Что такое сохранное напряжение
Наведенное напряжение и меры защиты от него
Наведенное напряжение — невидимый враг, который в электрических сетях с высоким U может привести к сильным ожогам, нарушению работы внутренних органов и даже смерти.
В бытовой сети такие риски отсутствуют из-за низкого потенциала, но игнорировать опасность все равно не стоит.
Ниже рассмотрим, что такое наведенное напряжение, и как от него защититься. Укажем причины появления такого фактора на ВЛ (высоковольтной линии), в проводке, квартире и электрических установках.
Знание этих особенностей позволит защититься от негативных воздействий и лучше понимать природу электрического тока в целом.
Что это такое?
Под термином «наведенное напряжение» скрывается потенциал, который возникает в зоне электромагнитного влияния действующих электроустановок или проводников электротока.
Такая наводка может возникать в зоне высоковольтных линий, электрических установок высокого U и даже бытовой сети. Явление наведенного напряжения состоит из 2-х составляющих, которые рассмотрим подробнее.
Электростатика
Создание потенциала объясняется распространением электрического поля от источника электричества, находящегося в непосредственной близости.
Наибольшее воздействие характерно для двух проводов, которые расположены рядом и находятся параллельно друг относительно друга. При этом один находится под U, а второй нет.
Величина наведенного напряжения зависит от следующих аспектов:
Для лучшего понимания систему можно сравнить с одним или несколькими конденсаторами. Формально наводка формируется по всей длине проводника.
Во избежание накопления заряда необходимо заземлить отключенный проводник. В таком случае наведенное напряжение пойдет в землю, а работа будет безопасна для человека.
Для расчета статического напряжения необходимо перемножить два элемента:
Чем больше U и чем ближе находится проводник, тем выше наведенный параметр.
Для расчета максимального наведенного напряжения применяется формула:
Электромагнитная составляющая
Существует еще один тип наводки — ЭМ наведенное напряжение. Его суть состоит в распространении магнитного поля на определенной территории во все стороны от проводника.
Чем сильнее ЭМ поле, тем выше наведенное U в отключенном проводнике.
Наведенная ЭДС в отключенной линии электропередача будет равна:
При заземлении проводника в месте соединения с землей потенциал будет равен нулю, но по мере удаления от этого места он увеличится. Это означает, что максимальный параметр разницы потенциалов будет на наиболее удаленных концах линии (ВЛ или КЛ).
Напряжение в точке х относительно земли будет равно:
В чем опасность?
Наведенное напряжение имеет не меньшую опасность, чем обычный потенциал. Если при КЗ проводника работает релейная защита и отсекает аварийный участок, в случае с наведенным U все сложнее. Здесь защитные устройства не сработают, поэтому человек может оказаться под длительным воздействием негативных факторов.
При КЗ на рабочей линии, которая находится возле отключенного участка, на обесточенной ВЛ наведенное напряжение увеличивается в несколько раз. В результате ремонтный персонал оказывается под действием наведенного U, что может привести к ожогам и даже остановке сердца. Величина параметра может достигать 10-20 тысяч Вольт.
В ПУЭ прописано, что U выше 25 В уже опасно для здоровья человека. Вот почему важно внимательно подходить к этому обстоятельству и принимать меры, обеспечивающие дополнительную защиту. Как защититься от проводки, будет рассмотрено ниже в статье.
Причины появления
При рассмотрении вопроса, связанного с наводкой, важно понимать причины его появления. Для лучшего понимания рассмотрим несколько ситуаций — для квартиры, электрической проводки, электроустановок и ВЛ.
В квартире
Наводка в обычной сети 220 В появляется при обрыве 0-го проводника на ВЛ или до входа в квартиру (дом). Если проверить напряжение с помощью индикатора, лампочка будет светиться в любом из отверстий.
На самом деле, U присутствует только на одном из проводов (фазном), а второй принимает наведенный потенциал. Появляется такое явление, как две фазы в розетке.
После восстановления линии или возврата нуля ситуация нормализуется.
При выполнении ремонтных работ в квартире необходимо отключить входной автомат или достать предохранители, чтобы исключить попадание под напряжение.
В электропроводке
Одним из признаков наведенного напряжения является свечение экономки при отключенном свете. При этом напряжение может достигать 40-60 В.
Такая ситуация возникает при параллельной прокладке линий, питающих розетки и осветительные устройства в квартире.
Для устранения проблемы необходимо пересмотреть маршруты проводки и убедиться в правильности выполнения заземления или зануления.
Но существует еще одна причина. При создании проводки используются 2-х или 3-х жильные провода. Как правило, кабельная продукция укладывается в короба, откуда проводники направляются к своим потребителям.
Если выключатель разделяет не фазный, а нулевой провод, появляется наведенное U. Оно имеет небольшую величину, как отмечалось выше, но ее достаточно для зажигания диодного освещения.
Для решения проблемы необходимо поменять фазу и ноль местами. Сделать это не всегда удается, ведь один из проводов с коробки идет напрямую к источнику света и не проходит через выключатель.
В электроустановках
Выключатели, силовые трансформаторы, трансформаторы тока и напряжения, а также другие электроустановки неизбежно связаны с линией электропередач. Вот почему они часто попадают под наведенное напряжение и чаще всего это происходит при обрыве 0-го проводника.
Во многих электроустановках применяются изолированные кабели, внутри которых находятся плотно уложенные проводники.
Несмотря на небольшую длину участков, может появляться сильная наводка с большими рисками для персонала. Вот почему при выполнении таких работ важно принимать защитные меры, использовать СИЗ и следовать требованиям ПУЭ.
На линии электропередач
Выше мы отмечали, что электростатическая составляющая наводки имеет идентичный потенциал по всей длине проводника. Для расчета нужного значения коэффициент емкостной связи умножается на рабочее влияющее напряжение.
Для обеспечения защиты работников достаточно одного заземления в любой точке.
Отметим, что статическое U может возникнуть не только при наличии рядом ЭМ полей, но и других факторов — молнии или полярного сияния.
В случае с электромагнитной составляющей, ситуация обстоит по-иному. Этот параметр зависит от расстояния до ВЛ под напряжением, величины рабочего тока, длины линии и сопротивления заземления.
Для расчета наведенного U необходимо перемножить три элемента:
В отличие от электростатической составляющей, заземления в одной точке недостаточно. Это связано с тем, что потенциал в заземленной точке будет нулевым, но при удалении от этого участка он увеличивается. Чем дальше провод от места заземления, тем выше наводка.
Вот почему при одновременной работе в разных местах персонал может оказаться под действием опасного U. Чтобы избежать проблем, необходимо установить заземление непосредственно в месте работы.
Как защититься, меры безопасности
Из сказанного видно, что наведенное напряжение несет большие риски, что требует ответственности реализации мероприятий по защите людей от попадания в опасную зону.
Организационные меры безопасности:
Измерения и работы нельзя проводить в условиях сильного тумана или ветра, осадков или плохой видимости. Если в процессе измерений работник выявляет поврежденный элемент ВЛ или КЛ, работы останавливаются до устранения неполадки.
При работе на линиях с наводкой необходимо учесть следующие нюансы:
Заземление — надежный способ защититься от наведенного напряжения. Но даже в этом случае отключенная линия будет находиться под негативным воздействием.
Для работы можно выбрать один из вариантов:
Для обеспечения личной безопасности применяются следующие изделия:
При использовании измерительных устройств и СИЗ необходимо ориентироваться на класс U, для которого они предусмотрены.
Итоги
Опасность наведенного напряжения нельзя недооценивать. При отсутствии необходимой защиты и нахождении отключенной линии в зоне влияния проводника под напряжением наводка может оказаться опасной для жизни.
Осознание возможных рисков, установка заземлений, следованием правилам ПУЭ и применение СИЗ позволяет свести опасность к минимуму.
Эти правила обязательны к выполнению в электроустановках, на КЛ и ВЛ, а также должны приниматься во внимание при выполнении работы в бытовой сети 220 В.
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.
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.
Рис. 1. Значение напряжений между заземляющими ножами
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:
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: Uэ = k×Uв, где Uэ – наведённое электростатическое напряжение, k является коэффициентом ёмкостной связи, а Uв – 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).
Рис. 2. Статическое напряжение от полярного сияния
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.
Электромагнитная составляющая наведённого напряжения
Важные особенности электромагнитной составляющей:
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.
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.
Рис. 4. Схемы распределения наводимого напряжения в зависимости от расположения точек 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.
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 ]:
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.
Рис. 5. 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.
Объявления
Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал
ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат (Страница 1 из 3)
Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться
Сообщений с 1 по 20 из 42
1 Тема от Александр Васильевич 2016-04-04 13:31:58
Тема: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
2 Ответ от SVG 2016-04-04 13:54:11
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Про подобную методику ничего не слышал. На взаимоиндукцию и наведенное напряжение никто не отменял.
Чисто из любопытства, векторная диаграмма какая получилась?
3 Ответ от Александр Васильевич 2016-04-04 14:03:28 (2016-04-04 14:06:12 отредактировано Александр Васильевич)
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Про подобную методику ничего не слышал. На взаимоиндукцию и наведенное напряжение никто не отменял.
Чисто из любопытства, векторная диаграмма какая получилась?
Вот и я думаю на взаимоиндукцию с наведенкой. Только как это к току привести?
Векторная диаграмма в цепях учета.
Ua=59,64 В;0 град
Ub=60,38 В;120 град
Uc=59,88 В;240 град
Ia=0,141 А; 91,61 град
Ib=0,147 А; 210,54 град
Ic=0,145 А; 334,31 град
Причем генерация не имеет какой-то определенной закономерности. По крайней мере я не нашел. Она то есть, то нет.
4 Ответ от flash74 2016-04-04 14:06:32
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Александр Васильевич, а реактив у вас эта линия генерирует? Да, векторную диаграмму хотелось бы посмотреть.
5 Ответ от SVG 2016-04-04 14:08:58
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Ток током, но с углами какая-то беда. Конечно, если опорное напряжение AN. Ток должен опережать напряжение, а не отставать. Он же ёмкостный.
6 Ответ от Александр Васильевич 2016-04-04 14:09:55
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Александр Васильевич, а реактив у вас эта линия генерирует? Да, векторную диаграмму хотелось бы посмотреть.
Реактивная генерируется стабильно. А вот актив живет своей жизнью.
7 Ответ от SVG 2016-04-04 14:13:10
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
8 Ответ от Александр Васильевич 2016-04-04 14:17:02
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
2,1 км от Западной двухцепка, и от Быстровки 9 км двухцепка. Пролеты по 300 метров в среднем.
9 Ответ от suncov_di 2016-04-04 14:23:24 (2016-04-04 14:24:14 отредактировано suncov_di)
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Нагрузка очень маленькая, погрешность счетчика.
10 Ответ от retriever 2016-04-04 15:30:10 (2016-04-04 15:33:21 отредактировано retriever)
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Могут ли эти линии, которые в работе, вызывать ток в линии, что под охранным напряжением?
Ток этот будет замыкаться через емкости, и он должен быть ну очень мизерным, потому что фазы параллельной линии в симметричном режиме компенсируют практически полностью магнитные поля друг друга, да и ток по включенным линиям тоже относительно мал в рабочем режиме.
Так что большую часть тока на хх. должен составлять просто емкостный ток своей линии.
А потребление активной мощности, в принципе, должно быть, емкостный ток-то по проводам течет и греет их. Другое дело, это потребление может быть очень малым, так что без расчетов трудно сказать, какую часть замеренного активного тока составляет собственно активный ток, а какую-погрешность счетчика.
11 Ответ от Conspirator 2016-04-04 16:13:42
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Александр Васильевич! А это не в Киргизии? Больно названия подстанций похожи. Если да, то там должны REL511 в качестве основных защит стоять, и вроде Альстом как резервные. Можно и с них векторные диаграммы и измерения мощностей?
12 Ответ от senior 2016-04-04 17:56:43
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
13 Ответ от evdbor 2016-04-04 18:34:54 (2016-04-04 18:43:35 отредактировано evdbor)
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Все дело в угловой погрешности ТТ.
Согласно ГОСТ 7746-2001 на ТТ для кл. 0,5 угловая погрешность при токе 5% от номинального тока составляет 90′ (1,5o). Для ТТ с вторичным номинальным током 5А емкостной ток будет 2,8%, так что погрешность будет больше 1,5o.
И еще не забываем о погрешности самого ВАФа.
14 Ответ от Windtalker315 2016-04-04 18:52:56
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
посмотрите еще вот здесь.
http://energotrade.ru/forum.aspx?g=posts&t=8689
по моему как раз то, что вас интересует.
15 Ответ от scorp 2016-04-04 18:59:06
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
реактивка на хх линии стекает на шины ПС- минус Q
16 Ответ от senior 2016-04-04 19:42:03
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
реактивка на хх линии стекает на шины ПС- минус Q
17 Ответ от evdbor 2016-04-04 20:54:22 (2016-04-04 20:58:48 отредактировано evdbor)
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Гм. А что тогда будут показывать счетчики, когда появится нагрузка?
Активка появилась, скорее всего, из-за смещения в 1,6 градуса в III квадрант за счет угловой погрешности ТТ.
18 Ответ от matu 2016-04-04 21:03:26
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Встречал такую ситуацию на линии под охранным напряжением. Причем также 220 кВ, но чуть длиннее 30 км. Вторичный ток был еще ниже, предложить сделать пару витков в токовых цепях для более корректным результатов ВАФа. Списали все на угловую погрешность ТТ. В некоторых местах линия идет рядом с линиями под нагрузкой, но тут явно погрешность ТТ.
19 Ответ от Александр Васильевич 2016-04-05 11:03:38 (2016-04-05 11:04:40 отредактировано Александр Васильевич)
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Александр Васильевич! А это не в Киргизии? Больно названия подстанций похожи. Если да, то там должны REL511 в качестве основных защит стоять, и вроде Альстом как резервные. Можно и с них векторные диаграммы и измерения мощностей?
Тут межгоспереток. Западная на территории Казахстана в 30 км от Алма-Аты стоит, Быстровка в 75 км через горы в Киргизии.
Все дело в угловой погрешности ТТ.
Согласно ГОСТ 7746-2001 на ТТ для кл. 0,5 угловая погрешность при токе 5% от номинального тока составляет 90′ (1,5o). Для ТТ с вторичным номинальным током 5А емкостной ток будет 2,8%, так что погрешность будет больше 1,5o.
Сейчас поехали к руководству с этим ответом.
20 Ответ от nkulesh 2016-04-05 14:34:49
Re: ВЛ-220 кВ под охранным напряжением выдает активную мощность. Что делат
Сообщений с 1 по 20 из 42
Тему читают: 1 гость
Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться