1、電氣化鐵道預防感應電知識讀本感應電的危害與預防目 錄內容提要5前 言6第一章 感應電的產生原理7第一節 概 述8一、電能在人類社會活動中的應用8二、感應電的分類及產生原理9第二節 靜電感應的產生9一、靜電感應的產生原理9二、處于強電場下電線路中的靜電感應11第三節 電磁感應的產生14一、電磁感應原理151直導體在磁場中運動產生的感生電動勢152變化的磁場穿過閉合線圈產生的感生電動勢163欏次定律和感應電勢、電流方向的判斷174法拉第電磁感應定律和感應電動勢的大小185自感和互感現象196電磁感應現象的利弊207電線路對其附近電線路的電磁影響21第二章 接觸網線路對附近電線路的影響24第一節 接

2、觸網線路對其附近通信線路的影響25第二節 接觸網線路對其附近電線路的影響及危害261靜電感應的影響和危害262電磁感應的影響和危害273檢修線路上有接地線時產生感應電的特點29第三節 感應電對附近不同電線路電磁影響的區別30一、接觸網線路對通訊線路的影響特點31二、接觸網線路對電力線路的影響特點31三、單線區段接觸網對自身的影響特點32四、復線區段帶電接觸網對停電接觸網的影響特點33五、帶回流線或架空地線時感應電壓的影響36六、感應電壓、回流電流測試實例分析36第四節 感應電的危害特點及與高壓觸電的區別37一、感應電對人體危害的特點37二、高壓觸電與感應觸電的區別38第三章 消除感應電的方法4

3、0第一節 V形天窗接觸網檢修作業消除感應電的方法40第二節 電力線路檢修作業時消除感應電的方法43一、電力線路消除感應電的基本要求43二、電力作業消除感應電的常用方法44三、電力作業中的感應電危害及預防措施46第三節 電力機車車頂作業時消除感應電的方法48一、機車登頂作業時感應電情況分析49二、機車司機在區間或站內需接觸網臨時停電登上機車車頂處理故障49三、登頂機車前必須按規定對接觸網進行驗電、設置接地線并確認完好50第四節 車站裝卸作業時消除感應電的方法51一、裝卸線感應電分析51二、裝卸線感應電的預防53三、裝卸線裝設接地線應依據接觸網安全工作規程的規定做好以下具體事項53第五節 接地線的

4、作用及設置規定54一、電線路檢修作業中設置接地線的作用54二、滑動地線的作用55三、接地線設置距離的規定56四、接觸網作業驗電、接地規定56第四章 感應電傷人典型案例分析及預防58第一節 人身觸電事故概述59第二節 典型感應電事故案例分析與預防60一、違章拆除拋線，感應電導致1人死亡61二、地線位置錯誤，感應電導致操作人1死1傷62三、擅自停電配合工務餐車車頂作業，感應電導致1人死亡64四、未按規定設置接地（短封）線，檢修隔離開關感應電擊1死1傷65五、作業未掛接地線，感應電導致1人死亡67六、未按規定設置接地線，感應電導致1人死亡69附錄72感應電壓、回流電流測試實例72實例一72實例二75

5、主要參考文獻77內容提要本書共分四章，主要內容包括：感應電的產生原理，重點闡述了感應電產生的原理、分類和存在的利弊；接觸網線路對附近電線路的影響，重點針對復線電氣化鐵路V形天窗檢修作業區段的特點，對接觸網帶電運行線路上的牽引電壓、電流在停電檢修的接觸網、電力線路上產生的感應電對檢修作業的危險影響，從確保安全作業的角度進行了重點分析，歸納總結出了感應電對人體危害的特點，高壓觸電與感應電觸電的不同之處；消除感應電的方法，重點敘述了接觸網V形天窗作業、電力線路作業、電力機車車頂作業及車站裝卸作業消除感應電的具體方法及要求；典型感應電傷人案例分析及預防，選取了六個典型案例進行了重點分析，并提出了預防措

6、施。本書內容豐富翔實，既強調理論更注重實用，可作為電氣化鐵路接觸網工預防感應電傷害的專業培訓教材，也可作為電氣化區段電力線路工、電力機車司機和車站裝卸工等有關人員安全培訓的參考資料，亦可供電氣化鐵路牽引供電運營管理有關人員參考。前 言電力牽引是我國鐵路牽引動力現代化的主要方向，隨著我國鐵路建設的發展，電氣化鐵路建設、特別是雙線電氣化建設進入到了快速發展階段。雙線電氣化鐵路的建設為提高鐵路運輸效率和社會、經濟效益提供了更加有利的條件，但同時對確保設備高壓帶電、維修高空作業、列車高速運行狀態下的安全生產提出了更高的要求，特別是雙線電氣化鐵路V形天窗停電檢修時，帶電運行接觸網線路在停電接觸網、電力檢

7、修線路上產生的靜電和電磁感應電嚴重威脅作業安全，如果認識不夠，安全措施不到位，就極有可能發生感應電觸電的事故。本書從感應電產生的原理出發，力求以通俗的語言淺顯的講述感應電產生的原理、分類和帶電線路對附近電線路的影響，特別是V形天窗停電檢修時感應電對作業人員的威脅，并從中對接地線的作用、設置規定等要求從原理上進行了分析，以期進一步提升接觸網工、電力線路工等工種人員的安全意識和安全技能，做到嚴格執行作業標準和安全措施，堅決確保供電作業安全。本書由郭金平、趙施林、周存志編著，完稿后由蘭州鐵路局機務處劉再民、孔中秋和蘭州供電段杜中成分別進行了審核，編寫過程中還得到了蘭州供電段技術科、安全科接觸網專業技

8、術人員的支持和幫助。在此一并表示衷心感謝。由于編者水平有限，錯誤和不妥之處在所難免，懇請接觸網同仁批評指正。編者二一年四月第一章 感應電的產生原理第一節 概 述一、電能在人類社會活動中的應用電能是自然界中蘊藏的一種可用不可見的高效資源。自從被科學家發現它的利用價值以來，飛速的推動了社會生產力的進步、科學技術的發展，大大提高了人類的生活質量。當今社會，各行各業都在廣泛的使用電能，人們的生活也離不開電能。沒有電，社會生產活動就要停滯不前，人們的正常生活秩序也會發生混亂。電能在給人們的生產生活帶來諸多方便的同時，如果在使用中違反正確的操作方法，不按規定的安全操作規程操作，就會發生用電設施不能正常工作

9、、損壞甚至危害操作人員的人身安全。感應電是一種比較特殊的電能，在社會生產和生活的一些領域有著廣泛的利用，但在一些領域中，必須預防和消除它的存在，如果不及時消除，就會對設備及人身安全造成危害，必須引起高度重視。在電力行業（包括鐵路牽引供電系統）的檢修作業中，停電檢修設備上產生的感應電對作業人員來說，是一種嚴重威脅作業安全的隱患。如果作業中操作不當或違反安全工作規程中規定的安全措施、或不按規定的要求設置安全措施，就會發生設備損壞乃至人身傷害事故。感應電到底是什么東西？有什么危害？如何預防感應電的危害呢？下面，我們一同走進感應電的世界，了解感應電的產生原理，掌握感應電產生的規律，以達到預防感應電損壞

10、設備、威脅或傷害作業人員安全的目的。二、感應電的分類及產生原理通常，在物體上直接施加電壓或電位后，物體上就會帶電。如果沒有給物體直接施加電壓或電位，僅在其周圍有帶電的物體，但該物體上也能帶電的現象，我們稱之為物體被感應，產生了感應電。物體上產生的感應電按其產生原理不同，一般分為靜電感應和電磁感應兩類。第二節 靜電感應的產生一、靜電感應的產生原理物質是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子是由原子核和其外圍電子組成的。如圖1所示，兩種物質緊密接觸后再分離時，一種物質把電子傳給另一種物質而帶正電，另一種物質得到電子而帶負電，這種現象就叫做靜電感應。一般認為，兩種接觸的物質相距小于2510-8 cm

11、時，即會發生電子轉移，產生靜電。兩種物質摩擦時，增加兩種物質達到2510-8 cm以下距離的接觸面積，并且不斷的接觸與分離，也可產生較多的靜電。兩種物質接觸后再分離或相互摩擦能夠產生靜電。處于強電場中的兩種物質，在電場力的作用下，正電荷將按電場方向移動，負電荷將逆電場方向移動，當電荷的移動達到平衡狀態后，如圖2所示，正、負電荷在兩種物質的表面上就會大量累積形成靜電，即產生靜電感應。如圖3所示，與流電相比，靜電是相對靜止的電荷。這種電荷在兩種物質緊密接觸的瞬間，正負電荷要產生相互吸引。這種電荷相互吸引，就形成了靜電電荷的流動，即產生靜電感應電流。靜電感應電流的出現，會使兩種物質間產生的靜電電荷消

12、失，靜電就會消除。與此相似，在強電場中產生的靜電荷，如果能在兩種電荷間形成一條相互接觸的通路，則靜電電荷也會流動，即產生靜電感應電流。同樣，靜電感應電流的出現，將使產生的靜電電荷消失，靜電就會減弱或消除。靜電感應現象是一種常見的帶電現象，如雷電、電容器殘留電荷、摩擦帶電、復印資料時紙張帶電等都屬于靜電感應帶電。靜電感應利用的好，能夠為我們的生產生活帶來好處，如電噴漆、靜電除塵、靜電植絨、靜電復印等。但在一些工作場所，必須采取措施，加以預防，如油品裝運場所、易燃易爆場所、強電場環境下的檢修作業場所等。二、處于強電場下電線路中的靜電感應當帶電線路（或帶電接觸網線）有交變電壓時,其周圍空間有電場存在

13、,這時空間各點具有一定的電位,使位于這個電場中的中性導體出現帶電現象。如圖4所示，一段對地絕緣的電線路（即Z為）位于該電場中，在電場的作用下，導體中的自由電子就要作有規則的移動，引起電荷的重新分布，使該導體呈現帶電狀態，即產生靜電感應。此時，帶電線路與停電線路之間存在容性耦合電流ILA，停電線路與大地間存在容性耦合分布性電流IA。停電線路上的靜電感應電壓為：假設受靜電影響的停電線路通過某一阻抗Z（例如人體）接地（如圖4中阻抗Z），則靜電容性耦合電流ILA將按電容CA的容抗和阻抗Z并聯來分配，流經電容CA（或阻抗Z）的電流，由下列因素決定：當停電線路對地絕緣時，電流IA決定于電壓UJ、電容CLA

14、及CA的電抗值；當接地阻抗Z比電容CA的容抗小得多時，電流IA則決定于電壓U、電容CA的電抗值及阻抗Z值。這時，停電線路上的剩余電壓近似等于電流IA與阻抗Z值的乘積。通過對上述公式的分析推導，可得出下列靜電感應電壓、電流計算公式分別為:式中:U靜電感應電壓；K感應系數，單線為0.4，復線為0.6；a帶電線路與停電線路間的平行距離；b帶電線路距地面高度；c停電線路距地面高度；Uj帶電線路對地電壓；帶電線路與停電線路間的平行接近長度；交流電角頻率，一般為314；r停電線路導線半徑。因此可知，帶電線路對附近停電線路的靜電感應影響的具有以下特點：1停電線路上產生的靜電感應電壓的大小，與帶電線路與停電線

15、路間的平行接近距離a的平方成反比；2停電線路上靜電電流的大小與接近帶電線路的停電線路長度成正比。當人體碰觸與帶電線路接近段間距大于100m、平行長度較短（例如12km）的停電線路時，流經人體的靜電感應電流值不大，可以不考慮對人體的影響。對于與帶電線路接近段較長（例如在數十公里）和接近距離較小（小于20m）的停電線路時，則停電線路上的靜電感應電壓將會較高，當人體碰觸上述停電線路時，就有可能因流過人體的靜電感應電流過大而出現危及人身安全的事故。但當停電線路有保護接地線時，人為的在正、負靜電電荷間形成了一條靜電電流通路，保護接地線電阻與停電線路對地電阻Z并聯連接于停電線路與大地之間。由于保護接地線電

16、阻近似為0。因此，停電線路與大地間的等效總電阻也為0，即靜電感應電壓約等于0。此時，不論人體是有意識還是意外接觸到停電線路，都不會存在停電線路對人體的靜電感應威脅。第三節 電磁感應的產生磁體材料和載流導體周圍存在著一種叫做磁場的特殊物質。1831年法拉第發現：處于磁場中的直導體發生運動或通過線圈的磁場發生變化時，在導體或線圈中都會產生電動勢；若導體或線圈是一個閉合回路的一部分，則導體或線圈中將產生電流。從本質上說，上述兩種現象都是由于磁場發生變化而引起的。我們把變化磁場在導體中引起電動勢的現象稱為電磁感應，也稱“動磁生電”，由電磁感應引起的電動勢叫做感應電動勢；由感應電動勢引起的電流叫感應電流

17、。一、電磁感應原理1直導體在磁場中運動產生的感生電動勢如圖5所示，當導體與磁力線之間有相對切割運動時，這個導體中就會產生出電動勢，若導體是一個閉合回路，回路中就有感應電流。導體停止切割磁力線的運動，產生的電動勢就消失了。研究表明：直導體中產生的感應電動勢的方向、大小具有下列規律：（1）感應電動勢不但與導體在磁場中的運動方向有關，而且還與導體的運動速度有關。（2）直導體中產生的感應電動勢方向可用右手定則來判斷：平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓掌心正對磁場N極，以拇指指向表示導體的運動方向，則其余四指的指向就是感應電動勢的方向。（3）直導體中感應電動勢的大小為：式中：e-直導體中產生的感應電動勢；

18、 B-穿過直導體的磁場的磁通密度； -直導體切割磁場的運動速度； -直導體在磁場中的長度； 直導體與磁力線間的夾角。2變化的磁場穿過閉合線圈產生的感生電動勢如圖6所示，將磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中磁場的磁通就會變化，線圈兩端中就有電動勢產生，若回路閉合，回路也會有電流流動；磁鐵不動時，電動勢就消失了。這種磁變生電的現象就是電磁感應現象。由電磁感應現象所產生的電動勢就是感應電動勢，由感應電動勢所產生的電流就是感應電流。3欏次定律和感應電勢、電流方向的判斷欏次在研究電磁感應現象的過程中，通過大量實驗得出以下兩個結論：第一，導體中產生感應電動勢和感應電流的條件是：導體相對于磁場作切割磁力線運動或線

19、圈中的磁通發生變化時，導體或線圈中就產生感應電動勢；若導體或線圈是閉合電路的一部分，就會產生感應電流。第二，感應電流產生的磁場總是阻礙原磁通的變化。也就是說，當線圈中的磁通要增加時，感應電流就要產生一個磁場去阻礙它減少。由于這個規律是欏次于1834年首次發現的，所以稱為欏次定律。欏次定律為我們提供了一個判斷感應電動勢和感應電流方向的方法，具體步驟是：（1）首先判定原磁通的方向及其變化趨勢（即增加還是減少）。（2）根據感應電流的磁場方向永遠和原磁通變化趨勢相反的原理確定感應電流的磁場方向。（3）根據感應磁場的方向，用安培定則（右手螺旋定則）就可判斷出感應電動勢或感應電流的方向。應當注意，必須把線

20、圈或導體看成一個電源。在線圈或直導體內部，感應電流從電源的“-”端流到“+”端；在線圈或直導體的外部，感應電流由電源的“+”端經負載流回“-”端。因此，在線圈或導體內部感應電流的方向永遠和感應電動勢的方向相同。4法拉第電磁感應定律和感應電動勢的大小欏次定律說明了感應電動勢的方向，并沒有回答感應電動勢的大小。法拉第在驗證欏次定律的過程中發現，檢流計指針的偏轉和線圈中磁通的變化快慢有關，磁通變化越快，檢流計指針的偏轉越大；磁通變化越慢，檢流計指針的偏轉越小。所以，線圈中感應電動勢的大小與線圈中磁通的變化速度（即變化率）成正比。這個規律就叫做法拉第電磁感應定律。如果用表示在時間間隔t內一個單匝線圈中

21、的磁通變化量。則一具單匝線圈產生的感應電動勢為：對于N匝線圈，其感應電動勢為式中 e-在t內感應電動勢的平均值，V（伏特； N-線圈的匝數； -N匝線圈的磁通變化量，Wb（韋伯）； t-磁通變化所需要的時間，s（秒）。上式是法拉第電磁感應定律的數學表達式。式中負號表示了感應電動勢的方向永遠和磁通變化的趨勢相反。在實際應用中，常用欏次定律來判斷感應電動勢的方向，而用法拉第電磁感應定律來計算感應電動勢的大小（取絕對值）。這兩個定律，是電磁感應的基本定律。5自感和互感現象（1）自感現象如圖7所示（a）中，A、B是兩個完全相同的燈泡。燈泡A與一個鐵芯線圈串聯，燈泡B與一個純電阻串聯。當合上開關K時，燈

22、泡B正常發光，而燈泡A卻是逐漸變亮。這是因為，當合上開關K時，電流流入線圈時，該電流將產生一個左端為N極右端為S極的磁場，由楞次定律知，這個增大的磁通會在線圈中引起感應電動勢，而感應電動勢又會產生一個左端為S極右端為N極的磁通來阻礙原磁通的變化。根據安培定則可判斷出感應電流的方向與原流進線圈電流的方向相反。因此流進線圈的電流不能很快上升，燈泡A也只能慢慢變亮。這種一個回路中電流的變化而在其自身回路中產生感生電勢的現象，稱為自感現象，相應的電動勢稱為自感電動勢，形成的電流稱為自感電流。（2）互感現象如圖8所示，（a）中是兩個獨立的線圈套在一個鐵芯上，(b)中是兩個獨立的線圈的中軸線在一條直線上。

23、當線圈A中通入電流后，線圈兩端有電動勢產生，線圈B構成閉合回路后，有電流產生。根據欏次定律，線圈A中產生的磁通必定穿過了線圈B。這種由于一個回路中電流的變化而在鄰近另一個回路中產生感生電勢的現象，稱為互感現象，相應的電動勢稱為互感電動勢，形成的電流稱為互感電流。綜上所述，在一定條件下，電能感應出磁，磁也能感應出電能。6電磁感應現象的利弊電磁感應現象對人們來說，既有利又有弊。（1）自感現象的利與弊：日光燈是利用鎮流器中的自感電動勢來點燃燈管的，同時又利用它來限制燈管的電流。但在含有大電感元件的電路被切斷的瞬間，因電感元件兩端的自感電動勢很高，在開關刀口的斷開處會產生電弧，容易燒壞刀口，或者容易損

24、壞設備的元器件。（2）互感現象的利與弊：在供電設備中廣泛使用的變壓器、電流互感器、電壓互感器等設備都是利用互感原理工作的，這是其有利的一面。但在電子電路、電力線路、通訊線路中，若設計不合理、安裝位置不正確或者檢修作業中安全措施設置不當，就會造成相互間的干擾，嚴重時會使整個電路或系統工作不正常，甚至無法工作。在檢修作業中，由于安全措施設置不當，感應電未能消除，就會危脅作業人員安全，甚至造成人身傷害事故。7電線路對其附近電線路的電磁影響（1）單相帶負荷運行電線路產生的電磁場對其附近電線路的影響如圖9所示，單相電線路L1帶負荷運行時，線路中的負荷電流Ij將在導線周圍產生一個以帶電線路L1為圓心的電磁

25、場，帶電線路L1附近若有其他電線路或導體L2時，該電磁場必然穿過其附近的其他電線路或導體L2。若帶負荷運行電線路L1中通過的電流為直流電，產生的磁場是一個恒定不變的磁場，假如此時其附近的電線路L2相對該磁場做切割磁力線的擺動，根據電磁感應原理，就會在其附近的電線路L2中產生沿L2分布的感應電壓U。若帶負荷運行電線路L1中通過的電流為交流電，產生的磁場就為一個交變磁場，此時處于交變磁場中的電線路L2若平行于電線路L1（或兩線間不垂直），根據電磁感應原理，也會在電線路L2中產生沿L2分布的感應電壓U。感應電壓的大小可用以下公式計算：式中：U感應電壓；Ij帶電線路通過的電流；屏蔽系數，一般為1；M平

26、行線路互感系數，一般為1040x106；交流電角頻率，一般為314；平行感應長度。由此可知：感應電壓U的大小與帶電線路中的負荷電流大小、電流的變化率、兩線路間的接近距離、平行程度成正比例關系。如果電線路L2未構成閉合回路，就只存在感應電動勢。如果電線路L2是一個閉合的回路（如K在閉合位），在感應電動勢的作用下，回路中就會有與負荷電流方向相反的感應電流i。該感應電流i的大小與感應電動勢的大小成正比、與回路中的阻抗成反比例關系。（2）三相對稱電線路產生的電磁場對其附近電線路的影響三相對稱帶負荷運行電線路，每一相都會對其附近的電線路產生電磁感應影響，但由于三相電流的對稱分布，產生的電磁場也是對稱分布

27、的，因此施加于同一點的電磁場矢量和理論上為零，產生的感應電動勢也為零。此時出現感應電動勢，主要是因為三相線路間的分布間距、負荷電流的不對稱因素所致，其感應電遠小于單相或兩相不對稱電路產生的感應電。（3）不對稱電線路產生的電磁場對其附近電線路的影響如果三相對稱電路出現一相或兩相短路或斷路，產生的電磁場對附近的電線路而言，就不是對稱分布，因而施加于其附近電線路上的電磁場將不為零，就將產生大的感應電動勢，就會嚴重威脅附近的電線路正常狀態。電氣化鐵路接觸網是一種典型的不對稱運行的電線路，因而當接觸網線路上有機車取流時，也會對附近的電線路產生很大的電磁感應影響。如圖10所示，復線區段接觸網V形天窗作業時

28、，未停電的一行接觸網線路有機車取流時，不僅在其自身線路上因自感現象產生感應電，在其附近的電線路上（如停電的一行接觸網線路、架空地線、供電線、低壓電力線路及金屬通信線路上）也會因互感現象產生感應電。尤其接觸網利用V形天窗作業時，如對感應電的產生認識不足，消除感應電的措施不可靠或未采取防止感應電的措施，就會嚴重威脅作業人員的安全。在電氣化鐵路附近進行電力線路維修等工作時，由于接觸網上的高電壓、大電流對電力線路產生的感應電遠高于電力線路的影響，因此必須要采取可靠的安全措施，以防止感應電傷人。第二章 接觸網線路對附近電線路的影響帶電線路上有電壓就有電場存在，就會出現靜電感應；有電流就有電磁場存在，就會

29、在附近電線路上產生感應電，這是一種客觀存在的現象。電氣化鐵道接觸網線路屬于強電高壓線路，線路中通過的電流也是大電流，因此靜電感應和電磁感應遠勝于電力系統，對附近電線路的影響非常大，必須給予高度重視。第一節 接觸網線路對其附近通信線路的影響我國電氣化鐵道牽引供電系統采用工頻單相25kv交流制供電，其牽引供電方式主要有直接供電方式（DT）、BT供電方式、AT供電方式和直供加回流線（DN）四種。以上幾種供電方式屬于不平衡供電系統，當牽引電流流過接觸網時，接觸網導線周圍產生的強電場和強磁場，必將對附近的通信線路和設備產生干擾和影響，使通信質量下降，嚴重時能危及設備和人身安全。這方面的研究起步比較早，在

30、電氣化鐵路修建時，從設計到施工、運用已采取了防干擾和消除感應電的技術措施，這里不再進行過多贅述。第二節 接觸網線路對其附近電線路的影響及危害牽引電流流過接觸網時，在接觸導線周圍產生的強電場和強磁場不僅僅對通訊線路產生電磁感應，對其附近的一切電線路都會產生電磁感應。如圖11所示，在有電力機車運行的接觸網線路，接觸網上施加的電壓為25kv、機車運行時接觸網上的電流通常在1000A以上。根據電磁感應原理，必然會在附近的電線路上產生靜電感應電壓和電磁感應電壓。1靜電感應的影響和危害當接觸網加上25kv工頻交流工作電壓以后，就在接觸網導線（包括承力索和接觸線）的四周建立起垂直于導線表面的交變電場。由于靜

31、電感應作用，處于該電場內的各類架空電線路將產生對地感應電壓uc2。當接觸網線附近一條停電檢修的電線路處于懸空狀態時，耦合電容容抗很大，耦合電容電流很小，其上的對地電壓uc2很高，若人體不慎串入電線路與大地間將電線路與大地間構成通路時，人體電阻R人與耦合電容C2形成并聯電路，由于人體電阻R人遠小于耦合電容C2的容抗，靜電感應的電流絕大部分將通過人體分流，這一分流遠大于耦合電容電流，會對作業人員的人身安全造成嚴重危害，必須采取措施來消除。要消除靜電感應對作業人員的危害影響，只要在該電線路與大地間設置一條電阻遠小于人體電阻R人的接地線，形成與人體電阻并聯的支路就可以達到目的。因為，用接地線構成的并聯

32、支路將電線路與大地間直接溝通，靜電感應電流基本上全部由其分流，作業人員處于同一電位，不再承受感應電壓，對作業人員形不成威脅或傷害。如果接地線接觸不可靠，接觸電阻增大或斷開，此時通過人體的感應電流就會增加。當通過人體的電流超過所能承受的最大電流（一般規定為50mA）時，就會對人身造成傷害。2電磁感應的影響和危害當接觸網線路上有電力機車運行時，接觸網線路中就有交流電流，其周圍就會建立起交變磁場，由于電磁感應作用，這種交變磁場會在與其平行的附近電線路上感應出沿電線路縱向分布的感應電動勢U。如果電線路是懸空的，未構成閉合回路，受影響的電線路中就只有感應電動勢存在。如果構成了閉合回路，就必定有電磁感應電

33、流i產生。假如受影響的是一條停電檢修的線路，線路上產生的感應電動勢對作業人員的安全將是一種致命的危險隱患。其影響情況如下：（1）受影響停電檢修的線路懸空，與大地間無任何連接點時，該線路中有感應電動勢存在，若只有一人不慎串入線路與大地間將線路與大地間構成通路，不會遭受電磁感應的危害；若有兩人在不同地點不慎串入線路與大地間將線路與大地間構成兩條通路，就會構成回路，產生感應電流，有遭受電磁感應的危害可能；（2）當停電線路上只有一點與大地連通時，雖構不成閉合回路，不會有感應電流，但有感應電動勢存在。若有人與固定連接點相距一定距離的地方不慎串入線路與大地間，將線路與大地間形成通路，就會構成回路，產生感應

34、電流，遭受電磁感應的危害；（3）當有兩點與地連通時，兩地線間就構成了閉合回路，回路中就會有固定的感應電流產生。若此時不慎將閉合回路斷開，檢修中就會隨時發生作業人員身體連通的可能，對人身造成傷害。3檢修線路上有接地線時產生感應電的特點綜上所述，要消除檢修線路上的電磁感應電影響，必須要為被檢修線路人為構建成一個閉合回路。停電檢修電線路時，為防止變配電所誤送電，如圖12所示，在被檢修線路兩端分別設置的接地線，對感應電而言，恰巧構建了一個人為的閉合回路，為感應電流提供了通路。地線的設置不同，產生的感應電影響也不同。其特點如下：（1）如果被檢修線路兩端設置的接地線接觸牢固、位置合理，回路可靠的閉合、不形

35、成斷口或作業人員不串入斷口，兩地線間電線路中的感應電就達不到威脅作業安全的程度，作業人員直接接觸被檢修線路時是安全的，就不會造成傷害。（2）如果被檢修線路兩端設置的接地線位置不合理，超出相關規定，兩地線間電線路中產生的感應電就會遠高于安全電壓值。作業人員接觸被檢修線路時，就會以人體為分界點，形成兩個閉合回路，將人體串入感應電流通路，威脅作業安全，甚至造成傷害。（3）如果被檢修線路設置的接地線接觸不牢固，有一端斷開了（或未設置接地線），作業人員接觸時，就會直接通過人體形成閉合回路，使感應電流流過人體。這種情況下，通過人體的感應電流最大，威脅作業安全最嚴重，最容易發生人身傷亡。第三節 感應電對附近

36、不同電線路電磁影響的區別上述分析表明：感應電的大小與兩線間距、平行長度、帶電線路上電壓高低、電流變化及氣候等情況有關。當停電的線路與帶電的接觸網線路或電線路距離不遠，平行長度又較長時，在線路中感應的感應電動勢可以達到危險的程度。早年我國在觀音壩單線區段的就曾做過試驗，當接觸網和架空線間的平行距離為250m，平行長度為18.3m，接觸網短路電流為1140A時，實測得感應電動勢為787824V。如此高的感應電壓，在作業中若停電線路未接地或接地不良，一旦有人不慎接觸,電流通過人體接地形成回路，使人體遭到電擊觸電。研究部門的實驗表明，電磁感應在相距100m以外時，仍有可觀的影響。因此絕不容忽視。一、接

37、觸網線路對通訊線路的影響特點在光纜通訊技術未使用以前干擾影響很大。由于通訊線路采用光纜技術不產生電磁影響，架空通訊明線改造為地下敷設電纜后電磁感應減弱，加之兩線間距一般大于100m以上，因而影響較輕。二、接觸網線路對電力線路的影響特點在電化區段，對沿鐵路線架設的電力貫通線，尤其是電力貫通、自閉線路，與接觸網線的平行長度較長，兩線間距在50100m范圍內，可感應出較高的電壓。特別是一些區段的電力貫通或自閉線與接觸網同桿合架，這時兩線距離很小，其上感應電壓很高，足以危及人的生命安全。若停電作業時采取的安全措施不完善，未采取消除感應電措施，有可能發生人員遭感應電電擊的傷亡事故。1靜電感應電壓的特點：

38、由靜電感應計算公式可知靜電感應電壓的大小主要取決于：（1）接觸網與電力貫通(自閉)線間平行距離。平行距離越小，產生的靜電感應電壓越大。（2）接觸網線路的電壓。接觸網線路的電壓越高，則產生的靜電感應電壓越大；靜電感應電壓與接觸網中有無電流無關。2感應電動勢的特點：由電磁感應計算公式可知電磁感應電動勢大小主要取決于：（1）接觸網牽引電流。牽引電流越大，則產生的電磁感應電動勢越大。（2）兩線平行距離。兩線平行距離越小，則產生的電磁感應電動勢越大。（3）兩線平行長度。兩線平行長度越長，則產生的電磁感應電動勢越大。3兩線平行距離與感應電壓的關系（1）根據實測數據，二線平行距離與靜電感應電壓的對應關系值如

39、下表所示:兩線平行距離（m）10203050100250500靜電感應電壓（V）18606503101203051（2）兩線平行距離與電磁感應電動勢的對應關系設Ij=500A，L=18km，K=0.47時，兩線平行距離與感應電動勢的對應關系值如下表所示:兩線平行距離（m）10203050100250500電磁感應電壓（V）12251044938806630407266三、單線區段接觸網對自身的影響特點電氣化鐵路單線區段，接觸網停電檢修時自身不產生感應電的影響，只受到電力線路的電磁影響。由于電力線的三相對稱性，加之兩線距離較大，其產生的感應電壓比較小，自電氣化鐵路開通以來幾乎未發生過威脅接觸網停

40、電檢修時作業人員的安全情況，一直沒有引起接觸網檢修運行人員的普遍重視。四、復線區段帶電接觸網對停電接觸網的影響特點電氣化鐵路復線區段，如圖13所示，上、下兩行線路雖然都是電線路，但與電力線路相比，上、下兩行線路間距大多不超過10m，平行長度很長，線路電導率較小，這些結構上明顯的不同之處，決定了接觸網一行對另一行接觸網線產生的感應電要遠高于對附近其他電線路產生的感應電。若上、下行間距離為10m，接觸網導高為6m，接觸網電壓為27.5kv，根據靜電感應電壓公式，則此時靜電感應電壓為：若通過的牽引電流在100A以上,平行感應長度為1000m，則最小電磁感應電壓為但實際中機車牽引電流遠大于100A，作

41、業中，如發生裝設接地線程序錯誤或在接地線未掛好的情況下作業人員接觸停電的接觸網設備時，平行感應長度也遠大于1000m，假設通過的牽引電流在1000A以上,平行感應長度為10km以上，則產生的電磁感應電壓為:此時產生的電磁感應電壓遠遠大于40v的人體安全電壓，就會導致人員觸電。因此，作業區兩端設置保護接地線，且兩地線間距離不大于1000m是一項確保作業安全的有效措施。單線改復線后，由于作業人員對復線區段接觸網兩行線路間產生感應電危害的認識不足，作業中不自覺的將多年來在單線檢修中養成的作業習慣帶入V形天窗作業中，不按規定設置接地線、減少接地線設置組數，簡化作業程序、違章蠻干，有著非常深刻的教訓。五

42、、帶回流線或架空地線時感應電壓的影響在帶回流線或架空地線的直接供電方式中，由于回流線或架空地線中流過的電流與帶電接觸網線路中流過的電流方向相反，對停電的接觸網線路而言，其產生的電磁感應與帶電接觸網線路產生的電磁感應方向也相反，有一定的抵消作用，即有一定的屏蔽能力。因此，此種情況下產生的電磁感應低于無回流線的情況，前述分析結論完全適合帶回流線或架空地線時的情況。六、感應電壓、回流電流測試實例分析2006年、2008年蘭州供電段針對感應電問題在雙線接觸網停電、不停電或單線停電，變電所饋線接地刀閉合或打開等不同情況下的感應電進行了一系列的測試，測試的結論也對其得到了印證。測試結論如下（測試過程見附錄

43、）：1架空回流線的電壓隨上下行機車取流影響較大，尤其是受同一側線路的影響大，電壓隨機車取流增加而增大；2停電后的接觸網感應電壓較高（3600v以上），大小主要跟該供電臂長度有關，長度越長，感應電壓越大，該電壓受鄰線機車取流影響較小；3停電的接觸網在兩端加掛接地封線后（接地線距離300m），接觸網感應電壓、鋼軌對地電壓都較低（不大于10v），并且在蘭新線截河壩武威上行，距離變電所2km的地點試驗過程中，5400v接觸網感應電壓在變電所閉合接地刀后，立即減小到4v左右（同300m加掛地線時的電壓相同）；4接觸網加掛地線（鋼軌）和回流線接地（接地極）后，兩者間的電壓不超過10v；5在接觸網加掛地線（

44、鋼軌）后，如果變電所閉合接地刀，天水蘭州區段、蘭州武威區段、武威嘉峪關區段都存在牽引回流通過接地線接觸網變電所接地刀回流的問題，且大小相當于饋線電流的1/3；6在軌道絕緣節較多的車站（或有軌縫絕緣、扼流變的區間），存在軌道回流從供電臂遠端地線流向接觸網，再從供電臂近端地線流回鋼軌的問題，主要是鋼軌電阻較大造成的；回流線接地后，地線中沒有電流通過。第四節 感應電的危害特點及與高壓觸電的區別一、感應電對人體危害的特點由上述分析可知，感應電對人體的危害具有以下特點：1帶電線路上電壓越高，在附近電線路上產生的感應電壓越高，危害就越大；2帶電線路上通過的交流電越強或電流變化率越大，在附近電線路上產生的感

45、應電動勢越高，危害就越大；3兩線的平行長度越長，在附近電線路上產生的感應電壓也越高，危害就越大；4兩線間的距離越近，產生的感應電壓越高，危害就越大；5如果產生感應電壓的導線形成了閉合回路或通路，有電流流過。當電流通過人體時，會對人體產生極大的傷害，甚至造成人身傷亡。二、高壓觸電與感應觸電的區別1高壓觸電：如圖14所示，接觸網、變電所、電力線路、配電所等高壓設備帶電運行時，在其電源側設有能快速切斷短路電流的繼電保護裝置，當人體與帶電部分間的距離小于安全距離規定，將人體與帶電體間的空氣擊穿形成電弧對人體放電時，電源側的保護裝置動作，帶動斷路器（或空氣開關）跳閘，瞬間斷開電源，多數情況下人體能與帶電

46、設備脫開。所以，發生高壓觸電時，人體造成電弧燒傷多，電擊直接死亡的較少。（2）感應觸電：如圖15所示，在停電檢修的電線路形成的感應電流回路中，無任何保護裝置，只要回路閉合或存在通路，感應電流就一直存在，當人體一旦觸及，發生感應觸電時，線路不具備自動切斷感應電的能力、觸電人員自行脫離電源的能力也已喪失，而其周圍作業人員也不易察覺，感應電將會長時間通過人體，造成人體肌肉收縮，多數情況下人體與帶電體不能脫離，直接造成電擊死亡。因此，感應電對人體安全的危害更大、更隱蔽，需要引起高度重視。第三章 消除感應電的方法有電磁場，就會在處于其內的電線路產生感應電。消除感應電就是要將作業線路上產生的感應電消除掉或

47、控制在人體可以承受的安全電壓范圍內。其方法就是：用接地線將可能會產生感應電勢的電線路或導體兩端可靠地進行接地。在不同的電線路上，結構不盡相同，在具體設置接地線和采取安全措施上也有不同的規定和要求。第一節 V形天窗接觸網檢修作業消除感應電的方法V形天窗是指雙線區段上、下行接觸網一行停電進行檢修作業的方式。在此情況下，由于另一行接觸網正常運行，停電進行檢修的接觸網線路上存在著很大的靜電感應電壓和電磁感應電壓。接觸網安全工作規程對接觸網V形天窗作業時為消除感應電設置接地線有著很嚴格的規定。歸納起來主要有：1在V形天窗作業時，作業區段內接觸懸掛和附加導線（如架空地線、回流線等）及同桿架設的其它供電線路

48、（如供電線、加強線、低壓照明線路、電力線路等）均需停電，并需在兩端可靠裝設接地線（兩地線間距大于1000m時，需增設接地線）。主要目的之一是消除感應電。2若只在接觸懸掛部分作業（作業人員不得越過與水平拉桿懸式絕緣子和平腕臂、斜腕臂棒式絕緣子，也不能攀登支柱超過斜腕臂底座以下500mm處），不侵入附加導線及同桿架設的其它供電線路的安全距離（作業人員包括所持的機具、材料、零部件等與周圍帶電設備的距離在25kv電壓等級時不得小于1000mm），從感應電產生的原理分析，可不對附加懸掛及同桿架設的其它供電線路接地，但為了防止作業人員作業中意外接觸附加懸掛及同桿架設的其它供電線路情況下發生觸電，必須對附加

49、懸掛及同桿架設的其它供電線路也要可靠設置接地線。3在直供加回流或架空地線供電方式的復線區段作業時，為切實消除感應電的危害，作業地點兩端（間距不超過1000m）的接觸懸掛和回流線或架空地線上均需接地線（V形地線），在有與接觸網同桿架設的其它線路如供電線時，供電線必須停電并掛接地線，目的是防止外來電、消除感應電危害，并使作業區內所有導體均成為等電位。其原理如圖16所示：從圖中可以看出，作業區段兩端的地線接好后看起來象字母V，故稱之為V形地線。這種接地線法，作業非常安全。當出現向接觸網誤送電時，兩端的A1C1和A2C2接地線立即將接觸懸掛與鋼軌短接，將電流引入鋼軌（大地），保護作業人員不受電擊；當回

50、流線或架空地線出現感應電并有電流流過時，兩端的B1C1和B2C2接地線立即將回流線或架空地線與鋼軌短接，將電流引入鋼軌（大地），保護在回流線或架空地線處作業，或有可能侵入回流線或架空地線作業的人員不受電擊；若作業人員違章將作業區兩端地線跨接到絕緣節兩側時，B1、B2之間的回流線或架空地線又充當了等電位線的作用，將A1、B1、C1、A2、B2、C2六個點等電位，當出現感應電時，由于作業人員處在同一電位點，避免受到電擊；當地線保護范圍內接觸懸掛出現斷口時，B1、B2之間的回流線或架空地線充當了短封線，和A1C1、B1C1和A2C2、B2C2接地線將A1、A2兩點短接（等電位），使作業人員處在同一電

51、位點，避免受到電擊。這種接地線法雖然對作業線路意外出現斷口能起到保護作業人員安全的作用，但接觸網安全工作規程規定的斷口處應該做短封線的地方必須要按規定要求做短封線，不能以接地線代替短封線，接地線是保護作業人員安全的最后一道防線。4裝設接地線除執行規定的程序和要求外，在接觸懸掛和附加導線及同桿架設的其他供電線路同時停電時，應先在接觸懸掛上設置接地措施后，再設置附加導線及同桿架設的其他供電線路的接地措施，拆除時其順序相反。第二節 電力線路檢修作業時消除感應電的方法一、電力線路消除感應電的基本要求1在電氣化鐵路附近進行電力作業時，除必須按鐵路電力安全工作規程設置地線外，當在與接觸網同桿合架低壓電力線

52、路的支柱上進行電力檢修作業時，接觸網與電力線路必須同時停電，防止誤觸有電設備，且接觸網及電力線路均必須按規定接地線后方準作業，防止感應電傷人。2當在與接觸網或其它供電線路平行的電力線路上作業時，應加掛接地封線，以防止感應電傷人。作業線路與其它有電線路平行架設距離在15m及以下時，兩組接地封線間距不得超過1000m。3停電線路在帶電線路上方交叉，不松動導線時，應在停電線路交叉檔處掛一組接地封線；停電線路在帶電線路下方交叉，松動導線時，應在停電線路的交叉檔處掛一組接地封線；停電線路在帶電線路的上方交叉，松動導線時，應在停電線路交叉檔內兩側，各掛接地封線一組。4因停電線路撤換電桿或松動導線而停電的其

53、他線路也應掛接地封線。二、電力作業消除感應電的常用方法電力作業時，消除感應方法主要有三種：一是等電位作業法；二為中間電位作業法；三為間接作業法。1等電位作業法等電位作業法多用于架線施工時。如圖17所示，其具體做法就是將作業區域施工線路導電體分段接地，使作業區域導電體電位與地電位等于零，從而消除或大大減弱感應電數值，使感應縱電動勢與大地形成回路、充分將導電體電容放電、避免電荷積累，以防止感應電電擊傷人。此方法也叫零電位作業法。2中間電位作業法（屏蔽服防感應電方法）在進行N1至換流站構架導地線安裝作業時，由于臨近500kV政平換流站強感應電場，施工人員將受到電磁感應電動勢以及帶電線路短路電流感應電

54、動勢的影響。場強超過人體感知水平時將使肌體產生毛發豎立、風吹、異聲及針刺等不良感覺。為切實保證安全，安裝人員采取穿著屏蔽服方法防感應電。另外，在驗收結束，拆除分段接地線時也必須穿著屏蔽服，以防止出現危險。通過在施工時設臨時接地，附件后對導線分段接地，感應電壓全部通過接地線釋放為電流，施工人員無任何不適感覺。3間接作業法（作業人員使用“保安線”法）在作業的線路上，作業人員可能碰觸導電材料的地方，盡可能多的使用短封線，即每個作業人員都要在作業位置上將導線與接地體相連，但一定要注意短路線夾的位置，并在作業完畢后拆除，作業前、后清點核對“保安線”的數量，防止造成新的事故。在進行有可能斷開主導電回路的檢

55、修作業時，首先使用短封線將可能的斷口兩端可靠短路，以使主導電回路導通。比如檢修隔開、調整弛度需解開弓子線時。4作業中的安全注意事項（1）當列車通過時，在確保作業相對安全的情況下，暫停作業，可有效避開機車通過時強大磁場帶來的感應電壓。（2）勞保著裝工整、規范，作業人員無裸露皮膚，線手套干潔（多準備一雙），絕緣鞋無破損。（3）潮濕天氣作業應特別注意。（4）作業人員精力集中。三、電力作業中的感應電危害及預防措施由接觸網對電力線路感應電特點可知與接觸網平行接近的電力貫通(自閉)線上產生的感應電壓較大，大都超過人體的危險電壓值。在電力貫通(自閉)線現場工作時，若不采取有效的安全措施，作業人員將會受到感應

56、電傷害，輕則被電麻，重則被電傷，且易造成作業人員高空墜落，嚴重危及人身安全。1注意作業安全。進行電力作業時，應將停電的電力貫通線進行有效短路接地，以有效消除靜電感應電壓，并改變電磁感應電動勢的分布情況，最大程度地降低接觸網感應電壓對作業人員的危害。作業時，應具體采取以下安全防范措施。（1）嚴格執行作業規程在鄰近接觸網的電力貫通線上作業時，應盡量避開陰雨天。同時，須嚴格遵守鐵道部鐵運1999103號部令中關于電力作業安全的有關要求，作業人員應穿絕緣狀況良好的絕緣鞋，在掛拆接地封線時，應戴絕緣手套，穿絕緣鞋(靴)，并用絕緣桿操作，人體不得接觸金屬導體和地線。（2）有效設置短路接地封線要求短路接地封線為截面不小于25mm2的銅線。同時要做到：在與接觸網水平距離較近、天氣潮濕、作業范圍較大情況下進行電力作業時，應適當增加接地封線點。在線路上設置短路接地封線的處所若有接地裝置時，其接地電阻應不大于30；若無接地裝置時，應選在土壤電阻率小的地方，且接地棒(接地極)打入地下深度不得少于0.6m。任何操作必須避免造成不同電位的開口作業。需要斷開導線或隔離開關時，應在斷開點兩端接臨時短接