Что такое наведенное напряжение простым языком
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
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.
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
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
Также можно рассчитать разность потенциалов от точки проведения работ до «земли». В формуле применяется уже полученное значение ЭДС:
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:
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.
Видео по теме
Отличная и понятная статья. Быстро разобрался в вопросе.
Спасибо. Респект автору.
Актуальность статьи «Анализ основных изменений в ПОТЭЭ для работ под наведённым напряжением» (авторы: Королев И.В., Щербачева О.С., Боровкова А.М., Бурдюков Д.А.) неоспорима. В частности, «метод» работы без заземления ВЛ по концам в РУ при заземлении только на рабочем месте в периодической печати активно обсуждается уже более 35 лет.
В 1984 году в правилах появилось требование разделять ВЛ на находящихся и ненаходящихся под наведённым напряжением по его величине в 42 В (позднее 25 В), появился метод работы без заземления ВЛ по концам в РУ при заземлении только на рабочем месте, появилось требование составлять перечни ВЛ, находящихся под наведённым напряжением. Эти нововведения были представлены как решение проблем охраны труда при работах на ВЛ под наведённым напряжением. Но при этом, все ранее существовавшие в правилах требования по защите от наведённого напряжения при работах на ВЛ и оборудовании ОРУ были сохранены и до сих пор включены в правила в первоначальном виде. Вышеупомянутые же нововведения с 1984 года по 2013 год пять раз редактировались.
По настоянию эксплуатирующих организаций фирма ОРГРЭС только в 1993 году выпустила методику измерения величины «наведённого напряжения» на ВЛ. И специалистам по эксплуатации ВЛ и ПС стало очевидным ошибочность теории, на которую опирались «нововведения»: измерение величины наведённого напряжения производилось не между незаземлённым в месте измерений проводом (грозотросом) и заземлёнными токопроводящими частями, а измерялось падение напряжения на участке земли длиной 15 – 20 м от места заземления проводов (грозотросов). Такая подмена определения термина и прилагаемые графики распределения падения напряжения на заземлителе вдоль ВЛ недопустимо исказили положения электротехники. Выявились несоответствия с терминами и требованиями ПУЭ-5(6), а сейчас ПУЭ-7 раздел 1.7. «Заземление и защитные меры электробезопасности». В 2009 году методика фирмы ОРГРЭС перекочевала в методику ОАО «ФСК ЕЭС».
Величина падения напряжения на заземлителе опоры, конечно, зависит от многих факторов. Но никакой связи величины падения напряжения на заземлителе с величиной наведённого напряжения на этой опоре между незаземлённым проводом (грозотросом) и заземлёнными токопроводящими частями, между проводами расщеплённой фазы, а также величиной напряжения между проводами (грозотросами) при разрезании (соединении) просто нет.
Величина наведённого напряжения достигает 1 – 50 кВ на ВЛ разных классов напряжения (это известно электролинейщикам), а не 25-50 В (пересчитанная по методике фирмы ОРГРЭС или ОАО «ФСК ЕЭС»).
Величина падения напряжения на заземлителе даже в 25 – 50 В снижается до нуля и не влияет на безопасность работ при выполнении ПОТЭЭУ п.38.53. «Применяемые при монтаже проводов на ВЛ под наведённым напряжением стальные тяговые канаты сначала необходимо закреплять на тяговом механизме и для уравнивания потенциалов заземлять на тот же заземлитель, что и провод. Только после этого разрешается прикреплять канат к проводу. Разъединять провод и тяговый канат можно только после уравнивания их потенциалов, то есть после соединения каждого из них с общим заземлителем. (пункт в ред. Приказа Минтруда России от 19.02.2016 N 74н)». Для грозотросов не имеет значения ВЛ заземлена или незаземлена в РУ. Следовательно, измерять и делить ВЛ на находящихся и ненаходящихся под наведённым напряжением на основе этого измерения электрику никогда не придёт в голову при составлении ППР.
Изменения в ПОТЭЭУ, указанные в Приказе Минтруда России от 19.02.2016 № 74н «О внесении изменений в ПОТЭЭУ, утвержденные приказом Минтруда России от 24.07.2013 № 328н» вносят четкость в определении мест на ВЛ где имеется наведённое напряжение. Указание о том, что наведённое напряжение присутствует на незаземленных проводах (грозотросах) заземлённой по концам ВЛ на предполагаемом месте работ, является принципиальным. Принципиальным является указание о применении способа уравнивания потенциалов отключённых токоведущих и токопроводящих частей на рабочем месте, что соответствует требованиям ПУЭ.
Становятся понятными все требования к заземлениям на ВЛ на концах в РУ и на рабочих местах, как указывалось вначале, сохранившиеся от редакции Правил до 1984 года. Эти сохранившиеся требования полностью обеспечивают охрану труда при работах под наведённом напряжении. Сложилась ситуация, когда эти же требования позволяли персоналу не обращать внимание на наличие текста, связанного с делением ВЛ на находящихся и ненаходящихся под наведённым напряжением, а авторам «метода» не приходила мысль за счёт чего обеспечивалась охрана труда. Неопытный персонал, пытавшийся применить «метод», неизбежно увеличивал травматизм.
То есть ВЛ согласно требованиям ПОТЭЭУ, действительно обеспечивающим защиту от наведённого напряжения, должна быть заземлена по концам в РУ, при разрезании (соединении) проводов (грозотросов), соединении с проводами (грозотросами) люлек автовышек, такелажа и инструментов. При чем важно отметить, что порядок установки и сохранения надежности заземления должен соблюдаться при подготовке рабочего места, во время работ, при окончании работ как на ВЛ так и на оборудовании ПС. Все эти заземления (заземляющие проводники) выполняют функцию уравнивания потенциалов токопроводящих и нетокопроводящих частей (включая землю в зоне работ), что является достаточным требованием согласно ПУЭ-7 раздел 1.7. «Заземление и защитные меры электробезопасности».
Следовательно, так называемый «метод работы без заземления ВЛ по концам в РУ при заземлении только на рабочем месте» не может применяться без выполнения мер по уравниванию потенциалов проводов (грозотросов), такелажа, инструментов и земли. Если удастся исключить подходы «метода работы без заземления ВЛ по концам в РУ при заземлении только на рабочем месте», то ПОТЭЭУ приобретут электрически понятное обоснование мер безопасности, а также появится соответствие мер безопасности, указанных в разных разделах ПОТЭЭУ для работ на ВЛ и оборудовании РУ. Это избавит правила от упоминания величины «25 В», необходимости измерять величины наведённого напряжения на ВЛ, делить и составлять перечни ВЛ на находящихся и ненаходящихся под наведённым напряжением, исключить производство «защитных средств от наведённого напряжения», правильно применять метод работ под напряжением, а также приведет правила в соответствие с ПУЭ, где сказано, что защищать персонал и население надо всегда.
В обсуждаемой статье неслучайно было обращено внимание на то, что величина 25 В не соответствует минимально – допустимой величине; что пересчёт измеренной величины падения напряжения на заземлителе не определён; что по Приказу № 328 разрешалось расчётом определить ВЛ для включения в перечень, а по Приказу №74 только измерениями; что схема влияющей сети постоянно меняется; что нет полноценных ТК и ППР; что нет методических пособий и программ теоретического и практического обучения персонала; что никак не могут выпустить методику измерения наведённого напряжения (известно, что эксплуатирующие организации отказались измерять по методикам фирмы ОРГРЭС, ОАО «ФСК ЕЭС» и проекту новой, предлагающих измерять на заземлителях падение напряжения, появляющееся неизвестно от каких токов.
Выводы
1. Приказ Минтруда России от 19.02.2016 № 74н «О внесении изменений в ПОТЭЭУ, утвержденные приказом Минтруда России от 24.07.2013 № 328н» является принципиальным прорывом в охране труда при работах на ВЛ и на оборудовании ПС под наведённым напряжением.
2. Организациям, отвечающим за качество требований мер безопасности, необходимо привести Правила в соответствие с основами электротехники и требованиями ПУЭ, признать единство законов физики для ВЛ и ПС, а также исключить текст, связанный с «методом заземления ВЛ в одной точке».
3. Методики по измерению «наведённых напряжений на ВЛ» фирмы ОРГРЭС (1993г.) и ОАО «ФСК ЕЭС» (2009 г.) официально аннулировать.
Наведенное напряжение
Наводка в бытовых условиях
Кроме крупных установок и воздушных линий, напряжение подобного рода остается нежелательным, но довольно частым гостем и в зданиях жилого фонда, где в основном функционируют сети 220 В. Проявление вполне возможно в тех зонах кабеля, которые соседствуют с находящимся под напряжением проводом. Специалисты, в качестве примера, приводят едва различимое свечение диодных лампочек при отключенном положении выключателя. А вызвано это тем, что проводник с фазной жилой размещен очень близко к питающему светильник проводу. Образовавшаяся наводка хоть и обладает небольшими величинами, но вполне достаточна для подсветки диодов.
Можно также рассмотреть и случай с розеткой. При обрыве нулевого провода также следует образование наведенки. Если измерить индикатором параметры розетки при возникновении подобной ситуации, то обязательно обнаружиться наличие двух фаз. Естественно, что реально фазным остается единственный провод. А подключение нулевого в работу приводит к исчезновению второй фазы.
Более детально ознакомиться со всеми нюансами неприятных последствий воздействия наводки можно на предложенном вашему вниманию видео.
Не стоит пренебрегать изложенной информацией. Только очень тщательное изучение природы наведенного напряжения и четкое представление его опасности для человека поможет избежать больших неприятностей во время различных рабочих мероприятий. Ведь работы такого рода в первую очередь предполагает стопроцентную безопасность персонала.
← Предыдущая страница
Следующая страница →
Что такое наведенное напряжение и как от него защититься?
Так что же такое наведенное напряжение?
Не секрет, что этому есть соответствующее определение, гласящее, что это опасное для жизни напряжение, возникающее вследствие электромагнитного влияния на отключенных проводах и оборудовании, расположенных в зоне другой действующей воздушной линии или контактной сети.Приводя пример, одним из наиболее травмоопасных участков работы на железнодорожном транспорте является контактная сеть переменного тока. Именно здесь электромонтеры ежедневно подвергаются риску, сталкиваясь с таким опасным поражающим фактором, как наведенное напряжение. Этот фактор появляется за счет электростатической или электромагнитной наводки, возникающей на отключенной контактной сети (контактных проводах, волноводах и т. п.).Здесь же и риск попадания под наведенное напряжение персонала, работающего на грозозащитных тросах и проводах воздушных линий электропередачи (ВЛ), а также на элементах отключенного оборудования станций и подстанций. При этом величина наведенного напряжения может многократно превышать допустимое действующими нормами значение (25 В), а значит, возникает опасность для жизни.Переходя к правилам техники безопасности, обслуживающий персонал обязан заземлять, например, участок контактной сети, на котором проводятся работы. Если при выполнении работ заземление по каким то причинам оказывается нарушенным или неустановленным, работающие могут попасть под действие наведенного напряжения. Это заканчивается электротравмой со смертельным исходом или сильным болевым раздражением, особенно опасным при высотных работах. Такая же проблема существует и при эксплуатации воздушных линий электропередачи.Во всех приведенных и не только случаях оправдано применение дополнительных средств индивидуальной защиты (СИЗ).
Тогда как же защититься от наведенного напряжения.
Эффективным дополнительным СИЗ от наведенного напряжения является шунтирующий комплект Эп-4(0) Тесла. Принцип действия которого заключается в шунтировании им тока, проходящего через тело попавшего под наведенное напряжение человека. Происходит это за счет малого электрического сопротивления комплекта (до 0,1 Ом), которое на 4-5 порядков ниже расчетного электрического сопротивления тела человека (1 кОм).Сегодня комплект Эп-4(0) Тесла прошел комплекс лабораторных испытаний, проводившихся в НИИ МТ РАМН, ОАО «ВНИИЖТ», ОАО «ВНИИЖГ», МЭИ, Научно-исследовательском центре высоковольтной аппаратуры (НИЦ ВВА). Кроме того, были проведены полевые испытания на грозозащитном тросе ВЛ 750 кВ. Результаты испытаний показали, что величина наведенного напряжения, при котором Эп-4(0) Тесла обеспечивает гарантированную защиту человека от электротравмы, составляет 10-12 кВ. Величина тока, протекающего через тело человека, в этом случае составляет от нескольких микроампер до десятых долей миллиампера, что ниже порога чувствительности человека при частоте 50 Гц (1,5 мА).Комплект Эп-4(0) Тесла рассчитан на протекание «в обход» тела человека тока величиной до 100 А в течение одной двух минут. При этом нагрев комплекта не приводит к разрушению его защитных элементов и не вызывает дискомфортных ощущений у пользователя. Все это свидетельствует о способности Эп-4(0) Тесла защищать персонал при попадании под напряжение, наведенное емкостным и индуктивным путем, когда величина тока может достигать десятков ампер. Комплект, похожий на обычную спецодежду, включает в себя специальную электропроводящую обувь, рабочий костюм и перчатки.
Способы измерения
При введении и плановых проверках состояния электроустановок проводят измерение напряжения прикосновения, давайте узнаем о порядке измерения. Сначала отключают нулевой провод от электрощита. Затем измеряют сопротивление милиомметром или измерителем заземляющих контуров, типа MRU-101. Затем собирают схему, где на расстоянии не менее 25 м от заземлителя (на рисунке цифра 2) устанавливают штырь на глубину 25-30 см и электрод, аналогичный ступне человека (на рисунке обозначен цифрой 3). Между заземлителем и штырем подают напряжение V1. Вольтметр V2 – напряжение прикосновения. Параллельно ему установлен резистор на 1000 Ом (имитация сопротивления тела человека) и разъединитель (когда он замкнут выполняется измерение).
Так выглядит электрод, который имитирует ступню человека:
Где 1 – прокладка из сукна (влажная), 2 – проводящая пластина из меди, 3 – диэлектрик, 4 – рукоятка, 5 – подключаемый к измерителю провод.
Другой способ называют «метод вольтметра-амперметра». На рисунке R2 – сопротивление тела:
Вольтметр измеряет напряжение прикосновения, амперметр – ток через заземлитель. В качестве источника напряжения можно использовать трансформатор с характеристиками:
Альтернативы: автономный генератор, трансформатор собственных нужд. Ноль вторичной обмотки – заземлить.
На видео ниже наглядно демонстрируется специальный прибор для измерения напряжения прикосновения:
Чем опасно напряжение прикосновения? Вас может ударить током, ведь на поверхности прибора находится потенциал электропитающей сети. Бытовые приборы с питанием 220, например электроплита, опасны, а промышленные сети 380 вольт и тяжелые условия работы только усугубляют влияние напряжения прикосновения на человека. Для того, чтобы избежать поражения, кроме профилактических мер в электросети нужно иметь минимальный набор средств индивидуальной защиты, например диэлектрические перчатки и ботинки при работе в электроустановках и соблюдать все меры защиты, прописанные в нормативных документах и регламентом предприятия.
Будет полезно прочитать:
Наведенное напряжение
Наведенное напряжение на неработающем токопроводе измеряется при наложении закороток, предусмотренных проектом. Измерения ведут на середине пролета между закорот-ками. Переносным вольтметром поочередно замеряют напряжение между разными фазами и между фазами и землей.
| Симметричные жесткие токопроводы на опорных изоляторах. |
Наведенное напряжение W может быть значительным, и для его ограничения при работах на отключенной цепи устанавливаются закоротки в начале и конце токопровода, а при необходимости и в промежуточных его точках с таким расчетом, чтобы наведенное напряжение не превышало 250 В, требуемых по условиям безопасности.
Наведенное напряжение U может быть значительным, и для его ограничения при работах на отключенной цепи устанавливаются закоротки. Количество и месторасположение закороток выбирается с таким расчетом, чтобы значение U не превышало 250 В.
Наведенное напряжение V может быть значительным и для его ограничения при работах на отключенной цепи устанавливаются закоротки в начале и конце токопровода при необходимости и в промежуточных его точках с таким расчетом, чтобы наведенное напряжение не превышало 250 В, требуемых по условиям безопасности.
Если наведенное напряжение высоко, нужно заземлять два конца. В этом случае в экране возникают наведенные токи, что приводит к дополнительному нагреву кабеля. Однако потери в экране все же гораздо меньше, чем потери в центральной токопроводящей жиле, и максимальный дополнительный нагрев находится в пределах от 1 до 3 С.
Это наведенное напряжение усиливается и регистрируется. Можно считать, что вращающееся поле Н обусловливает когерентность прецессии спинов, в результате чего возникает макроскопический магнитный момент, прецессирующий с частотой VQ. В другом варианте схемы возбуждающая и приемная катушки объединены и процесс переориентации ядер детектируется как поглощение энергии ВЧ-поля.
| Переменное напряжение U. |
Это наведенное напряжение переменного тока подвергается в мостовом преобразователе станции катодной защиты однопо-лупериодному выпрямлению, увеличивает защитный ток и тем самым вызывает снижение потенциала труба — грунт. Поскольку рабочий ток в высоковольтной воздушной линии или на участке электрифицированной железной дороги изменяется во времени, происходит синхронное изменение и наведенного напряжения и вместе с ним выпрямленного переменного тока, вследствие чего потенциал труба — грунт непрерывно колеблется. Оптимальная настройка станции катодной защиты в таких условиях становится затруднительной или даже невозможной. Преобразователи, стойкие к воздействию высокого напряжения, и в этом случае оказываются выгодными, потому что их дроссели резко уменьшают наведенное переменное напряжение. В итоге потенциал труба — грунт стабилизируется.
Полярность наведенного напряжения в зависимости от взаимного расположения и направления намотки катушек может совпадать ( быть согласной) или не совпадать ( быть встречной) с принятой положительной полярностью напряжения второй катушки.
Величины наведенных напряжений у полупроводниковых реле значительно меньше, чем у электромеханических реле. Мертвые зоны этих защит также имеют меньшие величины, и вследствие этого потеря направленности действия реле в рассматриваемом случае все же может быть.
Фаза наведенного напряжения смещена по отношению к току на 90 и может, таким образом, значительно отличаться от фазы напряжения, наведенного электростатически. Действие высших гармоник тока линии передачи пропорционально частоте, как это видно из соотношения (31.4), и может приводить к нарушению работы телефонных линий, тем более что телефонные линии чувствительны к ним больше, чем к основной гармонике.
Опасности наведенных напряжений и защите от них посвящена глава, здесь ограничимся лишь примерами. Опасность таких напряжений особенно велика, если автомашина перевозит пожаро — и взрывоопасные грузы.
Для снижения наведенных напряжений на трубопроводах используют главным образом заземляющие устройства. Защитные заземления устанавливают в таких местах на трубопроводах, где наведенные электрифицированной железной дорогой напряжения трубопровода превышают допустимые.
В зоне наведенного напряжения при работе на проводах ( тросах), выполняемых с не имеющей изолирующего звена телескопической вышки или другого механизма для подъема людей, их рабочие площадки соединяются посредством переносного заземления с проводом ( тросом), а сама вышка или механизм заземляются. Провод ( трос) при этом должен быть заземлен на ближайшей опоре.
Расчет напряжения прикосновения
В сетях с изолированной нейтралью напряжение прикосновения рассчитывается по формуле:
Потенциал земли уменьшается с удалением от точки заземления, это проиллюстрировано на картинке выше. В случае, когда заземлитель один – самое опасное касание будет корпуса того прибора, который расположен от заземлителя дальше всех. Поэтому заземляющих контур должен объединять всю площадь помещения и обеспечивать равномерное уравнивание потенциалов.
Полностью формула, учитывающая все сопротивления (касания, зоны растекания), выглядит следующим образом:
Где a1 – коэффициент U прикосновения, на него влияет форма кривой падения потенциала, a2 – коэффициент касания, учитывает сопротивление растекания по площади, на которой стоит человек, обуви, изоляции фазы от земли.
В сетях с глухозаземленной нейтралью, когда человек оказывается под действием напряжения ниже чем линейное (при линейном 380В, фазное равно 220В) ток, протекающий через тело человека, ограничивается сопротивлением обуви, пола (земли) и тела.
Основные угрозы
Отсутствие реакции аппаратуры защиты на подобный вид напряжения делает его значительно коварнее обычного рабочего. В случае попадания в такую зону человека, он будет находиться под опасным воздействием до тех пор, пока его не смогут эвакуировать из данного места. Рабочее напряжение вызывает короткое замыкание, в результате чего срабатывает автоматика защиты.
Есть и еще один, часто встречающийся аспект проблемы КЗ – короткого замыкания. Если оно происходит в рабочей линии, мгновенно следует наводка на ВЛ, находящуюся в ремонте и обесточенную. Занятый работой на этом участке персонал подвергается реальному риску поражения от многократного превышения тока. Непредсказуемые последствия от ожогов до летального исхода, практически неизбежны. Только самое скрупулезное выполнение стандартов нормативных требований, инструкций и правил безопасности остаются законом для работ на отключенных линиях.
Все изложенное вызывает естественный вопрос – как нивелировать последствия попадания человека под данный вид напряжения? Первый и обязательный шаг – это прекратить передвижение тока через тело.
В первую очередь потребуется способом наброса заземления соединить опасный участок установки с «землей».
Правила безопасного проведения рабочего процесса в местах с повышенной вероятностью подобных наводок рассматриваются на следующем видео.
Наведенное напряжение
» Электромонтаж » Заземление » Наведенное напряжение
Возникновение наводки на воздушных линиях электропередачи и в электроустановках, которые связаны с ними могут представлять опасность. Именно поэтому, вам детально необходимо разобраться с тем, что представляет собою наведенное напряжение.
Также подобное явление может возникать в бытовых условиях в сети 220 Вольт. Именно поэтому, вам обязательно необходимо понимать природу возникновения и меры защиты от наведенного напряжения.
Причины возникновения
Наведенное напряжение в большинстве случаев будет возникать на выведенной в ремонт и обесточенной воздушной линии электропередач.
Также возникновение может произойти в том случае если рядом с высоковольтной линией будет располагаться электромагнитное поле.
Таким образом, ВЛ, которая приходит параллельно отключенной линии наводит сторонний потенциал, который в дальнейшем будет предоставлять опасность для ремонтной бригады.
На данный момент значение наведенного напряжения в проводе может меняться в зависимости от протяженности участка, на котором ВЛ будут идти параллельно. Также на изменение значения будет влиять отдаленность фазных проводов, метеорологических условий. Потенциал, который будет наведен на ВЛ может объединять в себе два вида воздействия – электромагнитную и электростатическую составляющую:
Узнайте, также про переносное заземление и его принцип работы.
Теперь необходимо более детально разобраться про наведенное напряжение и природу его возникновения. Чтобы понять, как оно появляется изучите фото, которое расположено ниже:
Если будет иметься проводник, который на картинке обозначен, как А-А. Если по нему будет протекать переменный ток, тогда будет создаваться электромагнитное поле интенсивность, которого будет уменьшаться по мере отдаления от проводника.
Также могут изменяться пульсации электромагнитного поля с изменением направления и величины тока. Если в поле попадет любой другой в нем может индуцироваться наведенное напряжение.
На данный момент многие не знают, какое значение будет опасным для персонала? Если на отключенной ВЛ будет присутствовать напряжение и его значение не будет превышать 25 В. Все ремонтные мероприятия будут проводиться с применением обычных средств защиты.
Если величина будет превышена, тогда необходимо будет пользоваться специальными средствами защиты и выполнять разнообразные технические мероприятия. На данный момент такими мерами безопасности могут быть разземление вначале и конце линии, разрез провода.
Наводка в квартире
На данный момент многие специалисты утверждают, что наведенное напряжение также может возникать в квартире и в доме в сети 220 Вольт.
«Наводка» в большинстве случаев будет проявляться в кабеле приложенным рядом с проводом, по которому будет протекать ток. Например, когда при включенном выключателе на диодных лампочках еле заметное свечение.
Произойти подобная ситуация в большинстве случаев может из-за того, что рядом с проводом будет проложен проводник с фазной жилой.
В результате воздействия электромагнитного поля и будет возникать небольшая наводка. Ее величины будет вполне достаточно для того, чтобы осветить небольшие светодиоды. Иногда наводка также может возникать и в розетке. Возникает она в том случае, если происходит, обрыв нулевого провода. Чтобы более детально ознакомиться с примером влияния наводки, вам необходимо посмотреть видео.
Теперь вы точно знаете, что такое наведенное напряжение и чем оно опасно для жизни человека. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.
Пути снижения опасности
Давайте разберемся, как защитится от напряжения прикосновения. Чтобы снизить опасность возникновения потенциала на корпусах электроприборов нужно, во-первых, обеспечить надежное заземление. Причем сопротивление переходного контакта заземлителя (металлосвязь) не должно превышать 0,01 Ома. Место соединения должно быть надежно закреплено болтом или сваркой, его нужно регулярно проверять.
Во-вторых – прежде чем включать приборы после долгого простоя и вообще старые (более 10 лет) нужно проверить качество изоляции проводов и кабелей, для этого используют мегаомметр. Ориентировочно – сопротивление изоляции должно быть на уровне 1 МОм (мегаом) на 1 кВ. Для электросети 220-380 Вольт достаточно и 0,5 МОм.
Для снижения возможности поражения электрическим током необходимо устанавливать УЗО или дифавтомат. Их назначение – защита людей от поражения током. Но здесь нужна система заземления TN-C-S или TN-S, то есть в сети должны присутствовать отдельные провода PE и N, но никак не совмещенный нулевой провод. Необходимо выполнять требования защиты, иначе УЗО не будет корректно выполнять свои задачи.
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.
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.
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.
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
Это интересно: Нулевая шина
Назначение
ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:
Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.
Причины возникновения
Подробное изучение отмеченных процессов позволяет не только дать наведенному напряжению определение. Необходимо выяснить, как избавиться от потенциальных опасностей. Тщательная проверка с использованием конкретных примеров поможет создать надежную защиту.
На воздушной линии (ВЛ)
В таких объектах рассматриваемые процессы проявляются с особенной силой. Существенное негативное влияние оказывают высоковольтные характеристики цепей. Также следует отметить сравнительную близость проводов. Увеличение расстояния существенно усложняет конструкцию, что сопровождается дополнительными инвестиционными расходами. Наведенный в обесточенном участке линии потенциал способен повыситься до чрезвычайно опасного уровня.
Большая наводка в электрике способна создать значительные проблемы. Ее значение зависит от следующих параметров:
Общий потенциал можно разделить на две части. Статическую – создает электрическое поле ближайшего провода. Наведенное напряжение формируется на всем участке соседнего проводника, это – не обязательно часть линии. Аналогичные явления можно фиксировать измерительными приборами в опорных мачтах, крепежных и других элементах с проводящими свойствами. Действенная мера безопасности в этом случае – заземлять определенные части конструкции.
Другая составляющая образуется переменным электромагнитным полем около фазных проводов. Главная неприятность – отсутствие простых решений в области электробезопасности. В этой ситуации не поможет даже эффективное заземление. Бесполезна качественная изоляция, которая не способна блокировать проникновение электромагнитных волн. Потенциал в определенной точке зависит от силовых параметров поля и расстояния до источника сигнала.
В электроустановках
В локальных сетях наблюдаются аналогичные негативные явления. Максимальные уровни напряжения – в коммутаторах отключенных линий. Наведенные токи могут образоваться в трансформаторе, корпусе, механическом приводе электроустановки. Как и в рассмотренных выше примерах, наибольшие затруднения возникают при поиске эффективных методов борьбы с переменной составляющей.
К сведению. Источниками опасности могут стать металлический потолок, пол, иной функциональный или декоративный элемент строительной конструкции.
В квартире
Уменьшение напряжения до 220 V снижает, но не устраняет полностью возможные неприятности. Следует учесть повышенное энергопотребление современной квартиры. Варочные панели, духовые шкафы и кондиционеры работают с использованием сильных токов. Суммарная мощность новой техники составляет десятки кВт. Дополнительные проблемы создают периодичность включения и реактивный характер нагрузок.
К сведению. Наглядный пример – функционирующие в отключенной цепи светодиоды, расположенные рядом с проводами сети питания 220V.
По этой схеме можно сделать устройство для снятия наводки со светодиода
В электропроводке
Следующий типичный случай – обрыв (отсоединение) нулевого провода. Если использовать мультиметр по стандартной методике измерений, несложно обнаружить наличие в розетке двух фаз. Понятно, что такое невозможно в стандартной бытовой сети 220 V. Второе напряжение будет наводить электромагнитное излучение в отключенном проводнике. Для восстановления нормального состояния системы достаточно восстановить поврежденную цепь прохождения тока.
Схема ЗМН
Система ЗМН, как правило, выполняется при помощи электромагнитных или электронных реле напряжения. Это своеобразный реагирующий орган в цепи.
Релейные контакты соединяют последовательно, чтобы предотвратить сбой при перегорании предохранителей в электрических цепях. На контакты реле подается фаза через вспомогательный контакт от секционного трансформатора или электрической сети.
Дополнительно в состав змн входят реле:
Также система защиты на производстве включает линейные контакторы или электромагнитные пускатели.
При понижении показателей до значения 50 процентов от номинального, замыкатель отключается, размыкает, шунтирующий кнопку пуск, контакт, предотвращает самозапуск двигателя, машины.
При такой системе запуск механизмов происходит после нажатия на кнопку, которая замкнет схему.
ЗМН могут работать автономно или совместно с токовыми защитами.
Система АВР
При длительном отсутствии электрического питания срабатывает отключение и на главные электродвигатели. Это необходимо для запуска АВР (автоматика включения резерва), также этого требует технология производства.
При прекращении подачи электропитания на секционный ввод, срабатывает автоматика, включающая резерв, включается секционный выключатель, обеспечивающий подачу питания от резервного источника.
Минимальное время работы АВР зависит от задержки в системе, контролирующей ввод рабочего напряжения, времени срабатывания промежуточных реле, временных интервалов отключения и включения выключателей рабочего, резервного ввода.
Почему возникает наведенное напряжение
Во многих случаях наведенное напряжение появляется на обесточенных воздушных линиях электропередач, выведенных из эксплуатации в ремонт. Основным условием его возникновения считается электромагнитное поле, расположенное возле высоковольтной линии. Данная воздушная линия, проходящая параллельно с отключенной линией, производит наведение стороннего потенциала. Это и будет наиболее простым ответом на вопрос, что такое наведенное напряжение.
Значение этого параметра постоянно изменяется, в зависимости от влияния определенных факторов, таких как протяженность участка, расстояние до фазных проводов, те или иные метеорологические условия.
Теоретически возникновение наведенного напряжения происходит в следующем порядке. Если по проводнику течет переменный ток, то вокруг него будет создаваться электромагнитное поле. Интенсивность поля будет снижаться при постепенном удалении от проводника.
Кроме того, в электромагнитном поле наблюдается изменение пульсаций, когда направление и величина тока также изменяются. Если в зону действия поля попадет какой-либо другой проводник, в нем будет индуцировано наведенное напряжение. Значение напряжения определяется с помощью подключенных измерительных приборов. Таким образом определяется степень опасности для работающего персонала.
Например, если отключенная высоковольтная линия будет находиться под напряжением, не превышающим 25 вольт, ремонтные работы можно выполнять в обычных защитных средствах. Когда это значение будет превышено, потребуется проведение специальных технических мероприятий, использование дополнительных средств защиты.