Определение линия под наведенным напряжением: Воздушная линия под наведенным напряжением | Справка

Определение наведенного напряжения в электрике

Содержание

• 1 Природа явления
• 2 Явление в быту
• 3 Основы безопасности
• 4 Видео

Наведённым называют напряжение, возникающее в обесточенном проводнике, находящемся под воздействием располагающегося рядом высоковольтного оборудования или провода. Это явление уникально и представляет собой немалую опасность, по этой причине стоит узнать о нем более подробно.

Воздушная линия электропередачи

Для того чтобы разобраться в природе явления, придётся немного освежить в памяти уроки физики. Итак, что такое наведённое напряжение, и чем оно опасно?

Природа явления

Суть наведённого напряжения в том, что в обесточенном проводнике, который находится рядом с источником электромагнитного поля, возникает опасный потенциал. Источником излучения может стать находящаяся рядом с обесточенным проводом линия ВЛ или другое оборудование, создающее такое поле.

Наиболее ярким примером будет рассмотрение наведённого напряжения на ВЛ (воздушной линии электропередачи). При отключении одного провода от источника тока рядом находящийся провод электропередачи имеет электромагнитное поле, которое, в свою очередь, создаёт потенциал в обесточенном проводнике. Этот потенциал вполне может принимать опасные для здоровья и жизни значения, особенно при расположении рядом мощного источника магнитного поля.

Значение потенциала зависит лишь от рабочего напряжения, токов нагрузки и общего расположения относительно друг друга. Потенциал условно представлен суммой электромагнитной и электростатической частей:

1. Электростатическая составляющая наведённого потенциала обусловлена воздействием на проводник электрического поля рядом расположенного источника, в нашем случае это оставшийся в работе провод. Номинальное значение этого параметра зависит только от электрического потенциала влияющей ВЛ, это значение постоянно наводится действующим рядом источником поля. Наводка осуществляется на всем протяжении отключённого от источника тока проводника. Для снижения её до безопасного уровня достаточно заземлить её на любом участке сети;
2. Электромагнитная часть, она появляется от воздействия магнитных полей, которые создают токи фазных проводов. Отсюда её нестабильность, особенностью проявления этой составляющей служит то, что её значение неизменно на всем протяжении участка сети и не зависит от заземления или изоляции провода от земли. Наводка в этом случае не зависит от включённой линии, а только от параметров магнитного поля и отдаления. При изменении расположения или числе точек заземления на ВЛ меняется лишь расположение точки нулевого потенциала. Само же наведённое напряжение остаётся прежним.

Пикового значения электромагнитная часть достигает на концах взаимного влияния линий, на нашем примере это расположение отключённых линейных разъединителей. В этих точках и измеряется его значение. Стоит отметить, что даже в процессе определения значения обязательно заземление обоих концов ВЛ. Класс оборудования, применяемого для измерения значений и параметров тока, подбирается, исходя из расчётных параметров потенциала, чаще всего используются приборы с пределом измерения не менее 0,5-1 кВ.

В процессе измерения потенциала обязательно соблюдение правил техники безопасности, ввиду того что вольтаж может иметь значение намного выше расчётного. Нарушение правил техники безопасности чревато электротравмой или ожогами.

Понятно, что электростатическую составляющую можно легко исключить и тем самым обеспечить безопасность работы по обслуживанию или ремонту отключённого провода. Но с электромагнитной частью потенциала справиться не так легко. Одним из вариантов борьбы с ним служит процесс разделения линии на отдельные участки, электрически не связанные между собой, либо работы под воздействием напряжения. Согласно нормам ПУЭ, номинальное значение до 25В считается формально неопасным и позволяет проводить работу при строгом следовании правилам техники безопасности .

Тем не менее, на сегодняшний день существует мнение, что требования Правил охраны труда на электрообъектах несколько устарели. Ряд специалистов считает, что заземление воздушной линии электропередачи в одной точке и такелажная схема не обеспечивают безопасность монтажников. По этой причине требуются другие способы обеспечения защиты ремонтных бригад при работе.

Важно! Нужно отметить, что несмотря на приведённый пример, источником наводки тока может служить не только рядом расположенная ВЛ, это просто наиболее яркий случай возникновения этого потенциала. Наведённые токи могут возникнуть в любом проводнике при наличии рядом работающего оборудования, создающего электромагнитное поле, в том числе генератора или трансформатора.

Работа на ВЛ

Явление в быту

Напряжение прикосновения

Несмотря на сравнительно небольшое напряжение, используемое для бытовых электросетей, наводка токов может возникнуть и внутри дома или квартиры. Достаточно часто это можно видеть на светодиодных лампах или лентах, чей провод включения проходит рядом с кабелем, который находится под напряжением, он и производит наводку напряжения на провод или сами лампы. Под влиянием наведённого тока лампочки начинают светиться.

Также в качестве примера можно рассмотреть розетку при обрыве провода ноля в ней. При использовании индикатора можно обнаружить в розетке две фазы, несмотря на то, что она подключена к однофазной домашней сети. Для исчезновения второй фазы достаточно устранить обрыв.

Схема

Основы безопасности

Явление возникновения напряжения в проводнике под воздействием электромагнитного поля и статического электричества уникально, но вместе с тем оно достаточно опасно. Привычные устройства, обеспечивающие защиту, действуют на него избирательно, либо не действуют вообще. Примером может служить замыкание цепи при попадании в неё человека, в этом случае автоматика просто отключит источник питания. Но при наведённом потенциале сети нет, а, значит, при отключении устройства безопасности не будет. Это служит причиной того, что к наводке тока нужно относится внимательно и осторожно.

Безопасность работы при возможности существования наведённого напряжения обеспечивается, в первую очередь, правилами безопасности. Если есть хоть небольшая возможность его возникновения, то следует измерить вольтаж отключённого провода. При наличии его обеспечить безопасность монтажников. Правила безопасности проведения работ на отключённых линиях электропередач написаны на печальном опыте предыдущих поколений и изучения работы с токами различных типов.

Стоит учитывать! Фактическое значение наведённого напряжения может достигать десятка и более киловольт. Неаккуратное обращение с таким потенциалом может привести к поражению электротоком, вследствие чего к ожогам и другим травмам.

Основными мерами безопасности в этом случае служат:

• работа в средствах индивидуальной защиты: резиновых перчатках, ботах с использованием диэлектрических ковриков и инструментов;
• заземление и выравнивание потенциалов провода заземления и рабочего места электрика;
• при необходимости проведения работ одновременно в нескольких местах обязательно разделение электросети на несколько не связанных между собой участков с последующим их заземлением;
• дублирование заземления, особенно при разъединении основной линии, в этом случае заземление устанавливается с обеих сторон места отреза провода.

Только в этом случае можно приступать к работе, уже не опасаясь замкнуть на себя ток, наводка которого в этом случае затруднена.

При проведении контрольно-измерительных операций также стоит озаботиться безопасностью. Все сборки схем измерений производятся перед подключением, а не в процессе или после него. При изменении контрольно-измерительной схемы её предварительно отключают от линии электропередачи.

Замер

Наведённое напряжение – уникальное физическое явление, в этом случае источником тока служит расположенный неподалёку объект-излучатель. Вполне возможно именно этот эффект и хотел использовать в своей работе Никола Тесла, создавая свою башню для воздушной передачи энергии. Но на настоящее время полезное использование наведённых токов невозможно, а вот борьба с ними продолжается с переменным успехом. Пока наука смогла обеспечить безопасную работу с ним. Но кто знает, что будет дальше. Вполне возможно, именно эффект наведённого напряжения в последующем послужит человечеству для передачи энергии на расстояния без использования линий проводников.

Видео

Электрическое напряжение

Оцените статью:

Исследование различных способов заземления отключенной ВЛ 110 кВ Л-105 с целью определения безопасных ремонтных схем линии

Стрижова Татьяна Анатольевна
Санкт-Петербурский горный университет
кандидат технических наук, доцент

Аннотация
Данная статья посвящена анализу наведенных напряжений на проводах отключенных линий электропередачи, находящихся в зонах влияния работающих ЛЭП.

Ключевые слова: воздушная линия, магнитное влияние, наведенные напряжения, ремонтные схемы линий, электрическое влияние, электромагнитная совместимость

Библиографическая ссылка на статью:
Стрижова Т.А. Исследование различных способов заземления отключенной ВЛ 110 кВ Л-105 с целью определения безопасных ремонтных схем линии // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 3 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2019/03/88880 (дата обращения: 17.12.2022).

Предлагается определять с помощью измерений наведенные напряжения при наибольшем рабочем токе на влияющих ЛЭП. В тоже время, указывается, что измерения наведенных напряжений должны проводиться «заблаговременно», лишь «по возможности в период передачи по влияющей ВЛ наибольшей мощности». Затем путем линейного пересчета от фактического к наибольшему току определяется максимальное наведенное напряжение.
Возникает вопрос о том, что считать максимальной нагрузкой
— допустимую нагрузку по нагреву проводов; 
— допустимую нагрузку по нагреву проводов, умноженную на коэффициент перегрузки при кратковременных режимах работы;
— максимальную нагрузку, которая может реально существовать в данном участке сети в любых режимах работы;
— максимальную нагрузку, которая может реально существовать в данном участке сети во время ремонтных работ.
Единственным путем реального обеспечения требований безопасности работ в соответствии с “Межотраслевыми правилами” остается заземление линии только в одной точке – месте работ.  При этом создаются дополнительные организационные трудности при ремонтах в нескольких, удаленных друг от друга более чем на один пролет, местах линии. Всегда существует вероятность (случайного) заземления отключенного участка линии во второй точке или по концам, что приводит к резкому росту наведенных напряжений. 
Сказанное выше определяет актуальность рассматриваемых вопросов и позволяет сформулировать цель и задачи работы следующим образом.
Целью работы является расчетное определение максимальных наведенных напряжений на отключенных ЛЭП, находящихся в зоне влияния работающих ЛЭП.
Для достижения этой цели в работе решаются следующие задачи:
— подготовка исходных данных по исследуемой и влияющим линиям;
— моделирование линии Л-105 и влияющих линий в среде ATPDraw;
— проведение расчётов наведённых напряжений при различных схемах заземления отключённой цепи.
Рассмотрим случай сближения двух линий с горизонтальным расположением проводов. Будем считать, что сближение происходит на всем протяжении обеих линий длиной 120 км.
Рассмотрим отдельно магнитное и электрическое влияние.
Рассмотрим предельный случай, когда магнитное влияние при параллельном сближении двух однородных по длине линий будет наибольшим. Этот режим возникает при заземлении РЛ на одном конце. Считая, в первом приближении, что токи через распределенные емкости РЛ на землю отсутствуют (такие токи уменьшают наведенные напряжения), можно найти напряжение в произвольной точке линии как U₁(x)=, где х — текущая координата вдоль линии, а точка x = 0 принята в месте заземления линии. Тогда график напряжений относительно земли представит собой прямую с наклоном  (рис.1.1а). Максимальное напряжение будет на изолированном конце ЛЭП и составит

.

При изолированных обоих концах РЛ (и нулевом напряжении на РЛ при отсутствии влияния), суммарный заряд провода и при наличии влияния останется равным нулю. Поэтому график наведенного напряжения сдвинется симметрично относительно нулевой оси (рис. 1.1б). Максимальное наведенное напряжение в этом случае будет равно U_{max 2} = U_{max 1}/2. На практике идеальной изоляции ЛЭП не бывает. Тогда линия привяжется к случайной точке с наибольшей утечкой на землю и модуль максимального наведенного напряжения на проводах РЛ примет промежуточное значение  (рис. 1.1в).
Эти оценки позволяют определить степень необходимой детализации трасс сближения, а именно: нет необходимости учитывать относительно небольшие неоднородности трасс, например, плавные изменения высот в пролетах с транспозициями, влияние отдельных опор с нестандартными высотами подвеса (переходы через дороги, пересечения ЛЭП и т.д.).

Рис.1.1. Изменение наведенного напряжения на изолированной линии и заземленной только при х=0
а) линия заземлена при х=0
б) линия идеально изолирована
в) линия, у которой в точках М₁ и М₂ изоляция ослаблена

Также можно отметить, что сделанные оценки возможных наведенных напряжений сильно завышены, так как в практике ремонтов заземление линий на одном конце не допускается, а при изолированной по концам линии ее необходимо заземлять в месте ремонта.
Также рассмотрим распределение наведенных напряжений для основного режима работы на ремонтируемых линиях, а именно, при заземлении линии по обоим концам. Здесь следует различать варианты, когда сопротивление заземлений по концам сравнимо или больше собственного продольного сопротивления проводов (относительно короткие линии и повышенные сопротивления контуров оконечных подстанций), и случаи, когда R₁ и R₂ много меньше сопротивления проводов, где R₁ и R₂ — сопротивления контуров подстанций.
Первый случай с точки зрения процессов в РЛ приближается к рассмотренной выше изолированной ЛЭП. Во втором – в РЛ возникает значительный встречный ток, компенсирующий влияние E^(вн). При наличии встречного тока в РЛ разность напряжений между двумя произвольными точками x₁ и x₂ на участке, подверженном влиянию, будет:

 (1. 1)

где x₁₂ — расстояние между точками x₁ и x₂ вдоль трассы ВЛ;
E^(вн) — погонная (на километр) внешняя э.д.с.;
Z_x12 — индуктивно-активное сопротивление провода РЛ на длине x_12;
I_РЛ — наведенный ток в РЛ;
 — суммарная внешняя э.д.с. (в предположении, что на длине x₁₂ E^(вн) = const.).
 — падение напряжения на участке x₁₂ , вызванное током I_РЛ .
Направление тока в (1.1) принято противоположным направлению э.д.с. С учетом этого обстоятельства можно сразу сказать, что при  и  наведенное напряжение на всей РЛ (при сближении линий по всей длине) будет равно нулю. Будет равно нулю и наведенное напряжение на любом ее участке x₁₂ , т. е. будет всегда выполняться равенство 
В статье предложена расчетная модель для предварительной оценки величин наведенного напряжения на отключаемой ВЛ, приведен перечень необходимых исходных данных для расчетов. 
Наведенным напряжением называется разность потенциалов между проводящими частями электроустановок (ВЛ или оборудования ПС) и точкой нулевого потенциала, возникающая в результате воздействия электрического и магнитного полей, создаваемых расположенными вблизи электроустановками, находящимися под напряжением. Электрическое поле характеризуется электростатической составляющей, зависящей от напряжения влияющих ВЛ и емкостных связей рассматриваемых ВЛ, и электромагнитной составляющей, зависящей от тока во влияющих ВЛ, расстояний между отключенной и влияющими ВЛ, длин и конфигурации участков сближения и параметров контура протекания тока.
Для предварительной оценки и пересчета полученных в результате измерений значений наведенного напряжения используется упрощенная расчетная методика. Ее применение позволяет сократить количество необходимых измерений. Исходными данными для расчетов являются длина ВЛ, расстояния между осями трасс ВЛ на участках сближения, в том числе в местах, где двухцепные ВЛ переходят на разные трассы, наибольшие значения сопротивлений контуров заземления ПС и опор (с учетом коэффициента сезонности) по концам линий и на границах участков, а также максимальные значения токов, которые могут возникнуть во влияющих ВЛ после аварийного отключения одной или нескольких линий в прилегающей сети.
Значение наведенного напряжения определяется по формуле:

(1.2)

где Е₁ и Е₂ — значения эквивалентных э.д.с.
Расчёты произведены в программе ATP Draw.
Модель каждого участка строилась исходя из:

• типа опор каждой линии;
• количества изоляторов в гирлянде;
• типа провода.

При этом в модели задавались:

— номер фазы;
— реактивное сопротивление провода, Ом/км;
— радиус провода, см;
— активное сопротивление провода, Ом/км;
— расстояние между проводами по горизонтали, м;
— высота подвеса проводов на опорах с учетом длины гирлянды, м;
— высота подвеса провода над землей в середине пролета, м.

С помощью серии расчетов были определены максимальные уровни наведенных напряжений в 8 точках. Напряжение в каждой точке определялось для трёх фаз на изолированной линии, заземлённой только на АТЭЦ.

Таким образом, из данной работы можно сделать следующие выводы: 
Для линий, имеющих простейшие случаи сближения (сближение с одной линией) степень опасности наведённого напряжения может быть оценена на основе графика границы опасной зоны при различной нагрузке на влияющей линии. Если значение наведённого напряжения не превышает 25 В, то работы можно считать безопасными, и ремонтировать такую линию можно без проведения специальных мероприятий по дополнительной защите персонала. Если это значение превышает допустимое, и невозможно обеспечить необходимое значение сопротивления заземления в месте ремонта, то рекомендуется проводить работы на линиях, как работы без снятия напряжения.

Рисунок 1.2. График распределения наведённого напряжения на линии Л-105 при заземлении в ОРУ АТЭЦ.

Библиографический список

1. Шустов В.Г. Снижение значения и длительности наведенных напряжений на ВЛ // Электрические станции. 2007. №1. – С.49-55.
2. Селиванов В.Н. Использование программы расчета электромагнитных переходных процессов ATP-EMTP в учебном процессе // Вестник МГТУ, том 12, №1. 2009. – С.107-112.
3. Целебровский Ю.В. О безопасности работ на воздушных линиях, находящихся под наведённым напряжением. Реальные опасности и методики измерения напряжений // Новости ЭлектроТехники, 2009. №1 (55).

---

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Стрижова Татьяна Анатольевна»

Что такое живая линия?

Последнее обновление: 22 июня 2020 г.

Что означает живая линия?

При бестраншейном строительстве линия под напряжением представляет собой любую подземную инженерную трубу или кабель, которые активно эксплуатируются. Этот термин может относиться к линиям электропередач, водопроводным и канализационным трубам, нефте- и газопроводам и т. д. При бестраншейных работах определение местоположения этих линий имеет решающее значение, чтобы избежать небезопасных условий труда и дорогостоящего ремонта.

Реклама

Trenchlesspedia поясняет линии электропередачи

Определение местоположения линий электропередач является важной задачей при бестраншейном строительстве. Несколько методов, таких как методы прямой индукции и постоянного тока, используются для обнаружения линий, чтобы их можно было избежать или перенаправить по мере необходимости.

Случайное повреждение линий под напряжением может привести к небезопасным условиям. Например, подземные электрические линии под напряжением представляют потенциальную опасность поражения электрическим током оборудования и строительного персонала. С другой стороны, газопроводы потенциально могут привести к взрыву в случае разрыва линий. Кроме того, поврежденные нефте- и газопроводы также могут представлять опасность для окружающей среды и, вероятно, обходятся в миллионы долларов в виде ущерба и затрат на ремонт.

Реклама

Поделись этим термином

Связанные термины

• Место инженерных коммуникаций
• Коммунальный коридор
• Пересечение

• Горизонтально-направленное бурение
• Направленное бурение
• Боковая нагрузка

Связанное Чтение

• Обзор бестраншейной проходки тоннелей
• Введение в разрыв труб
• Взгляд на реконструкцию структурных люков
• Проскальзывание или разрыв трубы для ремонта трубы?
• Бестраншейная прокладка инженерных сетей и портов доступа в городских районах
• Знакомство с подземными локаторами труб

Теги

ВодаНефтьГазБетраншейное строительствоБезопасность

Актуальные статьи

Бестраншейная реабилитация

5 лучших способов соединения труб, на которые всегда можно положиться

Бестраншейное строительство

Понимание 4 этапов исследования места

Бестраншейная реабилитация

Как разморозить замерзшие трубы

Бестраншейная реабилитация

Как узнать, есть ли в вашем доме асбестоцементные трубы

Решение | Использование инструментов для линии под напряжением

Использование инструментов для линии под напряжением является безопасным методом работы, который может обеспечить изоляцию между рабочими линии и токоведущими частями или другими проводниками. Инструменты для линий под напряжением предлагают решения для выполнения работ с линиями высокого напряжения, сохраняя при этом минимальное расстояние до частей, находящихся под напряжением. Эти тросовые инструменты можно использовать при работе на лестницах, стрелах или приподнятых рабочих платформах, а также на всех типах опор (например, деревянных, стальных, композитных и бетонных).

Инструменты под напряжением используются для операций с высоким напряжением. Все инструменты изолированы, в идеале стекловолокном или FRP (армированным стекловолокном пластиком), и заполнены пеной с закрытыми порами, чтобы предотвратить попадание влаги и пыли и обеспечить максимальную защиту. Эти инструменты доступны в различных формах и могут использоваться в любых операциях с высоким напряжением, включая ремонт линии, установку, техническое обслуживание или демонтаж.

Необходимо строгое техническое обслуживание и испытания для выявления любых нарушений в работе инструмента, которые могут представлять опасность для пользователя. Максимальное рабочее напряжение на фут длины для деревянных инструментов под напряжением составляет 75 кВ, а для инструментов под напряжением из стеклопластика — 100 кВ. Все инструменты прямой линии должны соответствовать стандартам IEEE 516, IEEE 9.78, стандарты ASTM F2522 и ASTM F711, а также другие стандарты в зависимости от конкретного инструмента. Линейные инструменты можно разделить на несколько различных форм: горячие стержни, комплекты для секционирования, изолированные звенья, спасательные крюки, разгрузочные крюки, изолирующие ручные инструменты, режущие стержни и зажимные стержни / ружейные стержни.

 

Горячие палочки

Горячие палочки изготавливаются из изолированных стержней из стекловолокна или FRP (пластмассы, армированной стекловолокном) и обычно заполняются пеной с закрытыми порами. Они имеют эпоксидное покрытие для защиты от атмосферных воздействий. Эти палки различаются по длине и могут простираться до мест с большим радиусом действия. Палочки могут иметь постоянные концы или универсальные концы. Горячие палочки должны быть протестированы на соответствие требованиям ASTM F711.

Комплекты секционаторов

Комплекты секционаторов используются для временного разъединения, чтобы изолировать секцию линии при нарушении или обрыве цепей в результате обрыва полюса, нарушения изоляции или обрыва проводника. Они изолируют проблемные участки линий, не отключая баланс цепи. Комплект секционирования можно устанавливать и снимать с помощью других инструментов для линии под напряжением, таких как горячие стержни, используя натяжное устройство для удерживания натяжения линии, установки секции, а затем обрезки и очистки проводника.

Изолированные звенья

Изолированные звенья размещаются между проводниками под напряжением, а также могут использоваться на канатах, подъемниках и блоках. Они обладают диэлектрическими свойствами, если ремешок загрязняется во время использования в полевых условиях.

Спасательный крюк

Спасательный крюк состоит из стержня из стекловолокна с термообработанным крюком размером с талию на конце, используемым для вытаскивания линейных из опасной ситуации. Этот крюк особенно полезен, когда линейный рабочий получил травму и находится в зоне, из которой трудно выбраться.

Разгрузочный крюк

Этот крюк снимает статический заряд после отключения питания. Он обесточивает все компоненты, сохраняющие напряжение, перед началом технического обслуживания. Обычно он поставляется с резистором, чтобы помочь избавиться от начального импульсного тока.

ВАЖНО: В соответствии со стандартом OSHA 1910.269, выпускные крюки не должны использоваться в качестве заземляющих инструментов и не имеют рейтинга неисправности.

Изолирующие ручные инструменты

Эти инструменты имеют изолированные рукоятки и намного короче горячих палочек. Они включают в себя различные инструменты, все с ручками из стекловолокна, заполненными пеной с закрытыми порами.

Боковые рычаги и передаточные рычаги

Боковые кронштейны и передающие рычаги являются временными частями системы линии под напряжением. Их можно использовать для замены опор, изоляторов или траверс.