Меню

При значении наведенного напряжения

Наведенное напряжение

Наведенное напряжение относится к физическим явлениям и возникает при высоких уровнях напряжения. Оно может возникнуть как от воздействия построенных и эксплуатируемых электроустановок (воздушных линий электропередачи и электрических подстанций), так и в результате естественных природных грозовых явлений, при которых наблюдаются электрические разряды высокого напряжения.

На воздушных линиях (ВЛ) электропередачи это воздействие учитывается при рабочем напряжении 220 кВ и выше. Рассмотрим особенности появления наведенного напряжения на примере двух ВЛ, проходящих параллельно на протяжении всей трассы.

При отключении в ремонт одной из ВЛ (при оставшейся в работе другой) на ней появляется наведенное напряжение , обусловленное влиянием электромагнитного поля оставшейся в работе ВЛ. Наведенное напряжение линии (его величина) зависит от рабочего напряжения влияющей ВЛ, токов, протекающих по проводам влияющей ВЛ, длин и конфигурации участков сближения ВЛ, расстояния между ними и ряда других параметров. Если величина наведенного напряжения ВЛ превышает 25 В, это является опасным фактором для персонала, эксплуатирующего ВЛ и выполняющего на ней работы под наведенным напряжением.

Измерение величины наведенного напряжения линии выполняется организациями, осуществляющими эксплуатацию ВЛ и в соответствии с разработанными методиками проведения измерений. По результатам измерений разрабатывается Перечень ВЛ, которые после отключения находятся под наведенным напряжением. Далее, в целях обеспечения безопасности персонала для работ под наведенным напряжением, в рамках организационных мероприятий разрабатываются технологические карты (ТК) и проекты производства работ (ППР). ТК (ППР) определяют технологию выполнения работы под наведенным напряжением, исключающую возможность поражения персонала электрическим током от элементов ВЛ, находящихся под наведенным напряжением.

Требования к организации выполнения работ регламентированы Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, утвержденных приказом Минтруда РФ от 24.06.2013 № 328н.

Примеры действующих ВЛ, оказывающих взаимное влияние:

Источник



Наведенное напряжение и меры защиты от него

На воздушные линии электропередач наводится напряжение от линий, функционирующих по соседству, это напряжение не относится прямо к напряжению самой линии, и называется поэтому наведенным.

В связи с этим фактом, правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок определяют защитные меры, которые необходимо предпринимать для обеспечения безопасности при проведении работ на воздушных линиях. Так же отмечаются отдельным пунктом меры безопасности в условиях, когда заземление не помогает понизить значение наведенного потенциала на отключенных проводах ниже 25 вольт.

Между тем, обслуживающий персонал время от времени испытывает поражение электрическим током по причине наведенного напряжения. Такое происходит из-за непонимания истинной природы наведенного напряжения, как оно возникает, каков механизм. Опасность так или иначе сохраняется, ведь даже прикосновение к заземленному по всем правилам проводу, который подвержен наведению напряжения от соседней линии, может привести к поражению человека током.

Наведенное напряжение и меры защиты от него

Суть в том, что любая воздушная линия, которая проходит параллельно другим воздушным линиям, все время испытывает индуктивное действие соседних линий, от чего и наводится на ней потенциал.

Электромагнитные поля линий между собой взаимодействуют, при этом значение наведенного напряжения связано как с рабочим напряжением, так и с током нагрузки, и с расстоянием между фазными проводниками линий, кроме этого значима длина участка, на котором эти проводники проходят параллельно. На каждой из линий наводится потенциал, который складывается из двух составляющих: электростатического и электромагнитного взаимодействий.

Первая составляющая — электростатическая. Наведенное данной составляющей, напряжение связано с взаимодействием электрического поля влияющей линии на рассматриваемую отключенную. Значение наведенного напряжения, даже при соблюдении ПУЭ, но при параллельном прохождении данных линий, зависит от напряжения на влияющей линии. Наведенное на отключенной воздушной линии напряжение оказывается одинаковым по всей ее длине, и получается равным:

Наведенное на отключенной воздушной линии напряжение

Диаграмма распределения наведенного напряжения:

Электростатический компонент наведенного напряжения может быть снижен до безопасного значения по всей длине линии путем ее заземления хотя бы в одном месте. То есть если заземлить такую воздушную линию по ее концам, то эффект от действия электростатической составляющей будет полностью устранен. Отключенную воздушную линию, заземленную с концов, при ее обслуживании, согласно правилам техники безопасности, следует заземлить и в месте проведения работ.

Электромагнитный компонент отличается механизмом своего действия от электростатического. Наведенное напряжение от электромагнитного компонента обусловлено действием магнитных полей токов фазных проводов, принадлежащих влияющей линии. Так, наведенная на отключенную воздушную линию ЭДС будет равна:

Здесь имеет значение коэффициент индуктивной связи, который для коридоров рассматриваемых линий неизменен, но значение ЭДС обуславливается длинной участка, на котором линии следуют параллельно. Так же имеет значение ток нагрузки во влияющей линии, но не напряжение в линиях. Напряжение относительно земли в точке х будет равно:

Читайте также:  Переключателями напряжения удобно путешествии наше время появились

Из формулы очевидно, что в начале линии наведенное электромагнитным компонентом напряжение будет равно +Е/2, в середине линии 0, а в конце -Е/2. Электромагнитная составляющая наведенного напряжения неизменна в связи с изоляцией провода от земли или с его заземлением в одной или нескольких точках.

С ростом количества мест заземления воздушной линии, смещается лишь место положения точки нулевого потенциала на линии. В соответствии с данной особенностью электромагнитной составляющей наведенного напряжения, обусловлены правила техники безопасности.

На диаграммах видно, что распределение электромагнитной составляющей напряжения, наведенного на отключенной воздушной линии, зависит от точки положения заземления. Если заземление одно, то точка нуля наведенного потенциала будет совпадать с точкой единственного заземления.

Данные диаграммы обосновывают потенциальную опасность для обслуживающего персонала, если работы ведутся в двух или более местах воздушной линии одновременно, поскольку воздушная линия, заземленная в одной точке, находится под действующим значением наведенной электромагнитной составляющей ЭДС. Так, если одна из бригад ведет работы в заземленной точке С, то там напряжение равно нулю.

Второе рабочее место D тоже может быть оснащено защитным заземлением, но тогда точка нулевого потенциала окажется смещена в направлении между точками D и C, и напряжения в самих точках D и C могут превысить безопасные значения, а люди будут уже подвергнуты риску.

Похожий эффект имеет место при работах на линейном разъединителе, который находится под действием наведенного напряжения от воздушной линии. Разъединитель должен быть заземлен со стороны линии, тогда рабочие будут в безопасности, если данное заземление будет единственным для обслуживаемой линии.

В противном случае, если будет иметься еще одно заземление, например на подстанции, расположенной с другого конца обслуживаемой линии, то наведенное напряжение в точке проведения работ возрастет до максимума, и люди окажутся в опасности. На рисунке приведена поясняющая диаграмма.

Фактор наведенного напряжения вынуждает рабочих прибегать к работам только по одной бригаде на линии, если данная воздушная линия находится под действием наведенного напряжения. Еще один вариант — разделить линию на несколько отдельных не связанных между собой участков, а затем поочередно их восстанавливать, и хотя такое решение связано с лишними затратами, к нему прибегают для обеспечения безопасности людей. Альтернатива — работа под напряжением, тогда сразу несколько бригад могут работать на одной линии.

В процессе приготовлений рабочего места для бригады, особое внимание уделяется надежности контактных соединений фазных проводников с защитными заземлителями.

Если контакт будет случайно потерян, то точка нулевого потенциала тут же сместится в другое место, а рабочее место окажется под наведенным напряжением, и люди подвергнутся риску. По этой причине лучше всего делать для надежности два защитных заземления. На рисунке приведено пояснение относительно данного нюанса.

Максимум наведенного электромагнитной составляющей напряжения приходится на границы участка взаимодействия линий, в частности — на отключенных линейных разъединителях. В данных точках на спуске заземляющей шины линейного разъединителя, либо на первой опоре, считая от подстанции, производятся замеры при включенных заземлениях с обеих концов линии. Соответственно подбираются вольтметры, класс которых должен укладываться в ожидаемые пределы до 500 — 1000 вольт.

Когда известен максимальный ток влияющей линии, после проведения замеров в текущем режиме становится возможным вычисление максимального наведенного напряжения, которое вычисляют по формуле:

Важно не забывать об основах безопасности во время проведения измерений. Соединительные провода, рама разъединителя и сам вольтметр могут находиться под напряжением, и для безопасной работы следует сначала собрать измерительную схему, а лишь затем соединять ее с фазными проводами.

Соединительные провода должны обладать изоляцией, рассчитанной на напряжение минимум 1000 вольт. Работники должны быть в диэлектрических ботах и перчатках. Если в процессе измерений потребуется изменять пределы измерения шкалы вольтметра, прежде нужно будет отсоединить всю измерительную схему от линии.

Источник

Наведенное напряжение и его особенности

Проложенные в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) высоковольтные линии, безопасны для людей и животных, несмотря на значение напряжения, измеряемое цифрами с 3–4 нулями. Однако природа протекания электрического тока в проводнике такова, что вокруг него обязательно возникает электромагнитное поле. На любых токопроводящих предметах тут же появляется наведенное напряжение, которое может быть не менее опасным, чем потенциал источника.

Читайте также:  Напряжение керамических конденсаторов 103

Как оно возникает

Рассмотрим вполне рядовую ситуацию. Существует некая линия электропередач, на которой в данный момент отсутствует потенциал. Это может быть не введенная в эксплуатацию линия, либо действующий объект, на котором выполняются ремонтные работы. На любом из участков этого проводника может располагаться другая линия, либо электроустановка, через которую протекает электрический ток. Если проводники расположены параллельно, возникает эффект трансформатора: влияющая линия (находящаяся под напряжением), оказывает индуктивное воздействие на отключенную. Благодаря этому, через пассивный проводник начинает протекать электрический ток, и возникает разность потенциалов, которая может иметь значение, аналогичное напряжению в источнике.

Если обесточить любую из ЛЭМ на иллюстрации, то под влиянием соседних проводников (находящихся под напряжением), на отключенных проводах возникнет наведенное напряжение.

Если на пассивной линии начать работы, не предприняв особых мер безопасности, можно получить поражение электротоком, вплоть до летального исхода.

Две составляющих этого явления

  1. Электростатика — потенциал образуется под влиянием именно электрического поля от источника, расположенного рядом. Максимальное воздействие проявляется в параллельно проложенных проводах, один из которых обесточен, а второй находится под напряжением. Степень наводки (возникающий в пассивном проводе потенциал) зависит от двух факторов: величина напряжения влияющего источника и расстояние от него до пассивного проводника. Получившуюся систему можно представить себе, как конденсатор (группу конденсаторов). Она формально может быть бесконечной, поскольку потенциал наводится по всей длине пассивного проводника.На иллюстрации синим цветом обозначен отключенный провод, красным — влияющий кабель. Конденсаторы изображены условно, в том числе по отношению к «земле» Для обеспечения безопасности достаточно заземлить отключенный проводник (физически соединить его с «землей»). Причем это соединение может быть в одной точке, вне зависимости от положения. Весь статический заряд будет «стекать» по заземлителю, и условия работы станут безопасными.Определение значения наведенного статического напряжения производится по формуле:Uст = k × Uраб
  • Uст — напряжение, наведенное статическим электричеством;
  • Uраб — рабочее напряжение влияющего проводника;
  • k — коэффициент емкостного воздействия. Зависит от расстояния и конфигурации проводников. Его величину можно узнать в специализированных справочниках.
  • Электромагнитное наведенное напряжение. Это то самое «трансформаторное» явление, при котором магнитное поле переменной величины распространяется во все стороны от влияющего проводника. Поле возбуждает электроток в пассивном проводнике вне зависимости от наличия заземления. Почему? Смотрите на иллюстрацию. Ток нагрузки в красном проводнике возбуждает электромагнитное поле. Под его влиянием возникает ток аналогичной величины в синем проводнике. Если к нему присоединить заземлитель, все равно возникает замкнутый контур, в котором наводится ЭДС.В точке заземления потенциал будет нулевым, а в остальной части провода он увеличивается по мере отдаления от «земли». Соответственно, максимальное значение разницы потенциалов образуется на концах пассивного кабеля, то есть в точках отключения линии.
  • В чем опасность наведенного напряжения

    Согласно Правил устройства электроустановок, значение выше 25 вольт представляет угрозу для здоровья человека. Но главная проблема вовсе не в наличии опасного напряжения. Линии, которые находятся под рабочим напряжением, при возникновении аварийной ситуации будут обесточены с помощью защитных устройств. А в случае с наведенным потенциалом, защита не сработает. Поэтому использование стандартных средств здесь не поможет.

    Важно: Отсутствие рядом с линией электропередач явных проводников, находящихся под напряжением, не повод для расслабления. Аналогичную проблему создают любые электроустановки, на которые подведено питание.

    Определение наведенного напряжения

    Со статикой определились, формально можно вычислить значение ЭДС для каждого участка работы. Однако при наличии нормального заземления (по краям и в точке работ), опасность практически нулевая.

    А вот с электромагнитным наведением придется потрудиться. Если участок относительно небольшой, можно просто замерять разницу потенциалов на концах пассивного проводника.

    Важно: Измерения проводятся с соблюдением всех мер защиты, как на реально работающей электроустановке.

    Разумеется, все измерения проводятся при наличии нормальной токовой загрузки влияющей линии. То есть при условиях, когда наведенное напряжение достигает максимального значения.

    Методика измерения следующая:

    Общий принцип сводится к замеру разницы потенциалов между реальной «землей» и предполагаемой точкой нулевого потенциала, то есть временным заземлением обесточенного проводника. Расстояние от «земли» до точки нулевого потенциала должно быть не менее 15–20 м.

    К измерительному зонду присоединяется гибкий медный провод, сечение которого позволяет выполнять работы с таким напряжением. Второй конец проводника соединяется с измерительным прибором. Вторая клемма прибора соединяется с реальной «землей».

    Читайте также:  При выключенном свете есть напряжение

    Измерение проводится минимум двумя работниками. Один находится у прибора, а второй набрасывает зонд на измеряемый проводник.

    Точки замера определяются перед началом операции, значение методично фиксируется первым оператором на графике.

    При переходе на иной участок, схема измерения разбирается, демонтируется временное заземление. Оборудование переносится на новое место, где монтируется снова, с учетом зоны проведения измерений.

    Важно: Наведенное напряжение измеряется не для статистики. Графики с результатами сдаются в отдел обеспечения безопасности работ на электроустановках. На основании этих данных планируются мероприятия по защите персонала при проведении ремонтных работ или укладке новых линий электропередач.

    Решения принимаются в случае, когда на проводниках и стальной обвязке (растяжки, бандажи, и прочее) остается напряжение выше 42 вольт.

    Меры безопасности при определении наведенного напряжения

    1. Персонал должен иметь группу электробезопасности не менее III, а руководитель работ не менее IV.
    2. Желателен опыт работы по монтажу и обслуживанию линий молниезащиты и силовых линий.
    3. Вокруг зоны проведения измерений организуется периметр безопасности.
    4. В целях безопасности, нулевой кабель в измеряемой группе, принято считать находящимся под напряжением.
    5. Начало и окончание работ оформляются документально.
    6. Запрещается проводить измерения в условиях осадков, сильного тумана, недостаточной видимости, сильном ветре.
    7. Если на измеряемом участке обнаруживается повреждения опоры, изолятора или высоковольтного кабеля, работы прекращаются до устранения проблемы.

    Теоретические расчеты значения разности потенциалов

    Бывают ситуации, когда наведенное напряжение на ВЛ измерить не получается. В этом случае производится расчет значений по исходным данным:

    Типовая формула: E = M × L × I

    • E — значение ЭДС на проводнике, подверженном влиянию наведенного поля;
    • М — коэффициент индуктивного влияния (определяется по справочным материалам);
    • L — длина, при которой проводники расположены параллельно;
    • I — максимально возможный ток влияющего проводника или электроустановки.

    Также можно рассчитать разность потенциалов от точки проведения работ до «земли». В формуле применяется уже полученное значение ЭДС:

    • U — разность потенциалов;
    • E — значение ЭДС;
    • X — расстояние от точки проведения работ до «земли»;
    • L — длина, при которой проводники расположены параллельно.

    Меры безопасности при работах на линии с наведенным напряжением

    Если присутствует лишь статическое напряжение (что маловероятно), зона работ просто заземляется, желательно в двух точках.

    При наличии напряжения, наведенного электромагнитным полем, меры безопасности более серьезные.

    Важно: Это относится лишь к значениям, превышающим 42 вольта.

    Как видно на иллюстрации, в зависимости от точки приложения заземления, мы просто смещаем место на проводнике, где наведенный потенциал будет нулевым.

    При этом, перемещая точку приложения «земли», мы оказываем влияние на значения напряжения относительно заземлителя. Его величина линейно зависит от расстояния до нулевой точки.

    Приложение заземлителей по краям линии с наведенным напряжением совершенно бессмысленно. Мы получаем такие же значения, как и без заземлителей.

    Как бы не строилась система защиты с помощью любого количества заземлителей, пассивная линия все равно будет находиться под влиянием активных проводников либо электроустановок. Как в этом случае проводить работы:

    1. Самый затратный способ — решить вопрос с отключением всех электроустановок и линий электропередач, расположенных параллельно. Работы выполняются максимально быстро, для снижения издержек.
    2. Менее сложный, но все-таки проблемный вариант: разделение обслуживаемой линии на несколько коротких участков, не имеющих электрической связи между собой. Исходя из формулы расчета, мы знаем, что длина участка пропорционально влияет на величину наведенного напряжения.
    3. И, наконец, оптимальный вариант: проведение работ под напряжением, либо со снятием напряжения, но с применением полноценных средств электрической защиты персонала. Это безопасно, но несколько ограничивает сотрудников в удобстве и скорости работы.

    Наведение напряжения на домашних линиях электропроводки

    Разумеется, речь не идет о значениях в сотни или тысячи вольт. Однако 40–60 вольт можно получить, а это уже опасно для жизни. Наверное, многие наблюдали блеклое свечение экономных ламп при выключенном освещении. Это признак наличия наведенного напряжения. Как правило, такие ситуации возникают при параллельной укладке линий питания розеточной сети и освещения.

    При проведении работ опасаться нечего: вы все равно отключаете от вводного напряжения всю домашнюю сеть. А для локализации проблем вроде светящихся экономок, следует пересмотреть маршруты укладки проводов, и проверить рабочее заземление и зануление.

    Источник