高压输电线路感应电研究

曹文勤，胡建伟，林炬，郝德智，闻枫，王瑜

(1.国网江苏省电力公司，江苏南京210096;2.江苏省辐射环境保护咨询中心，江苏南京210019; 3.国网吉林省电力有限公司，吉林长春130021;4.东南大学，江苏南京210096)

高压输电线路感应电研究

曹文勤1，胡建伟2，林炬2，郝德智3，闻枫4，王瑜4

(1.国网江苏省电力公司，江苏南京210096;2.江苏省辐射环境保护咨询中心，江苏南京210019; 3.国网吉林省电力有限公司，吉林长春130021;4.东南大学，江苏南京210096)

电网工程的快速发展满足了社会的用电需求，500kV超高压架空输电线路作用显著，随着公众环保意识的不断增强，高压输电线路感应电现象问题广受关注。建立500kV双回逆序线路模型来直观描述感应电现象，并且选择具有代表性的试验点进行感应电的实际测量，其中包括感应电压、稳态电击电流、暂态电击电流的测量。根据试验所得数据进行感应电现象与危害程度衡量，验证了不同的稳态电击电流值、暂态电击电流能量情况下所对应的不同生理反应，为高压输电线路下作业安全提供参考。

工频电场;人体电击;感应电

0 引言

高压输电线路下方存在着较强水平的工频电场，当人或动物接触电场中对地绝缘的导电体时，可能会产生有刺痛感的电流。随着电流量的增加，这种刺激可能从有感觉到因受电击而感到刺痛或烧伤，直到不能摆脱和呼吸困难，如果电流很强，会发生心室的振颤。电击按作用的时间不同，可分为暂态电击和稳态电击两种。暂态电击是指当人体接触电场中的导电体时，在接触瞬间因静电感应积聚在该物体或人体上的电荷以火花放电的形式通过人体向大地释放所造成的电击;稳态电击是指当人抓握电场中的导电体时，带电导体通过电容耦合产生流过人体的持续工频电流所造成的电击［1］。为了研究以上问题，本文建立500kV双回逆序线路模型来直观描述感应电现象，并进行实地试验获得感应电压、稳态电击电流、暂态电击电流的波形，最后根据试验所得数据进行感应电现象与危害程度衡量。

1 感应电模拟

为了直观描述感应电现象，使用ANSYS电磁仿真软件，建立二维500kV双回逆序线路模型，最低相线高度13m，得出工频电场在垂直线路的平面上分布。线路下方布置了一对地绝缘金属以及简易的人体模型，可以得到二者感应电压分别为4259V、411V。由于强电场作用，人体与金属物体由于自身电磁参数差异，各自感应出的电压存在电位差，人体在接触或靠近该金属时就可能遭受电击［2－4］。

2 感应电实测

2.1 感应电测试方案

高压输电线路下方感应电测试方案见图1。测试具体内容包括感应电压、稳态电击电流、暂态电击电流。为了使感应电现象更加明显，以及实现对地绝缘金属对人体的电击情况，人体赤脚站在金属板上，并且双手握住撑开雨伞的金属部分。

图1 感应电测试方案

试验测量均通过OWON EDS202C带宽200MHz，实时采样率2GS/s示波器观测记录。

2.2 感应电数据

使用上述方案测得的外界环境、电场强度、感应电压、稳态电击电流、暂态电击电流等分别为:

试验一:环境温度为36℃，湿度为42%，线下未畸变电场强度5.8kV/m，感应电压U350V，稳态电流Iman为47μA，暂态电击电流如图2(a);

试验二:环境温度为33℃，湿度为33%，线下未畸变电场强度5.2kV/m，感应电压U315V，稳态电流Iman为42μA，暂态电击电流如图2(b);

试验三:环境温度为34℃，湿度为29%，线下未畸变电场强度4.9kV/m，感应电压U334V，稳态电流Iman为35μA，暂态电击电流如图2(c)。

图2 感应电测试数据

3 感应电现象与危害程度衡量

在上述环境背景及试验条件下，测得稳态电流值以及暂态电击能量值与人体生理反应见图3。

图3 人体生理反应实测

出于安全考虑以及相关外场条件限制，当人体感受到刺痛与麻木时，测试点不再往线路最低弧垂处接近。相关研究指出，人体对感应电产生各种生理反映的阈值，暂态电击危害程度见表1［4］。

表1 人体对工频暂态电流产生生理反应的能量阈值mJ

4 结语

进行了实地试验，测量了500kV线路高压输电线路下方的感应电压、稳态电击电流、暂态电击电流，通过对试验所得数据的分析以及人体体感实测可知，输电线下感应电的大小与空气湿度、线下电场强度等因素有关，并得出不同感应电对人体产生危害程度，为高压输电线下作业安全问题提供参考。

［1］刘振亚.特高压电网［M］.北京:中国经济出版社，2005.

［2］胡白.超高压及特高压输电线路的电磁环境研究［D］.杭州:浙江大学，2010.

［3］李秀英.交流输电线下人体暂态电击模型和实验研究［D］.保定:华北电力大学，2013.

［4］胡毅.超/特高压交直流输电线路带电作业［M］.北京:中国电力出版社，2011.

Research of induction phenomenon of high voltage transmission line

The vigorous construction of power grid project in China has greatly met the power demand of society，and 500kV EHV transmission lines are developing rapidly in particular.Along with the continuous strengthening of public awareness of environmental protection，the induction phenomenon of high voltage transmission line attract a wide attention.Firstly，it set up the 500kV double reverse line intuitive model to describe the induction phenomenon，then select representative sites to take the actual measurement of faradism，including the induction voltage，steady shock current，transient shock current.Finally，induction phenomenon and harm degree are measured according to the test data，the different physiological response of various steady shock current and transient shock current energy is verified.

electric field;body electric shock;faradism

X591

B

1674－8069(2015)05－004－02

2015-03-20;

2015-05-12

曹文勤(1967-)，男，江苏兴化人，主要从事电网环保管理工作。E－mail:cwq_nj@126.com