（云南电网公司昆明供电局 云南昆明）
摘要：10kV配电线路带电作业是确保供电可靠性的重要技术手段，而采用绝缘手套作业法的作业人员在酷热环境下会经受不同程度的热应激.本文结合人体热应激反应，分析了穿戴绝缘服的作业人员的受热和散热特性.分析了作业人员在高原酷热环境下的不同热应激反应.为了保证作业人员在高原酷热环境下的安全需要采用降温装置和改变作业方式提出了热防护措施。
关键词：高原；酷热；10kV配电线路；带电作业；绝缘服；热应激；降温措施
随着我国配电网自动化的不断进步，南方高原地区电力供应稳步增长，对供电可靠性提出了更高的要求。带电作业是确保供电可靠性的重要技术手段之一，并且在高原地区配电网的建设中获得了广泛的推广。随着高原地区配电网发展和国外先进技术的引进和学习，在经济较发达的地区率先采用了绝缘承载工具、绝缘隔离和人员绝缘防护配合下的直接和间接作业法进行作业，带电作业带来的供电可靠性得到显著提高。在高原地区不同方式的作业也使带电作业的适用范围不断增加，采取绝缘隔离和人员绝缘防护后用手直接操作或者用操作杆间接操作，需要停电的作业几乎都可以带电作业取而代之。
在10kV配电线路带电作业中绝缘服起电气隔离的辅助绝缘作用，对作业时的通风散热并没有考虑。带电作业须在良好的天气条件下才能进行，因此，晴天配电网带电作业人员，除受太阳照射对人体发生的热传导外，还受被照射地面的周围物体放出的热辐射作用。我国南方高原地区夏、秋季（3月至10月）炎热多湿，太阳辐射强，作业时温度高。在高原酷热条件下开展带电作业会让穿着绝缘服的人员产生热应激：（1）绝缘服的材料封闭，阻隔人体的排汗蒸发（国产绝缘服采用锦纶涂复织物为主，其耐压能力也高于国外产品，但因其穿着性和作业便利性较差，影响其推广应用；国外绝缘服材料采用EVA耐电树脂等复合材料为主，主要利用柔软的纤维和适量树脂基体进行复合制成，使具有阻燃、隔热、抗静电的功能，一旦接触到电弧火焰或炙热时，内部高强的延伸防弹纤维会迅速膨胀，从而使面料变厚且密度变高，形成对人体的保护性屏障）；（2）在阳光下会吸收大量的热，使绝缘服内迅速升温；（3）在绝缘斗内作业时，绝缘斗影响了通风散热效果。
本文结合高原酷热地区带电作业，分析了酷热条件下人体的蓄热方式和10kV配电线路带电作业人员的热应激反应。结合酷热条件下人员的散热方式和作业人员的分工不同，提出了10kV配电线路带电作业的降温措施。
1 人体热应激反应
在“人-服装-环境”这个系统中，对穿着服装者的热感知有许多影响。人是恒温动物，体内维持温度恒定才能正常的新陈代谢。当外界温度升高时，人自身的温度调节机能进行工作，若人体机能不足时，调温就需要采用人为的方式来调节体温的恒定。
2 酷热条件下作业人员的热应激反应
2.1 需氧量、心率增加
在高原酷热条件下，开展带电作业检修作业，由于高海拔地区作业人员精神高度集中而喘不过气，需氧量会大幅增加（成年人安静时需氧量大约250ml/minˉ¹）。需氧量的增加使人体摄入的食物加速分解，产生大量的热。人体主要通过增加心血输出量，增加由体核至皮肤表面的血流量，将体核热量传递至皮肤表面，再经过热辐射与对流方式将体热传递至外界环境中。由于人体心脏每次心血搏击量有限，只能靠增加单位时间心搏击次数增加心血输出量。因此，在高原酷热环境下10kV配电线路带电作业人员的心率显著增加。
2.2 失水量增大
每蒸发1g水可带走2.44 kJ热量，因此蒸发是非常有效的散热方式，蒸发可分为不显汗和发汗两种。不显汗（又称不感蒸发）在未聚集成明显的汗滴之前即被蒸发的一种持续性的散热形式。一般不为人们所察觉。在中等室温（30℃以下）和湿度条件下，约有25%的热量是由这种方式散发的发汗是汗腺主动分泌汗液的活动过程，汗液的蒸发可有效地带走热量。因为发汗可以感觉得到，又称为可感蒸发。所以在酷热环境下，出汗是很重要的体温调节手段。但是带电作业穿戴的绝缘防护服阻碍了汗液的蒸发，大量汗液积聚在绝缘服内阻碍了蒸发散热，导致大量的热积聚，出汗进一步增加。发汗速度受环境温度和湿度影响。环境温度越高，发汗速度越快。如果在高温环境中时间太长，发汗速度会因汗腺疲劳而明显减慢。湿度大，汗液不易被蒸发，体热因而不易蒸发，体热因而不易散失。此外，风速大时，汗液易蒸发，汗液蒸发快，容易散热而使发汗速度变小。劳动强度也影响发汗速度。劳动强度大，产热量越多，发汗量越多。
2.3 核心温度、皮肤温度升高
在酷热环境下作业，体温往往有不同程度的增加，皮肤温度也可迅速升高，人体为维持正常体温，通过以下两种方式增强散热的作用：（1）在酷热环境中，体表血管反射性扩张，皮肤血流量增加，皮肤温度增高，通过辐射和对流使皮肤的散热增加；（2）汗腺增加汗液分泌功能，通过汗液蒸发使人体散热增加。
人体最适环境温度在20-28℃之间，15-20℃，人的记忆力强，工作效率高；4-10℃，发病率较高。＞28℃，有不舒适感，易致中暑、精神紊乱；≥34℃，心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。＞37℃人体蛋白质会被破坏。人体温度≥40℃，生命会直接受威胁。同样酷热条件也会对10kV配电线路带电作业人员的生命安全构成威胁。
2.4 对体内循环的影响
在酷热条件下，由于过量流汗、血液浓稠，同时高温使血管舒张、末稍血液循环增加，加上劳动的需要，肌肉的血流量也增加，这些因素都可使心跳过速，而每搏心输出量减少，加重心脏负担，血压升高，头晕脑胀，因此，酷热对心脑血管的机能有重大的影响，在炎热的气候条件下，有心脑血管疾病的作业人员应禁止开展带电作业。
2.5 对精神的影响
在酷热和热辐射作用下，大脑皮层负诱导调节，使中枢神经系统运动功能受抑制，因而，肌肉工作能力、动作的准确性、协调性、反应速度及注意力均可能降低，可能发生人身触电伤亡事故，因此，在作业准备时和作业中，时刻观察作业人员的精神状态，发现精神不佳时，及时暂停工作或替换为精神状态良好的作业人员。
2.6 对工作效率的影响
表2南方气温变化与工作效率、体力耐力和相对差错率的变化
根据2013年至2015年内，云南省东北部昆明市东川区高原酷热地区各月的带电作业数据研究结果表明，热环境的水平会对作业者的劳动效率产生影响，影响的程度受劳动类型和紧张程度等因素控制。在极端酷热环境下进行作业，带电作业人员随着作业的推进，贴身服装在半小时以内就湿透，脱下绝缘服的作业人员衣服和裤子明显湿透，并且绝缘服和绝缘手套可以倒出水来，作业人员如不及时补水，随时会出现眩晕，呕吐等中暑的症状（图1）。表2给出了南方气温变化与工作效率、体力耐力和相对差错率的变化。随着气温升高作业人员工作效率下降，相对差错率上升。在偏离热舒适区的环境下从事体力劳动，作业人员出现体力消耗、耐力下降，大脑思维活动也受影响，思维不清晰，发生事故的概率增加。因而，为了在炎热的季节开展带电检修作业，减少对工作效率的影响，建议采取以下措施：
（1）根据季节变化合理计划作业开展时间；
（2）结合安全风险辨识，加强对作业人员的风险管控，有必要时设置专职监护人进行监护；
（3）对于较复杂作业项目，保证作业人员充足，根据需要进行轮换并采取合理的降温措施。
3.现有的降温方式
运用制冷循环对酷热下的作业人员进行降温是一种有效的方式，由于受作业空间的影响和绝缘的要求，此方法都不适用于10kV配电线路带电作业人员降温。
利用便于携带的降温装置：相变材料服；液冷微循环降温服；气冷式微循环降温服等。降温装置的制冷效果与相变材料、制冷器、降温服、气冷服和制冷器的材料、体积和功率等都有关系。在热应激程度不同时，可以有选择的为作业人员提供足够的制冷量，同时保证了作业者身体的干燥舒适。
4 结语
10kV配电线路带电作业人员在高原酷热条件下会出现不同程度的热应激问题，对中间电位电工、地面电工和监护人都应采取合理的降温措施。由于高原高海拔空气稀薄，气温逐年升高，酷热环境下10kV配电线路带电作业人员的热应激，流汗大幅增加，容易出现脱水、中暑和误操作等安全事故可能的问题，高海拔地区作业人员热应激反应明显，同样由于全球气候变暖，也可能出现在全国各地。作业人员的需氧量、心率、失水量、体温、循环系统、神经系统和工作效率受到影响，工作效率下降。结合利用传统的降温装置和采用新的技术、新的方法改变原有的作业方式，可以有效降低带电作业人员热应激，同时提高的工作效率。
参考文献：
[1]刘静，高温对配网带电作业人员的影响及防护措施 .中国科技纵横，2016.
[2]胡毅，输配电线路带电作业技术的研究与发展.高电压技术，2006，32（11）：1-10.
[3]魏洋，人体出汗量的测定研究.中国个体防护设备，2011.
[4]张渭源，服装舒适性与功能[M]北京；中国纺织出版社，2005.
[5]魏洋，王革辉.不同环境温度和活动强度下人体出汗率测定.中国个体防护装备，2011.
[6]胡毅，程凤舟.配电网带电作业用绝缘服的研制.高电压技术，2000，26（2）：49-50，53.
[7]王厉冰，于爱红.服装的舒适性与功能[M].青岛：中国海洋大学出版社，2005，8.
[8]郭新梅，袁修干.坦克、装甲车乘员热应激问题的解决方案[J].兵工学报，2009，30
论文作者:韩凯,陈伯希,赵毅林,赵镔,黎兵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：作业论文; 人员论文; 高原论文; 汗液论文; 条件下论文; 环境论文; 人体论文; 《电力设备》2017年第32期论文;