Среди технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ в электроустановках, важное место занимают снятие напряжения и заземление токоведущих частей. Эти меры, казалось бы, должны обеспечить полное отсутствие напряжения на рабочем месте, но так бывает не всегда.
Содержание
Причины появления наведенного напряжения
К таким ситуациям относится появление на обесточенных частях так называемого наведённого напряжения. Оно возникает вследствие расположенных рядом токоведущих частей, находящихся под напряжением и по которым протекает ток. Природа наведённого напряжения бывает:
- электростатической;
- электромагнитной.
Для понимания возникновения электростатической части наведённого напряжения можно представить себе конденсатор, одной обкладкой которого служит линия под напряжением, а другой – обесточенные токоведущие части. За счёт ёмкостной связи на второй «обкладке» конденсатора возникает напряжение, зависящее от:
- напряжения на необесточенной «обкладке»;
- величине емкостной связи между линиями (определяемой, в основном, расстоянием между ними);
- ёмкости «конденсатора», зависящее от протяжённости связанных токоведущих частей.
Электромагнитная составляющая создается за счёт электрического поля, возникающего при протекании тока по необесточенной линии за счёт индуктивной связи между проводниками. По подобному принципу действует трансформатор, если его лишить сердечника. При этом его эффективность резко снизится, но работоспособности он не лишится.
Величина напряжения, наведенного магнитным полем соседнего проводника зависит от:
- величины тока в соседней линии (можно ожидать резкого увеличения величины наведённого напряжения в режиме короткого замыкания);
- величины индуктивной связи между линиями (также зависящей, в основном, от расстояния);
- длины участка, на котором существует связь.
В обоих случаях важную роль играет протяжённость, на которой происходит взаимодействие между проводниками. Чаще всего длительные параллельные участки имеют воздушные линии, проложенные недалеко друг от друга (обычно, на одних опорах). Поэтому ожидать возникновения этого вредного эффекта следует при работе на ВЛ, одна из которых остается под напряжением или при работе на кабельной линии, расположенной параллельно воздушной линии.
В трёхфазной кабельной линии, магнитные поля, созданные каждой фазой, взаимно компенсируются практически полностью из-за симметричного расположения проводящих жил, поэтому КЛ индуцируют наведенное напряжение на параллельных линиях гораздо реже. И если индуцируют, то чаще всего при использовании однофазных кабелей или при возникновении несимметричных КЗ в короткие промежутки времени – до отключения релейной защитой (как правило, не больше нескольких секунд).
Вне зависимости от природы возникновения, воздействие наведённого напряжения на электроустановки и живые организмы будет одинаковым.
Влияние наведённого напряжения на электрические устройства и сети
Возникающее напряжение вследствие наводок не относится напрямую к транспортируемой электроэнергии. По этой причине наведённое напряжение может вызвать сбои в нормальной работе электроустановок, нарушения в работе систем телемеханики и автоматики. Кроме того, наведённое напряжение возникает не только в линиях электропередач, но и в линиях связи (вызывая помехи), трубопроводах (возникают дополнительные проблемы, связанные с наличием в обслуживающих организациях электротехнического персонала) и т.п.
В плане охраны труда, наведённое напряжение создаёт дополнительную опасность. Эта опасность неочевидна, поэтому требует особого подхода в плане обеспечения мер безопасного выполнения работ, так как напряжение может наводиться не только на токоведущие части электроустановок, но и на экраны кабелей или грозозащитные тросы воздушных линий.
Эффективные методы снижения воздействия наведенного напряжения
Если уровень наведённого напряжения в электроустановке составляет 25 вольт или выше, работы с прикосновением к токоведущим частям такой установки относятся к специальным работам и требуют дополнительных мер безопасности. В первую очередь, к таким работам допускаются работники с правом проведения таких работ. Эти работники должны проходить дополнительную проверку правил безопасности.
Организация, эксплуатирующая воздушные линии, должна выявить места, где возможно появление наведенного напряжения. Измерения выполняются при текущей нагрузке с последующим пересчётом на режим максимального рабочего тока. На все виды работ там, где возможно появление наведенного напряжения, должны быть составлены проекты производства работ (ППР), в которых в обязательном порядке указываются места наложения стационарных и переносных заземлений на отключенных токоведущих частях, а также места и последовательность установки перемычек для выравнивания потенциалов.
Также в ППР указывают порядок использования изолирующих средств защиты в электроустановках. Надо понимать, что для борьбы с электростатической составляющей достаточно заземлить отключенную линию с двух сторон. С электромагнитной составляющей все сложнее. Если заземлить линию в одной точке, в ней потенциал станет равным нулю и будет возрастать по мере удаления от точки заземления. Заземление в двух местах приведёт лишь к смещению точки нулевого потенциала, но на отключенном участке она будет только одна, поэтому работа одновременно в нескольких местах на такой линии будет опасной.
Правила безопасности предусматривают две технологии производства работ под наведённым напряжением:
- при заземлении линии с двух сторон и на рабочем месте при выполнении мероприятий по уравниванию потенциалов или при выполнении условий для работы без снятия напряжения;
- при заземлении линии только на рабочем месте.
Перед началом работ надо измерить напряжение прикосновения. Замер производится вольтметром непосредственно на месте работы. Если напряжение прикосновения превышает 2 вольта, необходимо произвести меры по выравниванию потенциалов. Также безопасность может обеспечить применение изолирующих площадок или принятие мер по выравниванию потенциалов с помощью металлического листа, соединяемого с проводом, с которым предстоит работать. Во время работы персонал должен находиться на этом листе.
При работе с телескопических подъёмников механизм подъемника должен быть заземлён. А при приближении люльки к заземлённому проводу, на котором предстоит выполнить работу, рабочая площадка должна быть соединена с проводом для уравнивания потенциала. Для этого надо применять изолирующую штангу и переносное заземление.
Если перечисленные меры не могут быть выполнены, считается, что выполняются работы без снятия напряжения с принятием соответствующих мер безопасности. К работам на линии в этом случае допускается только одна бригада.
Подробно технические мероприятия при работе под наведённым напряжением описаны в разделе XXXVII «Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок».
Для уменьшения уровня помех, возникающих на линиях связи из-за наведенного напряжения, чаще всего применяется экранирование проводов. Экран дает защиту от электростатической части наведенного напряжения, но ослабляет и индуктивную связь (экранирующая оболочка должна быть заземлена). Определенный эффект даёт и применение различных фильтров низких частот.
Практические рекомендации по предотвращению наведённого напряжения
Полностью предотвратить появление наведённого напряжения можно, если избегать параллельной прокладки длинных участков воздушных или кабельных линий (и даже пересечений между ними). Это вряд ли возможно, но при проектировании надо стараться предусматривать прокладку параллельных КЛ и ВЛ на максимально возможном расстоянии друг от друга. Можно вообще не рекомендовать совместную прокладку кабельных и воздушных линиях даже на расстоянии до 100 м.
Если трехфазная КЛ состоит из трех однофазных кабелей, их надо укладывать по возможности в виде сжатого треугольника (в сечении). Это приведёт к взаимной компенсации магнитных полей каждой из фаз.
Хотя в Правилах приведены исчерпывающие рекомендации по обеспечению безопасности при работах под наведённым напряжением, в отечественной технической литературе публикуется не так много материалов по теме исследования вопросов возникновения наведенного напряжения и мер его снижения. Более того, назрел вопрос о выделении мер безопасности при работах под наведённым напряжением в отдельный раздел Правил по охране труда. Для погружения в данную тему рекомендуется ознакомиться с зарубежными статьями и нормами, например, с австралийским стандартом Safe Work Practices on High Voltage Cables // TransGrid work instruction № D2005/01698.
Похожие статьи:
Загрузка...