电力施工吊车接地装置的设计

2016-03-13张国清

电力安全技术 2016年12期

关键词：跨步电压带电体接地装置

张国清

(国网宁夏电力公司石嘴山供电公司，宁夏石嘴山 753000)

电力施工吊车接地装置的设计

张国清

(国网宁夏电力公司石嘴山供电公司，宁夏石嘴山 753000)

针对电力施工吊车吊臂与邻近带电体不能保证安全距离容易造成带电体放电造成操作人员触电的情况，设计了一种使用灵活、结构简单，方便全新的电力施工吊车接地装置，并应用到35 kV及以下输电线路施工中。应用效果表明：电力施工吊车接地装置避免了电力施工人员人身触电事故的发生，提高了吊车作业的安全系数，具有一定的实用价值。

输电线路；电力施工；吊车；接地装置；触电

0 引言

随着国民经济的高速发展，电力施工吊车作业队伍和工程量不断扩大。电力施工吊车触电现象也随之频发，呈现较高频率。电力施工吊车触电事故很惨烈，但由于其造成的死伤数量少、影响面小，往往不被社会重视。电力施工吊车频繁从事电网线路检修、抢修、变电站技改、电力施工，作业分布点多面广、积少成多，其累计危害程度不亚于高危行业。因此，电力施工吊车触电事故必须引起高度重视，应采取相应的安全技术措施，确保电网线路检修、施工和抢修人员人身安全。

1 电力施工吊车触电事故原因分析

电力施工吊车触电事故原因主要有3种：吊车碰触带电体、吊车感应带电及跨步电压触电，如图1所示。

1.1 吊车触碰带电体

当吊车大臂触及带电架空线路或者变电站带电设备，或者电力施工吊车与邻近带电体最小安全距离不够时，由于吊车是金属材料，造成吊车车身整体带电，致使现场人员遭受电击，发生人员触电伤亡事故。

1.2 吊车感应带电

根据《电力安全工作规程(配电部分)》，电力施工吊车与邻近带电体的最小安全距离如表1所示。施工时，吊车与带电架空线路或者变电站带电

设备及相线的最小安全距离不够，吊车会产生静电感应，其感应电压很高，可超过10 kV。当不带电的人体接近感应带电的施工吊车会被电击；且受电击程度与静电能量有关，能量越大，受电击的程度越重。电击会使现场人员受伤或引起恐慌。甚至引发二次事故，如生产中断、人员摔倒等。

图1 电力施工吊车现场作业人身触电类型

表1 电力施工吊车与架空线路相线的最小安全距离

1.3 跨步电压触电

电力施工吊车的大臂触及到35 kV带电架空线路或变电所带电设备，会使整个吊车带电。如果吊车轮胎绝缘强度不够，电流会击穿前后4个橡胶轮胎流入大地，并从击穿点向大地扩散；地面上则以轮胎击穿点为中心，形成了电势分布区域，该电势通常称作跨步电压。离击穿点越远，电流越分散，地面电势越低，形成的跨步电压越小。如果作业时人员处于击穿点8 m以内，就会发生触电事故。

2 电力施工吊车接地装置设计

为了确保电力施工吊车现场作业人员的人身安全，优质高效地完成电力施工任务，经过对现场作业环节进行深入分析，设计了一种电力施工吊车接地装置，可有效地避免现场作业人员发生接触触电、感应触电及跨步电压触电的可能性，为电力施工吊车现场作业提供安全保障。

2.1 装置总体设计

电力施工吊车接地装置由接地钳、接地桩和连接线3部分组成，其结构如图2所示。绝缘连接线的一端线鼻子通过M8×45 mm的螺栓固定在接地钳上，另一端线鼻子通过M10×45 mm的螺栓固定在接地桩上。接地钳可夹在施工吊车车体的任意金属物上，接地桩应插入地下至少600 mm，以满足接地电阻的要求。

图2 接地装置结构

电力施工吊车在专业时，通过接地装置将电流引入地下，达到防止触电、保证安全的目的。

2.2 接地钳的设计

电力施工吊车接地装置接地钳采用变电站使用的标准接地钳，长260 mm，钳口接触面积为120 mm2，材料选用导电性能好的铝合金。手柄安装150 mm的绝缘套，防止静电伤人。设计接地钳时，主要考虑其操作性和耐用性，确保钳口接触面积大、导电性能好，可随意夹在吊车驾驶室内任何导体螺栓或吊车支腿上的金属导体上。

2.3 接地桩的设计

接地桩为1根1 000 mm长的Φ16圆钢。圆钢的一端双面焊接50 mm×5 mm×60 mm的扁钢，扁钢上打有2个Φ12连接孔，孔中心距20 mm。以便与接地线相联；圆钢的另一端打磨成锥形，长30 mm，以便插入地下。接地桩制作完毕后，应清除焊渣，进行热镀锌，镀锌厚度不少于65 µm，避免影响接地电阻值。

2.4 连接线的设计

接地线采用标准35 mm2多股铜绞线，长15 m，BVR硅橡胶绝缘。多股铜线一端压接1只DTS-25双孔线鼻子(与接地钳连接)，另一端压接1只DTS-35双孔线鼻子(与接地桩连接)。接地线横截面35 mm2，是根据35 kV及以下的电压和铜线的电阻系数以及所需要保证的安全电流计算出来的。

将连接线与接地钳用2颗M8螺栓连接在一起，按规程通过相关试验，连同接地桩入库保管、领用。

2.5 电力施工吊车接地装置使用

电力施工吊车进入工位后，先对地面进行承压测试，地面承压应满足电力吊车对地基的要求。在吊车场地周围，选择密实、潮湿的土壤面，用大铁锤将接地桩打入地下，深度大于600 mm，确保电力施工吊车接地装置的接地电阻不大于4 Ω。再将接地线一端线鼻子与接地桩连接，另一端接地钳夹在吊车车体上，吊车车体接触部位必须是没有油漆的金属面，实现吊车车体同大地保持等电位。做好以上措施后，司机司机才可以上车操作吊架。

当电力施工吊车大臂触及带电架空线路时，电流顺着吊车大臂流入吊车车体，并通过接地装置导入大地，如图3所示。此时，吊车车体与大地形成等电位，避免触电导致人身伤亡事故发生。

3 接地装置试验

3.1 接地装置接地电阻测试

将接地桩打入地面下不小于600 mm，按规程规定对接地桩进行接地电阻测试，规程要求其电阻值不得大于4 Ω。该测试结果为0．5 Ω，符合行业标准要求。如不合格，可采取浇水或增设接地桩。

图3 电力施工吊车接地装置在施工中的应用

3.2 接地装置工频耐压试验

按DL/T 976—2005《带电作业工具、装置和设备预防性试验规程》、DL/T 879—2004《携带型短路接地线技术规定》要求的环境温度、湿度条件，采用工频耐压试验装置对接地钳进行45 kV工频耐压试验，持续时间1 min，试验过程中没有发生闪络或击穿现象，没有发现绝缘缺陷问题，符合行业标准的规定。

3.3 接地装置直流电阻实验

接地装置直流电阻试验采用直流电压降法测量，测量方式为电流-电压表法，试验电流不宜小于30 A。对电力施工吊车接地装置进行接地线成组直流电阻试验时，应先测量各接线鼻子间的长度，根据测得的直流电阻值与欧姆定理计算长度15 m时的电阻值相比较，测量电阻为0．009 4 Ω，符合行业标准规定，结果为合格。同时，直流电阻试验测量接地装置短路接地线的线鼻子和汇流夹与多股铜质软导线之间的接触良好，测量电阻为0．010 Ω，符合行业标准要求，结果为合格。

4 效果评价

(1) 电力施工吊车接地装置有效消除了吊车施工作业中触碰带电体产生车体带电、跨步电压以及因吊车距离带电体太近而产生的感应带电问题。电力施工吊车接地装置投入使用后，经架空线路带电检修、变电站设备带电更换施工作业共计156次，吊车司机和操作人员从未感到手麻或静电感应现象，实现了施工吊车作业“零触电事故”。

(2) 电力施工吊车接地装置材料成本低，价低廉、使用寿命长，一组吊车接地线造价450元。

(3) 电力施工吊车接地装置结构简单，安装拆卸方便，实用性强。

(4) 2015年，电力施工吊车接地装置获得国家知识产权发明专利和实用型新型专利。