关于防止高压静电感应电压的探讨

马建永

（中国铁路兰州局集团有限公司嘉峪关供电段，甘肃 嘉峪关 735100）

0 引 言

目前，我国铁路运输事业发展极为迅速，部分列车将电能作为主要的动力来源，通过在轨道两侧设置变电站和输电线路等方式，实现对电力能源的快速供应，在节能环保的同时增加列车的速度。但是，线路停电检修时，却频繁出现安全事故，而导致事故的罪魁祸首是高压静电感应电压。由此可知，研究高压静电感应电压及防范措施具有重要意义。

1 高压静电感应电压的来源

人们认为直接接触高压电是触电的唯一方式，当工作人员没有直接接触高压线路却发生了触电事故，人们对此感到十分疑惑，实际上，这属于人们的错误认识[1]。对铁路附近的供电线路而言更是如此，首先，铁路车站附近存在大量的高压配电装置，致使这部分区域存在较大的电场，存在于这部分区域的导体可能会发生静电感应，从而导致感应电压。当工作人员停电检查高压配电装置时，会有一部分感应电流将人体作为导体流入大地，致使人体在停电的情况下受到电流的伤害。众所周知，电流如果在闭合电路中运行，当电路中的磁通量发生改变时，会导致闭合电路存在感应电流，感应电压会随之出现，如果感应电压不超过35 V，则不会对人体造成伤害；但是，感应电属于哪种性质，与普通电流存在什么关系，都是人们需要考虑的事情。为明确感应电压这一概念，应将静电感应概念作为依据。静电感应指一个带电体靠近不带电导体时，由于电荷相互作用的影响，会重新分布导体中的电荷，导致导体中的异电荷受到带电体的影响并被其吸引，而导体中的部分正电荷会与带电体中的正电荷产生排斥反应，继而逃离到距离带电体较远的地方，这种情况就是静电感应。由上述可知，静电感应现象产生的电同样具有电的特性，其本质就是电，只是与普通电流产生的方式存在不同。从高压静电感应电压这个名字中可知，感应电压是高压静电发生电磁感应而产生的电流，具有电的特征。感应电压是电压的一种，如果电压过高则会对人体造成危害。正常人体所能承受的电压为36 V左右，如果感应电压超过这个数值就会伤害人体。铁路列车供电额定电压为25 kV，属于高压电，并且铁路的供电方式为直流供电，采用的设备为直流电机和变压器。虽然这些电力装置在一定程度上提高了铁路供电的效率，但由于铁路供电系统属于一种封闭的系统，停电后会产生高压静电感应，进而产生感应电压，导致铁路电力系统检修人员在停电检修过程中频频受到电击威胁。

2 高压静电感应电压对人体的危害

电压属于直流电，如果强度超过50 V，就会对人体造成威胁，但这并不是判断其威胁的唯一依据。感应电荷的多少，也是判断高压静电感应电压威胁程度的重要指标，大部分情况下，其不会对人体造成威胁，但如果供电装置带电，威胁系数会不断上升。例如直流交换机、变压器等设备带电，但从概念上讲，这种电压不属于静电，而属于泄漏电压的范畴。这种电压的强度十分高，最少为100 V，但对于铁路供电系统来说，其泄漏电压的强度会在100 V以上，因此高压静电感应电压对人体具有严重威胁。

静电感应可能会引发电击，尤其对铁路电力系统检修人员来说，更加危险。因为铁路供电系统属于一种闭合的系统，系统内部存在较大的电磁场，而人体作为电导体，如果长期处在电磁场环境中，易受到静电感应电压的攻击。电击威胁程度主要由放电时间和电压大小决定，如果电压强度过高，会导致人体直接死亡。

3 防止高压静电感应电压的措施

铁路供电系统中，高压静电感应电压常存在于供电装置的外部。相关实验证明，人体对高压静电感应电压会做出快速反映[2]。高压静电感应电压问题不可小视，尤其是在检修铁路供电系统过程中，如果存在感应电问题，工作人员应及时将消息告知上级并制订解决方法，确保工作人员的生命安全。铁路电力检修部门人员应从多方面进行考虑，结合自身在实际工作过程中遇到的感应电问题，提出合理的解决方法，并将应对经验告知其他工作人员，避免发生安全事故。常见的高压静电感应电压防止方法有以下几种。

3.1 供电线路作业防止高压静电感应电压的措施

采用辅助接地线的方式，可在一定程度上起到良好的防止效果，采用这种方式后，铁路电力系统检修人员进行停电检修时，遭到感应电压攻击的几率明显下降[3]。工作人员不能采用这种接地线方式代替常规的接地线，为了进一步明确二者的区别，将其作为个人保安辅助接地线。

这种接线方式在使用过程中应注意以下几点事项。个人保安辅助接地线存在两种形式，即单项式和三相式。单项式的应用范围是高压线路，三相式的适用对象为配电系统。这种安保接地线方式只是一种防止感应电压的方法，只需要考虑感应电即可，因此可以将软铜线作为截面，但要确保软铜线上部附着塑料护套，并根据线路电压的大小确定截面的长度，一般情况下，截面长度约为5 m。

3.2 变电站作业感应电压的防止措施

变电站是铁路供电系统的重要组成部分，也是检修的重点工作内容，其内部存放了大量的电气设备，是高压静电感应电压事故的多发区域。为有效防止发生变电站作业高压静电感应电压事故，首先，铁路部门应在变电站两侧设置遮拦，全面封闭隔离室内外的高压设备。如果变电站需要改建和扩建，需要使用硬质对其进行封闭处理。其次，工作人员在停电作业过程中不能移动防护隔离设施，检修现场应设置警示标志，防止一些不明人士擅自闯入，对防护设施造成损坏，且铁路部门应指派专业人员管理变电站，禁止一切与检修电气设备无关的金属工具进入现场，如铁锹、锤子等。此外，工作人员在检修过程中，必须注意保持与高压设备的距离，防止不良后果的发生。最后，检修高压设备前，必须确保其接地的稳定性，避免发生接地线断裂的情况。工作人员还需按照工作规定，合理佩戴防护措施，穿戴防电服。

3.3 地下电缆线路施工感应电压的防止措施

铁路供电系统存在大量的地下电缆，地下电缆感应问题频繁发生，却易被人们忽视。电缆输送电力的过程中，其内部的金属芯会与金属屏蔽层发生感应，并且与土地存在电容，进而引发高压静电感应电压。如果作业过程中，电缆线金属屏蔽层接地线路发生破损或断裂，金属屏蔽层就会受到静电感应的放电攻击，如果不及时进行处理，可能会对电缆绝缘装置造成破坏。如果将电缆比作变电站中的变压器，那么电缆中的金属屏蔽层和芯线就如同变压器内部的绕组，会在周边范围内形成一个电磁场，而这个电磁场会与电缆金属屏蔽层发生感应，产生静电感应电压。如果电缆线受到内外部环境影响发生损坏，就会导致感应电压增加，甚至烧毁绝缘套。究其原因，主要是接地方式不合理，致使地下电缆短路现象频出，继而产生感应电压，对电缆绝缘装置造成毁坏。

针对这一情况，首先，铁路部门应采取一端直接接地，另一端经电压保护器接地的方式，避免发生短路和感应电压的情况，确保工作人员的人身安全。其次，检修人员拆卸接地线时，应佩戴绝缘手套，防止身体接触金属，同时与接地线路保持一定距离，保证自身的安全。此外，如果检修地下电缆时出现感应电压，需要在距离工作点10 m的位置增加接地线。最后，由于感应电压存在源头，因此设置接地线不能完全避免发生感应电压，仅能控制电压强度。如果作业期间接地线路与设备分离，静电感应电压会迅速增加，因此设置完毕后，工作人员应确保接地线连接的牢固性。

4 结 论

综上所述，现阶段我国铁路运输业大量采用电力能源作为列车的动力来源，并在车站和轨道两侧设置了变电站和大量地下电缆，以保障供电的质量，确保列车的稳定运行。工作人员停电检修变电站和供电线路时，会受到高压静电感应电压的威胁。铁路部门应采取合理的线路接地方式，并设置隔离装置，以避免发生这类问题，提高工作人员检修铁路电力系统的安全性。