Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Ремонтні бригади досить часто стикаються з проблемою наявності напруги в розірваної ланцюга. Таке явище трапляється на повітряних лініях, нерідко в побутової електромережі. Це так зване наведену напругу, що з'являється на відключених проводах внаслідок впливу електромагнітного поля, від працюючих поруч електроліній.
Для кращого розуміння ефективності захисних заходів при ремонті повітряних ліній електропередач (ПЛ) розглянемо більш докладно фізичну сутність наводки. Це допоможе краще зрозуміти механізми захисту від ураження струмом, що утворився на відключених проводах.
Визначення наведеної напруги
Офіційна термінологія наведеним напругою називає потенціал, небезпечний для життя, що виникає в результаті електромагнітних впливів паралельної повітряної лінії або електрики циркулюючого в контактних мережах. Цей потенціал є паразитних, породженим впливом функціонуючої паралельною лінією електричної мережі і прямо не відноситься до транспортованого току. Звідси і назва - наведене напруга.
У чому небезпека явища?
Наявність в проводах потенціалу, наведеного змінним струмом або статичною електрикою часто неможливо передбачити. В цьому криється головна небезпека наведення. На наведене напруга не реагують штатні захисні прилади. На електромеханіка, який потрапив під дію наведення, буде діяти струм, поки він самостійно, або за допомогою напарника не буде він випущений руку або іншу частину тіла, зіткнувшись з оголеним проводом.
Якщо в результаті короткого замикання на ПЛ відбудеться спрацьовування захисту, що відключає робоча напруга, дроти можуть опинитися під наведеним струмом. Небезпека також виникає при появі грозових розрядів, в т. Ч. І междуоблачних.
Зверніть увагу: штатна захист не реагує на напруги спрацьовування, що виникли в результаті наведення. Тому при вимкненій ПЛ - слід застосовувати особливі схеми заземлення, що дозволяють створювати точки нульового потенціалу в конкретній зоні, при обслуговуванні ліній.
Небезпека обумовлена поведінкою наведеного струму. Справа в тому, що джерелом струму є наводка від сусідніх ПЛ, що розповсюджується по всій довжині дроту не однаково. Тому поведінку таких струмів відрізняється від звичного для нас робочого електрики.
Наявність штатного лінійного заземлення не гарантують безпеки, а навпаки, супроводжує появи електричного струму в від'єднаний проводах. Як видно на малюнку 1, максимальний струм знаходиться в точках заземлення, тобто на заземлюючих ножах.
У деяких випадках доцільно відключити заземлення ПЛ, а для захисту використовувати переносні заземлення, які встановлюють з кожної сторони від місця пошкодження, як можна ближче до точки проведення робіт.
Причини виникнення
Для початку розглянемо фізичну картину виникнення наведення, а потім з'ясуємо причини явища в різних ситуаціях:
- на повітряній лінії;
- електроустановках;
- в квартирі;
- електропроводці.
Якщо розташувати паралельно два довгих провідника і по одному з них пропустити змінний струм, то на другому виникне напруга. Причому проявиться електромагнітний вплив і дію електростатичного складової. Величини електричних потенціалів на неподключённом провіднику залежать від довжини, відстані між проводами, а також від струму навантаження. Подібні явища відбуваються і в реально діючих лініях енергопостачання.
На повітряної лінії (ПЛ)
Струм, який створює електростатична складова, має однаковий потенціал по всьому провіднику: U е = k × U в, де U е - наведене електростатичне напругу, k є коефіцієнтом ємнісний зв'язку, а U в - робочий впливає напруга. Очевидно, що наведене напруга залежить від різниці потенціалів на проводах паралельно розташованої впливає лінії.
Зауважимо, що електростатичне напругу є результатом не тільки дії розташованих поблизу електромагнітних полів фазних проводів. Будь-яке статичну електрику викликає такий же ефект. Наприклад, в північних широтах статичну наводку може викликати полярне сяйво, а також, згадані вище грозові розряди (показано на малюнку нижче).
Для усунення електростатичного потенціалу достатньо заземлити провід в будь-якому місці.
Компонент напруги електромагнітної складової, сильно відрізняється від статичного. Потенціал виникає внаслідок дії електромагнітних полів, утворених струмами проводів фази. На малюнку 3 показана схема освіти наведеного напруги.
Важливі особливості електромагнітної складової:
- її величина пропорційна робочому току ВЛ;
- залежить від відстані до впливає повітряної лінії;
- на наведений потенціал впливає протяжність взаємодіючих проводів;
- виражена залежність від схеми переносного заземлення ПЛ і від опору заземлення.
Наведена ЕРС в цьому випадку обчислюється за формулою:
E = M × L × I,
Тут M - коефіцієнт індуктивного зв'язку, L - довжина паралельної ділянки, I - сила струму впливає лінії.
Як видно з формули, величина напруги дроти фази не впливає на ЕРС.
У конкретній точці x наведене напруга можна обчислити за формулою:
U = - (E * x) / L + E / 2, де E - ЕРС, L - довжина паралельного проходження, x - відстань від точки обчислення напруги до початку лінії.
Очевидно, що напруга в точці відсікання (де x = 0) приймає значення: U = + E / 2, в середині лінії (x дорівнює умовної одиниці) U = 0, а в кінцевій точці U = - E / 2. Зрозуміло, що напруга вже не є константою на всій ділянці проводів лінії. Воно лінійно змінюється між заземленнями, утворюючи нульовий потенціал в певній точці. Якщо заземлення одне, тоді положення нульової точки знаходиться в місці входу заземляющего ножа.
На схемах, наведених нижче (малюнок 4), видно як розподіляється наведене напруга. Зверніть увагу, як переміщається точка нульового потенціалу і як вона залежить від обраного способу заземлення.
З схематичних зображень видно, як робота обслуговуючого персоналу одночасно в декількох місцях відключеною ПЛ може становити небезпеку. З огляду на несиметрії струмів наведене напруга може розподілитися таким чином, що нульові потенціали зрушаться за межі робочого простору людей. Внаслідок цього ремонтники можуть опинитися під небезпечним впливом наведеного напруги.
В електроустановках
З огляду на те, що стаціонарні електроустановки нерозривно пов'язані з ПЛ, існує ймовірність потрапляння наведеного напруги на струмопровідні частини обладнання. Найчастіше це трапляється при обриві нуля.
Особливість електроустановок в тому, що там використовуються ізольовані кабелі, в яких щільно укладені дроти. Хоча довжина такої проводки зазвичай незначна, однак, наводка в кабелі може мати суттєвий потенціал (через щільний розміщення проводів). Тому при роботі з електроустановками необхідно забезпечувати захисні заходи по зняттю небезпечного наведеного напруги, використовувати засоби індивідуального захисту, що відповідають класу напруги. Необхідно дотримуватися ПУЕ, виставляти огородження для дотримання безпечних відстаней до струмоведучих частин електроприладів.
В квартирі
Наведення в звичайної побутової мережі спостерігається при обриві нульового проводу на вході або на ділянці повітряної лінії. Якщо пошукати індикатором фазу в розетці - він покаже напругу на кожному з виходів. Насправді ж, робоча напруга існує на дроті фази, а на нульовому - спостерігається струм наводки. При усуненні несправності все стає на свої місця.
Оскільки пошук і ліквідація несправності в квартирі проводиться при відключених запобіжниках, то тим самим забезпечується необхідний захист.
У електропроводці
Електропроводка в будинку монтується з використанням дво-, а іноді трижильний проводів. Зазвичай кабелі укладаються в короби, звідки виходять розгалуження. Якщо вимикач роз'єднує нульовий провід, то при такому укладанні в ньому неминуче з'явиться наводка. Виникає напруга безпечної величини, однак його досить для запалювання діодного освітлення (вимкнені діодні лампи тьмяно світяться). Проблема вирішується просто - необхідно на вимикачі поміняти місцями проводи фази і нуля.
Відомі випадки, коли для заземлення розетки використовувався дріт трижильний кабелю. На цьому провіднику завжди присутній досить відчутне наведене напруга. Тому для заземлення використовуйте окремий одножильний кабель великого перерізу і прокладайте його якомога далі від проводки з номінальними напругами.
заходи захисту
З огляду на те, що наведені струми можуть досягати гранично небезпечних значень, особливо на ділянках ПЛ або в електроустановках, при їх обслуговуванні слід вживати заходів щодо захисту 2]:
- використовувати сигналізатори напруги;
- забезпечувати безпечний рівень напруги на ділянках, де має бути робота;
- використовувати захисний одяг, діелектричні килимки і т.п .;
- користуватися покажчиками напруги, універсальними електроізолюючими штангами для оцінки значень струмів наведення.
- застосовувати пристосування для зняття напружень.
Перед проведенням робіт на лініях з наведенням встановлюйте переносні заземлення з двох сторін пошкодженої ділянки ПЛ на невеликій відстані. Мають бути заземлені проводи з поверхні землі, використовуючи ізоляційні штанги. Дотримуйтеся вимог відстані спрацьовування захисту заземлення.
На малюнку 5 показано як впливає відстань від заземлення на зниження наведеного напруги.
Вимірювання напруги проводите в ізолюючих рукавичках і ботах, а вимірювальні прилади розміщуйте на килимках або підставках. Використовуйте тільки ті вимірювальні пристрої, які призначені для зазначених цілей і розраховані на вимір у відповідних межах. Пам'ятайте, що штатні захисні пристосування для наведеного струму не призначені. Не можна проводити вимірювання в умовах туману, опадів, а також при сильному вітрі.
Завжди перевіряйте наявність фазного струму на всіх проводах. Якщо за допомогою приладу УПСФ-10 ви визначили лінійне робоча напруга, то використовувати переносне заземлення забороняється.
З метою безпеки завжди вважайте нульовий кабель таким, що знаходиться під напругою.