Меню

Что такое линия под наведенным напряжением по новым правилам



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.

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».

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

    Читайте также:  Чувствительность усилителя при напряжении питания 50

    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

    Что такое наведенное напряжение и чем оно опасно?

    Ремонтные бригады довольно часто сталкиваются с проблемой наличия напряжения в разорванной цепи. Такое явление случается на воздушных линиях, нередко в бытовой электросети. Это так называемое наведенное напряжение, появляющееся на отключенных проводах вследствие воздействия электромагнитного поля, от работающих рядом электролиний.

    Для лучшего понимания эффективности защитных мер при ремонте воздушных линий электропередач (ВЛ) рассмотрим более подробно физическую сущность наводки. Это поможет лучше понять механизмы защиты от поражения током, образовавшимся на отключенных проводах.

    Определение наведенного напряжения

    Официальная терминология наведённым напряжением называет потенциал, опасный для жизни, возникающий в результате электромагнитных воздействий параллельной воздушной линии или электричества циркулирующего в контактных сетях. Этот потенциал является паразитным, порождённым влиянием функционирующей параллельной линией электрической сети и прямо не относится к транспортируемому току. Отсюда и название – наведённое напряжение.

    Читайте также:  Для чего нужен однофазный трансформатор напряжения

    В чем опасность явления?

    Наличие в проводах потенциала, наведённого переменным током или статическим электричеством часто невозможно предсказать. В этом кроется главная опасность наводки. На наведённое напряжение не реагируют штатные защитные приборы. На электромеханика, попавшего под действие наводки, будет действовать ток, пока он самостоятельно, либо с помощью напарника не высвободит руку или другую часть тела, соприкоснувшуюся с оголенным проводом.

    Если в результате короткого замыкания на ВЛ произойдёт срабатывание защиты, отключающее рабочее напряжение, провода могут оказаться под наведённым током. Опасность также возникает при появлении грозовых разрядов, в т. ч. и междуоблачных.

    Обратите внимание: штатная защита не реагирует на напряжения срабатывания, возникшие в результате наводки. Поэтому при отключенной ВЛ – следует применять особые схемы заземления, позволяющие создавать точки нулевого потенциала в конкретной зоне, при обслуживании линий.

    Опасность обусловлена поведением наведённого тока. Дело в том, что источником тока является наводка от соседних ВЛ, распространяющаяся по всей длине провода не одинаково. Поэтому поведение таких токов отличается от привычного для нас рабочего электричества.

    Наличие штатного линейного заземления не гарантируют безопасности, а наоборот, сопутствует появлению электрического тока в отсоединённых проводах. Как видно на рисунке 1, максимальный ток находится в точках заземления, то есть на заземляющих ножах.

    В некоторых случаях целесообразно отключить заземления ВЛ, а для защиты использовать переносные заземления, которые устанавливают с каждой стороны от места повреждения, как можно ближе к точке проведения работ.

    Причины возникновения

    Для начала рассмотрим физическую картину возникновение наводки, а потом выясним причины явления в различных ситуациях:

    • на воздушной линии;
    • электроустановках;
    • в квартире;
    • электропроводке.

    Если расположить параллельно два длинных проводника и по одному из них пропустить переменный ток, то на втором возникнет напряжение. Причём проявится электромагнитное влияние и действие электростатической составляющей. Величины электрических потенциалов на неподключённом проводнике зависят от длины, расстояния между проводами, а также от тока нагрузки. Подобные явления происходят и в реально действующих линиях энергоснабжения.

    На воздушной линии (ВЛ)

    Ток, который создаёт электростатическая составляющая, имеет одинаковый потенциал по всему проводнику: U э = k × U в , где U э – наведённое электростатическое напряжение, k является коэффициентом ёмкостной связи, а U в – рабочее влияющее напряжение. Очевидно, что наведённое напряжение зависит от разницы потенциалов на проводах параллельно расположенной влияющей линии.

    Заметим, что электростатическое напряжение является результатом не только действия расположенных поблизости электромагнитных полей фазных проводов. Любое статическое электричество вызывает такой же эффект. Например, в северных широтах статическую наводку может вызвать полярное сияние, а также, упомянутые выше грозовые разряды (показано на рисунке ниже).

    Для устранения электростатического потенциала достаточно заземлить провод в любом месте.

    Компонент напряжения электромагнитной составляющей, сильно отличается от статического. Потенциал возникает вследствие действия электромагнитных полей, образованных токами проводов фазы. На рисунке 3 показана схема образования наведённого напряжения.

    Важные особенности электромагнитной составляющей:

    • её величина пропорциональна рабочем току ВЛ;
    • зависит от расстояния до влияющей воздушной линии;
    • на наведённый потенциал влияет протяжённость взаимодействующих проводов;
    • выраженная зависимость от схемы переносного заземления ВЛ и от сопротивления заземления.

    Наведённая ЭДС в этом случае вычисляется по формуле:

    Здесь M – коэффициент индуктивной связи, L – протяжённость параллельного участка, I – сила тока влияющей линии.

    Как видно из формулы, величина напряжения провода фазы не влияет на ЭДС.

    В конкретной точке x наведённое напряжение можно вычислить по формуле:

    U = – (E*x)/L + E/2 , где E – ЭДС, L – длина параллельного следования, x – расстояние от точки вычисления напряжения до начала линии.

    Очевидно, что напряжение в точке отсечения (где x = 0) принимает значение: U = + E/2 , в середине линии ( x равняется условной единице) U = 0, а в конечной точке U = – E/2 . Понятно, что напряжение уже не является константой на всём участке проводов линии. Оно линейно изменяется между заземлениями, образуя нулевой потенциал в определённой точке. Если заземление одно, тогда положение нулевой точки находится в месте входа заземляющего ножа.

    На схемах, приведённых ниже (рисунок 4), видно как распределяется наведённое напряжение. Обратите внимание, как перемещается точка нулевого потенциала и как она зависит от выбранного способа заземления.

    Из схематических изображений видно, как работа обслуживающего персонала одновременно в нескольких местах отключённой ВЛ может представлять опасность. Ввиду несимметрии токов наведённое напряжение может распределиться таким образом, что нулевые потенциалы сдвинутся за пределы рабочего пространства людей. Вследствие этого ремонтники могут оказаться под опасным воздействием наведённого напряжения.

    В электроустановках

    Ввиду того, что стационарные электроустановки неразрывно связаны с ВЛ, существует вероятность попадания наведённого напряжения на токоведущие части оборудования. Чаще всего это случается при обрыве нуля.

    Читайте также:  Балки с предварительными напряжением

    Особенность электроустановок в том, что там используются изолированные кабели, в которых плотно уложены провода. Хотя длина такой проводки обычно незначительна, однако, наводка в кабеле может иметь существенный потенциал (из-за плотного размещения проводов). Поэтому при работе с электроустановками необходимо обеспечивать защитные меры по снятию опасного наведённого напряжения, использовать средства индивидуальной защиты, отвечающие классу напряжения. Необходимо придерживаться ПУЭ, выставлять ограждения для соблюдения безопасных расстояний к токоведущим частям электроприборов.

    В квартире

    Наводка в обычной бытовой сети наблюдается при обрыве нулевого провода на входе или на участке воздушной линии. Если поискать индикатором фазу в розетке – он покажет напряжение на каждом из выходов. В действительности же, рабочее напряжение существует на проводе фазы, а на нулевом – наблюдается ток наводки. При устранении неисправности всё становится на свои места.

    Поскольку поиск и ликвидация неисправности в квартире проводится при отключенных предохранителях, то тем самым обеспечивается необходимая защита.

    В электропроводке

    Электропроводка в доме монтируется с использованием двух-, а иногда трёхжильных проводов. Обычно кабели укладываются в короба, откуда выходят разветвления. Если выключатель разъединяет нулевой провод, то при такой укладке в нём неизбежно появится наводка. Возникает напряжение безопасной величины, однако его достаточно для зажигания диодного освещения (выключенные диодные лампы тускло светятся). Проблема решается просто – необходимо на выключателе поменять местами провода фазы и нуля.

    Известны случаи, когда для заземления розетки использовался провод трёхжильного кабеля. На этом проводнике всегда присутствует довольно ощутимое наведённое напряжение. Поэтому для заземления используйте отдельный одножильный кабель большого сечения и прокладывайте его как можно далее от проводки с номинальными напряжениями.

    Меры защиты

    Учитывая то, что наведённые токи могут достигать предельно опасных значений, особенно на участках ВЛ или в электроустановках, при их обслуживании следует применять меры защиты [ 2 ]:

    • использовать сигнализаторы напряжения;
    • обеспечивать безопасный уровень напряжения на участках, где предстоит работа;
    • использовать защитную одежду, диэлектрические коврики и т.п.;
    • пользоваться указателями напряжения, универсальными электроизолирующими штангами для оценки значений токов наводки.
    • применять приспособления для снятия напряжений.

    Перед проведением работ на линиях с наводкой устанавливайте переносные заземления с двух сторон повреждённого участка ВЛ на небольшом расстоянии. Заземляйте провода с поверхности земли, используя изоляционные штанги. Выдерживайте расстояния срабатывания защиты заземлений.

    На рисунке 5 показано как влияет расстояние от заземления на снижение наведённого напряжения.

    Измерение напряжения проводите в изолирующих перчатках и ботах, а измерительные приборы располагайте на ковриках или подставках. Используйте только те измерительные устройства, которые предназначены для указанных целей и рассчитаны на измерение в соответствующих пределах. Помните, что штатные защитные приспособления для наведённого тока не предназначены. Нельзя проводить измерения в условиях тумана, осадков, а также при сильном ветре.

    Всегда проверяйте наличие фазного тока на всех проводах. Если с помощью прибора УПСФ-10 вы определили линейное рабочее напряжение, то использовать переносное заземление запрещается.

    В целях безопасности всегда считайте нулевой кабель таким, что находится под напряжением.

    Источник

    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