Наведення напруга: визначення, вимір, захист

Прокладені відповідно до Правил улаштування електроустановок (ПУЕ) високовольтні лінії, безпечні для людей і тварин, не дивлячись на значення напруги, яка вимірюється цифрами з 3-4 нулями. Однак природа протікання електричного струму в провіднику така, що навколо нього обов’язково виникає електромагнітне поле. На будь-яких струмопровідних предметах тут же з’являється наведену напругу, яке може бути не менш небезпечним, ніж потенціал джерела.

Як воно виникає

Розглянемо цілком рядову ситуацію. Існує якась лінія електропередач, на якій в даний момент відсутня потенціал. Це може бути не введена в експлуатацію лінія, або діючий об’єкт, на якому виконуються ремонтні роботи. На будь-якому з ділянок цього провідника може розташовуватися інша лінія, або електроустановка, через яку протікає електричний струм. Якщо провідники розташовані паралельно, виникає ефект трансформатора: впливає лінія (що знаходиться під напругою), надає індуктивне вплив на вимкнуту. Завдяки цьому, через пасивний провідник починає протікати електричний струм, і виникає різниця потенціалів, яка може мати значення, аналогічне напрузі в джерелі.

Якщо знеструмити будь-яку з Лем на ілюстрації, то під впливом сусідніх провідників (що знаходяться під напругою), на відключених проводах виникне наведену напругу.

Якщо на пасивної лінії почати роботи, не зробивши особливих заходів безпеки, можна отримати ураження електрострумом, аж до летального результату.

Дві складових цього явища

  1. Електростатика – потенціал утворюється під впливом саме електричного поля від джерела, розташованого поруч. Максимальний вплив проявляється в паралельно прокладених проводах, один з яких знеструмлений, а другий знаходиться під напругою. Ступінь наведення (що виникає в пасивному дроті потенціал) залежить від двох чинників: величина напруги впливає джерела і відстань від нього до пасивного провідника. Отриману систему можна уявити собі, як конденсатор (групу конденсаторів). Вона формально може бути нескінченною, оскільки потенціал наводиться по всій довжині пасивного проводніка.На ілюстрації синім кольором позначено відключений провід, червоним – впливає кабель. Конденсатори зображені умовно, в тому числі по відношенню до «землі»Для забезпечення безпеки достатньо заземлити відключений провідник (фізично з’єднати його з «землею»). Причому ця сполука може бути в одній точці, незалежно від положення. Весь статичний заряд буде «стікати» по заземлителю, і умови роботи стануть безопаснимі.Определеніе значення наведеного статичної напруги здійснюється за формулою: Uст = k × Uраб

    Розшифровка величин:

    • Uст – напруга, наведене статичною електрикою;
    • Uраб – робоча напруга впливає провідника;
    • k – коефіцієнт ємнісного впливу. Залежить від відстані та конфігурації провідників. Його величину можна дізнатися в спеціалізованих довідниках.
  2. Електромагнітне наведену напругу. Це те саме «трансформаторна» явище, при якому магнітне поле змінної величини поширюється на всі боки від впливає провідника. Поле збуджує електрострум в пасивному провіднику незалежно від наявності заземлення. Чому? Дивіться на ілюстрацію.Струм навантаження в червоному провіднику збуджує електромагнітне поле. Під його впливом виникає струм аналогічної величини в синьому провіднику. Якщо до нього приєднати заземлитель, все одно виникає замкнутий контур, в якому наводиться ЕДС.В точки заземлення потенціал буде нульовим, а в іншій частині дроти він збільшується в міру віддалення від «землі». Відповідно, максимальне значення різниці потенціалів утворюється на кінцях пасивного кабелю, тобто в точках відключення лінії.

У чому небезпека наведеної напруги

Згідно Правил улаштування електроустановок, значення вище 25 вольт становить загрозу для здоров’я людини. Але головна проблема зовсім не в наявності небезпечної напруги. Лінії, які знаходяться під робочою напругою, при виникненні аварійної ситуації будуть знеструмлені за допомогою захисних пристроїв. А у випадку з наведеним потенціалом, захист не спрацює. Тому використання стандартних засобів тут не допоможе.

Важливо: Відсутність поруч з лінією електропередач явних провідників, що знаходяться під напругою, не привід для розслаблення. Аналогічну проблему створюють будь-які електроустановки, на які підведено харчування.

Визначення наведеної напруги

З статикою визначилися, формально можна обчислити значення ЕРС для кожної ділянки роботи. Однак при наявності нормального заземлення (по краях і в точці робіт), небезпека практично нульова.

А ось з електромагнітним наведенням доведеться потрудитися. Якщо ділянка відносно невеликий, можна просто заміряти різницю потенціалів на кінцях пасивного провідника.

Важливо: Вимірювання проводяться з дотриманням всіх заходів захисту, як на реально працює електроустановки.

Зрозуміло, всі виміри проводяться при наявності нормальної струмового завантаження впливає лінії. Тобто за умов, коли наведену напругу досягає максимального значення.

Методика вимірювання наступна:

Загальний принцип зводиться до виміру різниці потенціалів між реальною «землею» і передбачуваної точкою нульового потенціалу, тобто тимчасовим заземленням знеструмленому провідника. Відстань від «землі» до точки нульового потенціалу повинно бути не менше 15-20 м.

До вимірювального зонду приєднується гнучкий мідний дріт, перетин якого дозволяє виконувати роботи з такою напругою. Другий кінець провідника з’єднується з вимірювальним приладом. Друга клема приладу з’єднується з реальною «землею».

Вимірювання проводиться мінімум двома працівниками. Один знаходиться у приладу, а другий накидає зонд на вимірюваний провідник.

Точки виміру визначаються перед початком операції, значення методично фіксується першим оператором на графіку.

При переході на іншу ділянку, схема вимірювання розбирається, демонтується тимчасове заземлення. Устаткування переноситься на нове місце, де монтується знову, з урахуванням зони проведення вимірювань.

Важливо: Наведення напруга вимірюється не для статистики. Графіки з результатами здаються у відділ забезпечення безпеки робіт на електроустановках. На підставі цих даних плануються заходи щодо захисту персоналу при проведенні ремонтних робіт або укладанні нових ліній електропередач.

Рішення приймаються в разі, коли на провідниках і сталевий обв’язки (розтяжки, бандажі, та інше) залишається напруга вище 42 вольт.

Заходи безпеки при визначенні наведеної напруги

  1. Персонал повинен мати групу з електробезпеки не менше III, а керівник робіт не менше IV.
  2. Бажаний досвід роботи з монтажу та обслуговування ліній блискавкозахисту і силових ліній.
  3. Навколо зони проведення вимірювань організовується периметр безпеки.
  4. З метою безпеки, нульовий кабель в вимірюваної групі, прийнято вважати що знаходяться під напругою.
  5. Початок і закінчення робіт оформляються документально.
  6. Забороняється проводити вимірювання в умовах опадів, сильного туману, недостатньої видимості, сильного вітру.
  7. Якщо на вимірюваному ділянці виявляється пошкодження опори, ізолятора або високовольтного кабелю, роботи припиняються до усунення проблеми.

Теоретичні розрахунки значення різниці потенціалів

Бувають ситуації, коли наведену напругу на ВЛ виміряти не виходить. У цьому випадку проводиться розрахунок значень за вихідними даними:

Типова формула: E = M × L × I

  • E – значення ЕРС на провіднику, схильному до впливу наведеного поля;
  • М – коефіцієнт індуктивного впливу (визначається за довідковими матеріалами);
  • L – довжина, при якій провідники розташовані паралельно;
  • I – максимально можливий струм впливає провідника або електроустановки.

Також можна розрахувати різницю потенціалів від точки проведення робіт до «землі». У формулі застосовується вже отримане значення ЕРС:

U = E / 2 + E × X / L

  • U – різниця потенціалів;
  • E – значення ЕРС;
  • X – відстань від точки проведення робіт до «землі»;
  • L – довжина, при якій провідники розташовані паралельно.

Заходи безпеки при роботах на лінії з наведеною напругою

Якщо присутній лише статичну електрику (що малоймовірно), зона робіт просто заземлюється, бажано в двох точках.

При наявності напруги, наведеного електромагнітним полем, заходи безпеки серйозніші.

Важливо: Це відноситься лише до значень, що перевищують 42 вольта.

Як видно на ілюстрації, в залежності від точки прикладання заземлення, ми просто зміщуємо місце на провіднику, де наведений потенціал буде нульовим.

При цьому, переміщаючи точку прикладання «землі», ми впливаємо на значення напруги щодо заземлювача. Його величина лінійно залежить від відстані до нульової точки.

Додаток заземлювачів по краях лінії з наведеною напругою абсолютно безглуздо. Ми отримуємо такі ж значення, як і без заземлювачів.

Хоч як би будувалася система захисту за допомогою будь-якої кількості заземлювачів, пасивна лінія все одно буде перебувати під впливом активних провідників або електроустановок. Як в цьому випадку проводити роботи:

  1. Самий витратний спосіб – вирішити питання з відключенням всіх електроустановок та ліній електропередач, розташованих паралельно. Роботи виконуються максимально швидко, для зниження витрат.
  2. Менш складний, але все-таки проблемний варіант: поділ обслуговується лінії на кілька коротких ділянок, які не мають електричного зв’язку між собою. Виходячи з формули розрахунку, ми знаємо, що довжина ділянки пропорційно впливає на величину наведеної напруги.
  3. І, нарешті, оптимальний варіант: проведення робіт під напругою, або зі зняттям напруги, але із застосуванням повноцінних засобів електричного захисту персоналу. Це безпечно, але дещо обмежує співробітників в зручності і швидкості роботи.

Наведення напруги на домашніх лініях електропроводки

Зрозуміло, мова не йде про значення в сотні або тисячі вольт. Однак 40-60 вольт можна отримати, а це вже небезпечно для життя. Напевно, багато хто спостерігав руда світіння економних ламп при вимкненому освітленні. Це ознака наявності наведеної напруги. Як правило, такі ситуації виникають при паралельній укладанні ліній живлення розеточной мережі та освітлення.

При проведенні робіт побоюватися нічого: ви все одно відключаєте від вступного напруги всю домашню мережу. А для локалізації проблем на кшталт світяться економок, слід переглянути маршрути укладання проводів, і перевірити робоче заземлення та занулення.

Ссылка на основную публикацию