Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Zespoły naprawcze często borykają się z problemem obecności napięcia w uszkodzonym obwodzie. Takie zjawisko występuje na liniach napowietrznych, często na domowej sieci elektrycznej. Jest to tak zwane napięcie indukowane, pojawiające się na odłączonych przewodach ze względu na wpływ pola elektromagnetycznego, z pracy wzdłuż linii energetycznych.
Aby lepiej zrozumieć skuteczność środków ochronnych w naprawie napowietrznych linii energetycznych (OHL), bardziej szczegółowo rozważamy fizyczną naturę zakłóceń. Pomoże to lepiej zrozumieć mechanizmy ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym powstającym na odłączonych przewodach.
Wyznaczanie napięcia indukowanego
Oficjalne napięcie indukowane terminologią odnosi się do potencjału, zagrażającego życiu, wynikającego z elektromagnetycznych efektów równoległej linii napowietrznej lub energii elektrycznej krążącej w sieciach kontaktowych. Ten potencjał jest pasożytniczy, generowany przez wpływ funkcjonującej równoległej linii sieci elektrycznej i nie jest bezpośrednio związany z transportowanym prądem. Stąd nazwa - indukowane napięcie.
Jakie jest niebezpieczeństwo tego zjawiska?
Obecność potencjału w przewodach indukowanych prądem przemiennym lub elektrycznością statyczną jest często niemożliwa do przewidzenia. Jest to główne niebezpieczeństwo celowania. Regularne urządzenia ochronne nie reagują na indukowane napięcie. Elektryk, który upadł pod wpływem prądu, będzie pod wpływem prądu, dopóki sam lub z pomocą swojego partnera nie zwolni ramienia lub innej części ciała, która zetknęła się z nagim drutem.
Jeśli w wyniku zwarcia na linii napowietrznej nastąpi wyłączenie ochronne, wyłączenie napięcia roboczego, przewody mogą być pod prądem indukowanym. Niebezpieczeństwo powstaje również, gdy pojawiają się wyładowania atmosferyczne, w tym wyładowania między chmurami.
Uwaga: standardowa ochrona nie reaguje na napięcia wyzwalające wynikające z odbioru. Dlatego, gdy linia napowietrzna jest odłączona, należy zastosować specjalne schematy uziemienia, które umożliwiają tworzenie punktów zerowego potencjału w określonej strefie podczas obsługi linii.
Niebezpieczeństwo wynika z zachowania indukowanego prądu. Faktem jest, że źródłem prądu jest odbiór z sąsiednich linii napowietrznych, który rozchodzi się na całej długości drutu nie jest taki sam. Dlatego zachowanie takich prądów różni się od zwykłego działania energii elektrycznej.
Obecność standardowego uziemienia liniowego nie gwarantuje bezpieczeństwa, ale przeciwnie, towarzyszy pojawieniu się prądu elektrycznego w odłączonych przewodach. Jak widać na rysunku 1, maksymalny prąd jest w punktach uziemienia, to jest na nożach uziemiających.
W niektórych przypadkach zaleca się odłączenie uziemienia VL i, w celu ochrony, użycie przenośnego uziemienia, które jest zainstalowane po każdej stronie miejsca uszkodzenia, jak najbliżej punktu pracy.
Przyczyny
Na początek rozważmy fizyczny obraz występowania zakłóceń, a następnie poznaj przyczyny tego zjawiska w różnych sytuacjach:
- na linii napowietrznej;
- instalacje elektryczne;
- w mieszkaniu;
- okablowanie elektryczne.
Jeśli dwa długie przewody są ułożone równolegle i prąd przemienny jest przepuszczany przez jeden z nich, na drugim pojawi się napięcie. Pojawi się wpływ elektromagnetyczny i wpływ komponentu elektrostatycznego. Wartości potencjałów elektrycznych na niepołączonym przewodniku zależą od długości, odległości między przewodami, a także od prądu obciążenia. Podobne zjawiska występują w rzeczywistych liniach dostaw energii.
Na linii napowietrznej (OHL)
Prąd, który tworzy element elektrostatyczny, ma ten sam potencjał w całym przewodzie: U e = k × U in , gdzie U e jest indukowanym napięciem elektrostatycznym, k jest współczynnikiem sprzężenia pojemności, a U in to działające napięcie. Jest oczywiste, że indukowane napięcie zależy od różnicy potencjałów na przewodach równoległych do linii wpływu.
Należy zauważyć, że napięcie elektrostatyczne jest wynikiem nie tylko działania pobliskich pól elektromagnetycznych z przewodami fazowymi. Każda elektryczność statyczna powoduje ten sam efekt. Na przykład w północnych szerokościach geograficznych statyczna końcówka może powodować zorzę polarną, a także wspomniane wyżej burze z piorunami (pokazane na rysunku poniżej).
Aby wyeliminować potencjał elektrostatyczny, wystarczy uziemić przewód w dowolnym miejscu.
Składowa napięcia komponentu elektromagnetycznego bardzo różni się od statycznej. Potencjał powstaje w wyniku działania pól elektromagnetycznych utworzonych przez prądy przewodów fazy. Figura 3 przedstawia wzorzec generowania napięcia indukowanego.
Ważne cechy komponentu elektromagnetycznego:
- jego wartość jest proporcjonalna do prądu roboczego VL;
- zależy od odległości od wpływającej linii powietrza;
- indukowany potencjał zależy od długości wzajemnie oddziałujących drutów;
- wyraźne uzależnienie od przenośnego systemu uziemienia VL i rezystancji uziemienia.
Wywołany emf w tym przypadku jest obliczany według wzoru:
E = M × L × I,
Tutaj M jest współczynnikiem sprzężenia indukcyjnego, L jest długością odcinka równoległego, I jest prądem linii wpływu.
Jak widać ze wzoru, wartość napięcia przewodu fazowego nie wpływa na EMF.
W określonym punkcie x indukowane napięcie można obliczyć za pomocą wzoru:
U = - (E * x) / L + E / 2 , gdzie E jest EMF, L jest długością równoległego powtarzania, x jest odległością od punktu obliczania napięcia do początku linii.
Oczywiste jest, że napięcie w punkcie odcięcia (gdzie x = 0) przyjmuje wartość: U = + E / 2, w środku linii ( x równa się jednostce konwencjonalnej) U = 0, a w punkcie końcowym U = - E / 2 . Jasne jest, że napięcie nie jest już stałe w całym odcinku przewodu linii. Zmienia się liniowo między podstawami, tworząc w pewnym momencie potencjał zerowy. Jeśli uziemienie wynosi jeden, wtedy punkt zerowy znajduje się w punkcie wejścia noża uziemiającego.
Poniższe schematy (Rysunek 4) pokazują, jak rozkładane jest napięcie indukowane. Zauważ, jak punkt zerowych potencjalnych ruchów i jak zależy od wybranej metody uziemienia.
Na schematycznych obrazach widać, jak praca personelu serwisowego w tym samym czasie w kilku miejscach odłączonego TL może być niebezpieczna. Ze względu na asymetrię prądów, indukowane napięcie może być rozłożone w taki sposób, że potencjały zerowe przemieszczają się poza przestrzeń roboczą ludzi. W rezultacie, serwisanci mogą być pod niebezpiecznym wpływem indukowanego napięcia.
W instalacjach elektrycznych
Ze względu na to, że stacjonarne instalacje elektryczne są nierozerwalnie związane z liniami napowietrznymi, istnieje prawdopodobieństwo, że indukowane napięcie spadnie na części przewodzące prąd. Najczęściej dzieje się tak, gdy zerowane jest zero.
Szczególną cechą instalacji elektrycznych jest stosowanie kabli izolowanych, w których przewody są szczelnie upakowane. Chociaż długość tego okablowania jest zwykle nieznaczna, końcówka w kablu może mieć znaczny potencjał (ze względu na ścisłe umieszczenie przewodów). Dlatego podczas pracy z instalacjami elektrycznymi konieczne jest zapewnienie środków ochronnych w celu uwolnienia niebezpiecznego napięcia indukowanego, należy stosować środki ochrony osobistej spełniające klasę napięcia. Konieczne jest przyleganie do ПУЭ, umieszczanie ogrodzeń w celu zachowania bezpiecznych odległości od elementów elektrycznych znajdujących się pod napięciem.
W mieszkaniu
Wyciek w zwykłej sieci domowej jest obserwowany, gdy zerowy przewód jest przerwany przy wejściu lub w linii napowietrznej. Jeśli szukasz wskaźnika fazy na wylocie, pokaże on napięcie na każdym z wyjść. W rzeczywistości napięcie robocze występuje na przewodzie fazowym, a przy zera - obserwuje się prąd rozruchowy. Podczas rozwiązywania problemów wszystko się układa.
Ponieważ wyszukiwanie i usuwanie usterek w mieszkaniu jest przeprowadzane z odłączonymi bezpiecznikami, zapewniając tym samym niezbędną ochronę.
W okablowaniu elektrycznym
Okablowanie w domu jest montowane przy użyciu dwu-, a czasami trójżyłowych przewodów. Zazwyczaj kable są układane w pudełku, skąd odchodzą gałęzie. Jeśli przełącznik rozłącza przewód neutralny, to przy takim ułożeniu nieuchronnie pojawia się wskazówka. Jest napięcie bezpiecznej wartości, ale wystarczy zapalić diodę (diody wyłączone są słabo oświetlone). Problem został rozwiązany w prosty sposób - konieczna jest zamiana przewodów fazy i zera na przełączniku.
Zdarzają się przypadki, gdy do uziemienia gniazdka użyto kabla trójżyłowego. Na tym przewodzie zawsze występuje dość namacalne napięcie indukowane. Dlatego do uziemienia użyj oddzielnego kabla jednożyłowego o dużym przekroju i poprowadź go jak najdalej od okablowania przy napięciu znamionowym.
Środki ochrony
Biorąc pod uwagę fakt, że indukowane prądy mogą osiągać skrajnie niebezpieczne wartości, zwłaszcza w sekcjach linii napowietrznych lub w instalacjach elektrycznych, kiedy są serwisowane, należy zastosować środki ochronne 2]:
- używać urządzeń sygnalizacji napięcia;
- zapewnić bezpieczny poziom napięcia w obszarach, w których ma być wykonywana praca;
- używać odzieży ochronnej, mat dielektrycznych itp .;
- użyj wskaźników napięcia, uniwersalnych prętów elektroizolacyjnych do oceny wartości prądów pobudzających.
- zastosować urządzenia odprężające.
Przed rozpoczęciem prac na liniach z końcówką, zainstaluj przenośne uziemienia po obu stronach uszkodzonej części napowietrznej linii przesyłowej w niewielkiej odległości. Uziemić przewody uziemiające za pomocą prętów izolacyjnych. Utrzymuj odległości ochrony uziemienia.
Rysunek 5 pokazuje, jak odległość od podłoża wpływa na zmniejszenie napięcia indukowanego.
Zmierz napięcie w rękawicach izolacyjnych i botach i umieść urządzenia pomiarowe na dywanikach lub stojakach. Używaj tylko urządzeń pomiarowych zaprojektowanych do określonych celów i zaprojektowanych do pomiaru w odpowiednich granicach. Pamiętaj, że standardowe urządzenia ochronne dla indukowanego prądu nie są przeznaczone. Nie jest możliwe przeprowadzenie pomiarów w warunkach mgły, opadów atmosferycznych, a także przy silnych wiatrach.
Zawsze sprawdzaj obecność prądu fazowego na wszystkich przewodach. Jeśli używasz urządzenia UPSF-10, określiłeś liniowe napięcie robocze, wtedy użycie przenośnego uziemienia jest zabronione.
Ze względów bezpieczeństwa zawsze należy liczyć przewód neutralny jako zasilany.