作杆塔上工作相导线对接地的塔体间的接触电压为35 V，但比其它几种方案的值大了一个数量级，很可能在较大系统中当故障电流较大时会超过允许的75 V，因此不能认为是恰当的安全措施。

(4) 不论是从工作杆塔导线上工作相接地还是三相同时接地都显示故障电流通过架空地线分流了一部份至相邻杆塔，减少了流经工作杆塔塔脚的量，使接触电压降低了。

5.2 从梅特—柏金斯线的测试中可注意到的问题

(1) 当只在工作杆塔工作相导线上接地时，塔基对地间的接触电压和转移接触电压值都很高，甚至高达7380 V，因此不是恰当的安全措施。

(2) 在工作杆塔导线上三相接地时，塔基对地间的接触电压和转移接触电压值保持在几百伏的值，三相故障电流基本上抵消仅剩极小的零序电流。而当近乎60 Hz的1/6周故障切断时，即约0.003 s内工作人员会受到高达17.1 kV峰值的接触电压和转移接触电压。根据美国ANSI/IEEE标准第80号的规定，通电流的时间对50 Hz或60 Hz电流来说是以0.03～3.0 s考虑的。

因此，即使当时峰值电压较高，由于脉冲时间极短，只会引起工作人员有麻电的感觉。

(3) 测得的导线对杆塔间的接触电压分别为43.5 V或52.1 V。

这个值大约为个人保护接地线上电阻性电压降(14.1 V或17.3 V)的3倍，这是由于实际上在个人保护接地线与人体构成的接地回路间还存在磁耦合，其等效回路如图3所示，计算结果基本与实测结果相符，说明个人保护接地回路是一个阻抗回路而不是单纯的电阻回路。