Наведенное напряжение — что это; работы под наведенным напряжением

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.

Определение наведенного напряжения

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.

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:

• на воздушной линии;
• электроустановках;
• в квартире;
• электропроводке.

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.

Наведенное напряжение 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).

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.

Важные особенности электромагнитной составляющей:

• её величина пропорциональна рабочем току ВЛ;
• зависит от расстояния до влияющей воздушной линии;
• на наведённый потенциал влияет протяжённость взаимодействующих проводов;
• выраженная зависимость от схемы переносного заземления ВЛ и от сопротивления заземления.

Наведённая ЭДС в этом случае вычисляется по формуле:

E = M × L× I,

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.

Очевидно, что напряжение в точке отсечения (где x = 0) принимает значение: U = + E/2 , в середине линии (x равняется условной единице) U = 0, а в конечной точке U = – E/2. Понятно, что напряжение уже не является константой на всём участке проводов линии. Оно линейно изменяется между заземлениями, образуя нулевой потенциал в определённой точке. Если заземление одно, тогда положение нулевой точки находится в месте входа заземляющего ножа.

На схемах, приведённых ниже, видно как распределяется наведённое напряжение. Обратите внимание, как перемещается точка нулевого потенциала и как она зависит от выбранного способа 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.

Работы под наведенным напряжением — 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 :

• использовать сигнализаторы напряжения;
• обеспечивать безопасный уровень напряжения на участках, где предстоит работа;
• использовать защитную одежду, диэлектрические коврики и т.п.;
• пользоваться указателями напряжения, универсальными электроизолирующими штангами для оценки значений токов наводки.
• применять приспособления для снятия напряжений.

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.

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.

Электрические помехи

Помехи, возникающие в электрическом проводнике, могут иметь различную природу. Обычно помехи вызваны одним из следующих типов связи между их ис­точником и проводником:

• резистивной;
• емкостной;
• индуктивной (магнитной).

Резистивная (или гальваническая) связь между проводником и источником по­мех не зависит от частоты возмущающего сигнала. Напротив, при емкостной или ин­дуктивной связи степень влияния зависит от частоты помех — чем выше частота, тем больше энергии получается от источника возмущений. На практике это означает, что электрические цепи, в которых происходят быстрые изменения тока и/или напряже­ния, могут быть более серьезными источниками помех, чем низкочастотные.

Вообще говоря, взаимодействие с источником возмущений редко относится к одному типу, обычно — это комбинация всех трех вышеперечисленных типов. Серьезные пробле­мы с помехами возникают, когда проводники с маломощными сигналами расположе­ны вблизи силовых кабелей.

Каждый провод в соединительных цепях датчика с обра­батывающим электронным устройством является потенциальным приемником электрических помех.

Чтобы создать для электронного оборудования среду, максимально свободную от наводок, постоянно проводится множество исследований и разработок. Целью явля­ется достижение электромагнитной совместимости (electromagnetic compatibility — EMC) в рамках электрических цепей, а также между различными цепями и система­ми.

Электрический прибор должен, с одной стороны, быть нечувствительным к внеш­ним помехам и, с другой стороны, не должен генерировать помех, которые могут ока­зать влияние на другую аппаратуру.

Резистивная связь

Когда несколько электронных устройств одновременно имеют общий источник питания и общее заземление, могут возникать взаимодействия резистивного харак­тера. Довольно часто встречающиеся источники помех — плохо заземленные элект­родвигатели и преобразователи частоты с полупроводниковыми вентилями.

Один из способов избежать такого типа взаимодействия — обеспечить для чувствительного электронного оборудования выделенный источник питания. Другая возможность — это гальваническая развязка источников питания и аппаратуры. В этом случае пря­мая электрическая связь между различными источниками питания и электрообору­дованием отсутствует.

Переключаемый конденсатор (flying capacitor) — это пример гальваничес­кой развязки (рис. 3). Конденсатор присоединен к источнику напряжения через два переключателя, т. е. он имеет тот же потенциал, что и источник на­пряжения. Подача напряжения на выход обеспечивается с помощью переклю­чателей.

Таким образом, источник напряжения никогда не соединяется непос­редственно с последующей цепью, например входом компьютера. Конденса­тор переключает ( «flies») входное напряжение на выходную цепь. Конденсатор заряжается от источника напряжения. После переключения контактов S1 и S2 выходное напряжение конденсатора равно напряжению источника. Аналогично, две системы заземления никогда не соединяются.

Емкостная связь

Между двумя проводниками или между проводником и источником помех почти всегда существует емкостная связь, которая возникает из-за того, что переменное напряжение наводит в проводнике ток i, пропорциональный производной напряжении по времени

где С — величина емкости. Емкостные связи должны быть сведены до минимума. Они уменьшаются с увеличением расстояния между проводниками.

Распространенный способ борьбы с этим явлением — защитный электростатичес­кий экран. Экран должен быть заземлен, чтобы его потенциал равнялся нулю. Такая мера обеспечивает хорошую защиту, хотя на концах кабеля, где проводник присоеди­нен к датчику или к электронным схемам, могут возникнуть некоторые проблемы. Причина в том, что в этих местах экран не­ полностью закрывает и защищает проводник. На небольших, незащищенных оконеч­ных участках могут возникнуть слабые емкостные связи, поэтому важно делать та­кие участки как можно короче.

Индуктивная (магнитная) связь

Проводник с током индуцирует вокруг себя магнитное поле с напряженностью, пропорциональной величине тока. Соответственно, магнитное взаимодействие со­здает серьезные проблемы вблизи силовых кабелей, по которым текут значительные токи. Переменный ток возбуждает переменное магнитное поле, которое в свою оче­редь наводит э.д.с. индукции в другом проводнике, пересекающем поле. По закону индукции при заданной величине взаимной индукции М между проводниками на­пряжение V, индуцируемое в проводнике, есть

где i — ток другого проводника.

Если проводник, в котором наводится э.д.с, представляет собой часть замкнуто­го контура, то в нем будет циркулировать ток. Этот индуктивный ток пропорциона­лен площади, охватываемой проводниками, через которую проходит магнитный поток.

Существует несколько способов уменьшить влияние индуктивных связей. Пло­щадь контура, сцепленного с магнитным потоком, можно уменьшить, используя ви­тые провода; уменьшение этой площади означает снижение индуцируемого напря­жения.

Более того, при скрутке «изменяется знак» потокосцепления на каждом витке, так что результирующее потокосцепление становится незначительным. Собственно поэтому применяется кабель на основе витой пары, а не просто состоящий из парал­лельных проводников.

Проводник, по которому передается измерительная информация, должен быть расположен как можно дальше от источников помех. В частности, чувствительные электронные приборы не должны размещаться вблизи трансформаторов и индукторов. Кабели должны располагаться таким образом, чтобы возможные поля помех распространялись вдоль них.

Необходимо следовать двум простым правилам: во-первых, низковольтные сигнальные кабели и высоковольтные силовые кабели не должны прокладываться вблизи друг друга в одних и тех же каналах и, во-вторых, сигнальные и силовые кабели должны пересекаться, если это неизбежно, только под прямым углом.

Магнитное поле можно ослабить экранированием. Медный или алюминиевый экран имеет очень высокую проводимость, и, благодаря возбуждению магнитным полем вихревых токов в экране, магнитный поток ослабляется. Экран можно вы­полнить из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из железа.

Магнитный экран часто бывает довольно объемным, поскольку для демпфирова­ния магнитного потока требуется достаточная толщина стенок. Поэтому экраниро­вание используется в основном для аппаратуры, генерирующей сильные магнит­ные поля.

Практические советы

Ниже дан перечень некоторых из основных правил для уменьшения влияния электромагнитных наводок на измерительное оборудование (датчики, сигнальные ка­бели и обрабатывающие электронные схемы).

Очевидно, что в первую очередь следует снизить интенсивность источника помех.

Это первый и наиболее важный шаг, поскольку он позволяет резко уменьшить влия­ние помех и, соответственно, ослабить требования к другим защитным мерам.

Другие помехообразующие факторы, влияние которых должно быть сведено к минимуму:

• гальваническая связь;
• расстояние до источника помех;
• частотный спектр помех.

Для уменьшения влияние емкостных связей необходимо:

• применять экранированный кабель;
• минимизировать длину неэкранированных участков на концах кабеля.

Влияние магнитных связей уменьшается, если:

• используется витой кабель, так как уменьшается площадь магнитного потока, охватываемая проводником, а ориентация поля постоянно изменяется;
• подключены несколько датчиков, так как для каждого из них используется своя витая пара;
• силовые и сигнальные кабели проложены раздельно; сигнальные кабели распо­ложены на достаточном расстоянии от источников помех;
• низковольтные и высоковольтные кабели пересекаются под прямым углом.

Как проводить измерения наведенного напряжения — методические указания

Настоящие методические указания определяют порядок выполнения измерений наведённых напряжений на проводах ВЛ под наведённым напряжением при отключении и заземлении их по концам (в РУ) и на рабочих местах.

Знание настоящих методических указаний обязательно для следующих работников Службы изоляции и испытаний и измерений: начальник, инженер, электромонтёр по испытаниям и измерениям.

Порядок выполнения работы определяется индивидуальной программой измерения наведенного напряжения на данной ВЛ.

Объемы проведения, допустимые значения характеристик, должны устанавливаться на основании действующих «Межотраслевых правил по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ Р М РД 153-34.0-03.150-00.

В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие документы:

• Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ Р М РД 153-34.0-03.150-00;
• Объем и нормы испытаний электрооборудования РД 34.45-51.300-97;
• Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. СО 153-34.03.;
• Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: Утверждены Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 01.01.01, № 000;
• Правила устройства электроустановок – издание 6-е;
• Правила устройства электроустановок – издание 7-е;
• Методические указания по измерению наведенных напряжений на отключенных ВЛ проходящих в близи действующих ВЛ напряжением 35 кВ и выше и контактной сети электрифицированной железной дороги переменного тока.

Подготовка к проведению измерений

До начала измерений воздушная линия, на которой предусматривается проведение измерений, должна быть отключена и заземлена по концам (в РУ). В местах отключения должны быть заземлены все три фазы ВЛ.

Измерения следует производить на ВЛ вне территорий РУ в тех местах, где можно ожидать наибольшие значения наведённых напряжений.

При параллельном следовании отключённой ВЛ, на которой должны производиться измерения, и влияющей ВЛ наибольшие значения наведённых напряжений ожидаются в начале и конце участка параллельного сближения линий. В тех случаях, когда отключённая ВЛ проходит под углом к влияющей ВЛ, сближаясь или удаляясь от неё, наибольшие наведённые напряжения могут быть также и в местах наибольшего сближения ВЛ.

На рисунке приведены места ожидаемых наибольших наведённых напряжений на проводах отключённой ВЛ для различных схем сближения отключённой и влияющей ВЛ.

Измерения рекомендуется производить на опорах. Производить измерение в пролёте целесообразно в случаях, когда оно менее затруднительно по сравнению с измерением на опоре.

На каждом месте измерения провод ВЛ должен быть до начала измерения заземлён. Заземление выполняется с помощью переносного заземления или заземляющего разъединителя.

На ВЛ с металлическими и железобетонными опорами, металлические элементы которых заземлены, переносное заземление присоединяется к одному из таких элементов опоры.

На ВЛ с деревянными опорами с заземляющим спуском переносное заземление присоединяется к этому спуска, а при отсутствии спуска или при измерении в пролёте — к искусственному заземлителю, погруженному вертикально в грунт на глубину не менее чем на 0,5 м (рис.2). Запрещается установка заземлителей в неплотные навалы земли.

Значение сопротивления растеканию заземляющего устройства опоры или искусственного заземлителя должно быть измерено, результаты занесены в протокол.

Места присоединения переносных заземлений к заземлённым металлическим элементам опор (заземляющим спускам, заземлителям) должны быть предварительно очищены от краски.

В общем случае измерения на отключённой ВЛ производятся с заземлением на месте измерения одновременно всех трёх фаз; при этом все установленные в месте измерения переносные заземления должны быть присоединены к одному и тому же заземлителю (опоре, заземляющему спуску).

 

На отключённой ВЛ в габаритах 110 кВ и выше допускается производить измерения лишь на одной фазе, ближайшей к проводам влияющей ВЛ, с заземлением на месте измерения только этой фазы, без заземления других фаз.

Методика проведения измерений

Наведённое напряжение на проводе определяется путём измерения с помощью измерительного прибора потенциала провода, заземлённого на опоре (спуске, заземлителе), относительно точки нулевого потенциала, расположенной на расстоянии 15-20 м от места заземления провода. Схемы измерений приведены на рисунке.

В качестве измерительного прибора может быть использован вольтметр переменного тока любого типа с входным сопротивлением не менее 1 кОм и верхним пределом измерений не менее 0,5 кВ.

При работе с приборами должны соблюдаться требования заводских инструкций по их пользованию.

Измерения производятся на земле без подъёма на высоту двумя лицами с группой не ниже IV, одно из которых обеспечивает присоединение измерительного прибора к месту заземления провода (к опоре, спуску, заземлителю), другое — производит отсчёт показаний прибора и при необходимости переключения на нём пределов измерений. Оба лица должны работать в диэлектрических перчатках и диэлектрических ботах (для защиты от шагового напряжения).

На расстоянии 15-20 м от места заземления провода устанавливается измерительный зонд (в точке нулевого потенциала). Измерительный зонд может быть размещён в любом направлении относительно опоры (спуска, заземлителя).

Глубина погружения измерительного зонда в грунт — не менее 0,5 м.

К измерительному зонду с помощью изолированного провода присоединяется измерительный прибор. На приборе устанавливается верхний предел измерения.

В качестве провода должен применяться гибкий медный провод сечением не менее 1мм2 с изоляцией, рассчитанной на напряжение 2,5 кВ.

К измерительному прибору с помощью изолированного провода с изоляцией, рассчитанной на напряжение не менее 2,5 кВ, присоединяется изолирующая штанга, предназначенная для работы в электроустановках напряжением 2-15 кВ. В качестве изолирующей штанги может быть использована штанга для наложения заземления, оперативная штанга и другие типы изолирующих штанг.

Одно из лиц, выполняющих измерения, производит касание изолирующей штангой опоры (спуска, заземлителя), на которой заземлён провод. Место касания штангой элемента опоры должно быть предварительно еще до заземления провода в месте измерения очищено от краски. Другое лицо в этот же момент фиксирует по измерительному прибору факт превышения или не превышения установленного диапазона измерения.

В случае, если стрелка прибора зашкаливает, необходимо незамедлительно отсоединить изолирующую штангу от заземленной опоры (спуска, заземлителя), затем заменить измерительный прибор другим прибором с большим пределом измерения, после чего снова коснуться изолирующей штангой опоры (спуска, заземлителя) и убедиться в том, что показание находится в диапазоне измерения прибора.

Снятие показаний по измерительному прибору должно производиться при устойчивом касании измерительной штангой опоры (спуска, заземлителя).

При необходимости переключения предела измерения прибора следует сначала отсоединить изолирующую штангу от заземлённого элемента и лишь затем — переключить предел измерения.

Отсоединение измерительного прибора производится после отсоединения изолирующей штанги от места заземления провода.

По окончании измерения в одном месте ВЛ и переезде на другое место линии заземление в месте произведённого измерения должно быть снято и установлено на новом месте измерения.

В процессе производства измерений фактический рабочий ток влияющей ВЛ может измениться по значению; кроме того, как отмечалось выше, он может существенно отличаться от наибольшего рабочего тока, передаваемого по проводам этой линии при максимальной ее загрузке.

Значение наибольшего рабочего тока, передаваемого по ВЛ, определяется по данным диспетчерской службы для конкретной ВЛ из расчета на перспективу не менее чем на один год с учетом фактических генерирующих мощностей, максимального перетока мощности по ВЛ, изменения схемы сети.

С учетом этого необходимо при измерениях фиксировать время их выполнения с тем, чтобы затем установить в диспетчерской службе фактическую нагрузку влияющей ВЛ в моменты измерений и в конечном итоге произвести пересчет измеренных значений напряжений на максимальную нагрузку влияющей ВЛ (см. ниже).

По окончании измерений определяется путем пересчета значение наведенного напряжения при наибольшем рабочем токе влияющей ВЛ (U нав. макс):

где:

U нав. изм — измеренное напряжение, В;

Iнб — наибольший рабочий ток влияющей ВЛ, А;

Iфакт — ток нагрузки влияющей ВЛ при измерении, А.

При прохождении отключенной ВЛ в коридоре нескольких влияющих ВЛ пересчет производится с учетом наибольшего рабочего тока линии, ближайшей к отключенной ВЛ, а при прочих равных условиях линии с максимальным значением тока Iнб.

При изменении со временем значения наибольшего рабочего тока влияющей ВЛ необходимо произвести пересчет наведенного напряжения по формуле на новое значение Iнб, используя полученные при измерениях значения U нав. изм и Iфакт.

На основе произведенных измерении должен быть составлен перечень ВЛ, на заземленных проводах и тросах которых остается наведенное напряжение выше 42В (по отношению к земле) при наибольшем рабочем токе влияющих ВЛ.

Меры безопасности и охрана окружающей среды

К работе по проведению измерений наведенных напряжений допускаются лица электротехнического персонала, обученные и аттестованные по ПОТ РМ, ПТЭМРС, знающие настоящую методику, паспорт прибора и схему электроустановки, обеспеченные инструментом и индивидуальными средствами защиты и спецодеждой.

Лица, допущенные к проведению измерений, должны иметь отметку об этом в удостоверении в графе «Свидетельство на право проведения специальных работ».

Перед работой должны быть оформлены организационные и выполнены технические мероприятия, согласно требованиям ПОТ РМ.

Измерения производятся по программе утвержденной главным инженером ПМР.

Измерения, должны выполняться по наряду.

Измерения проводит бригада, в составе которой производитель работ должен иметь группу IV, член бригады – группу III, а член бригады, которому поручается охрана, — группу II.

Измерения должны производиться только по команде производителя работ.

Запрещается членам бригады, кроме лиц, производящих измерения, и посторонним лицам приближаться к месту заземления провода ВЛ (к опоре, заземляющему спуску, заземлителю) и к измерительному прибору ближе чем на 8 м.

В том случае, если на отключенной ВЛ в месте измерения заземляется провод (провода) только одной или двух фаз, провода других фаз этой же ВЛ, не заземленные в месте измерения, следует считать находящимися под рабочим напряжением.

Переносные приборы и оборудование должны быть заземлены. Заземление может быть выполнено непосредственным подключением к заземляющему устройству или через заземляющую шину передвижной лаборатории гибким медным проводом сечением не менее 4 мм2.

Запрещается производить измерения при тумане, дожде, снегопаде, а также при сильном ветре, затрудняющем работу на опоре или относящем канаты (проводники) к проездам, находящимся под напряжением.

Проводимые измерения не представляют опасности для окружающей среды.

Оформление результатов измерений

Согласно требованиям ГОСТ Р 50571.16-99 для регистрации и обработки результатов измерений и испытаний, должен вестись рабочий журнал, который должен быть пронумерован и прошнурован.

По результатам измерения составляется протокол испытания.

Порядок обращения с настоящими методическими указаниями

Держателем подлинника настоящих методических указаний является Служба изоляции и испытаний и измерений.

Ответственным за организацию разработки, своевременного пересмотра (поддержания в актуальном состоянии) и внедрение настоящих методических указаний является заместитель начальника по техническим вопросам.

Оценка значений наведенного напряжения

Вспомним, что наведенное напряжение — это разность потенциалов между проводящими частями электроустановок (ВЛ или оборудования ПС) и точкой нулевого потенциала, возникающая в результате воздействия электрического и магнитного полей, создаваемых расположенными вблизи электроустановками, находящимися под напряжением.

Электрическое поле характеризуется электростатической составляющей, зависящей от напряжения влияющих ВЛ и емкостных связей рассматриваемых ВЛ, и электромагнитной составляющей, зависящей от тока во влияющих ВЛ, расстояний между отключенной и влияющими ВЛ, длин и конфигурации участков сближения и параметров контура протекания тока.

В соответствии с Правилами персонал, обслуживающий ВЛ, должен иметь Перечень линий, которые после отключения находятся под наведенным напряжением.

Предусматривается следующий порядок составления Перечня:

• Проводится анализ топографической схемы электрической сети энергопредприятия.
• Отмечаются направления перетоков мощности по влияющим ВЛ и возможные максимальные значения передаваемой мощности (тока) по ним.
• Отмечаются места изменения взаимного расположения ВЛ, места транспозиции фаз.

На основе рассмотрения схем и характеристик ВЛ, учета расстояний между ВЛ различных номинальных напряжений, проходящих во взаимной близости, производится эксплуатационная оценка линий, которые могут находиться под наведенным напряжением. Одновременно следует использовать результаты измерений, выполненных в предыдущие годы при определении наведенного напряжения.

В Перечень вносятся ВЛ (их участки), значение наведенного напряжения на которых превышает 25 В, а также ВЛ, сооруженные на двухцепных (многоцепных) опорах. В отдельном разделе Перечня указываются ВЛ (их участки) с грозозащитным тросом, на котором имеет место наведенное напряжение, когда рассматриваемая ВЛ находится в работе.

Для предварительной оценки и пересчета полученных в результате измерений значений наведенного напряжения используется упрощенная расчетная методика. Ее применение позволяет сократить количество необходимых измерений.

Исходными данными для расчетов являются длина ВЛ, расстояния между осями трасс ВЛ на участках сближения, в том числе в местах, где двухцепные ВЛ переходят на разные трассы, наибольшие значения сопротивлений контуров заземления ПС и опор (с учетом коэффициента сезонности) по концам линий и на границах участков, а также максимальные значения токов, которые могут возникнуть во влияющих ВЛ после аварийного отключения одной или нескольких линий в прилегающей сети.

Расстояния между ВЛ и на границах участков устанавливаются:

• по исполнительной документации;
• по результатам аэросканирования;
• путем натурных измерений (наземными способами).

Для сетей любой конфигурации расчет значений наведенного напряжения на отключенной ВЛ производится по универсальной схеме замещения, приведенной на рис.

Значение наведенного напряжения определяется по формуле:

, (2.1)

где и — значения эквивалентных э.д.с., которые определяются по выражениям (2.2, 2.3).
Определение параметров универсальной схемы замещения производится на примере топографической схемы сети, приведенной на рисунке.

Для точки, расположенной на расстоянии «» от ПС-1 (рис.2), параметры схемы замещения определяются по выражениям:

, (2.2)

, (2.3)

где — значение расчетной функции (приложение 1);
и , м — расстояния между отключенной и -ой ВЛ, оказывающей влияние соответственно на участке «» или «»;
и , км — протяженность участков влияющих ВЛ, которые наводят напряжение, соответственно в первом и втором контурах (для схемы рис.2 соответственно на участках «» или «»);
, кА — значения максимального тока, протекающего по -ой влияющей ВЛ;
и — множества линий, оказывающих влияние на отключенную ВЛ соответственно на участках «» и «».
Проводимости участков «» и «» отключенной ВЛ определяются соответственно по выражениям:

, (2.4)

, (2.5)

где и , Ом — сопротивления заземляющих устройств соответственно ПС-1 и ПС-2.
Проводимость заземления на месте работ определяется по формуле:

(2.6)

, Ом — сопротивление заземляющего устройства на рабочем месте
, Ом/км — коэффициент, полученный расчетным методом и учитывающий удельное сопротивление отключенной ВЛ, определяется по таблице 1.

Таблица 1

 

Номинальное напряжение отключенной ВЛ, кВ	Значение коэффициента
10-35	0,563
110	0,535
220	0,493
330	0,434
500	0,402
750	0,377

Расчет следует начинать с определения наведенных напряжений от параллельно идущих участков ВЛ. Если полученное значение наведенного напряжения превышает 25 В, то учитывать влияние участков линий, проходящих под углом к отключенной ВЛ, не следует.

Если полученное значение наведенного напряжения не превышает 25 В, то следует учесть влияние участков линий, проходящих под углом к отключенной ВЛ. Такие участки (ВЛ-2 на рис.2) заменяются эквивалентными участками длиной , идущими параллельно отключенной ВЛ на эквивалентном расстоянии :

где — угол между осями отключенной и влияющей ВЛ.

Если линия оказывает влияние с двух сторон от точки заземления (ВЛ-1 на рис.3), то значения э.д.с., наведенных от нее в левом и правом контурах универсальной схемы замещения (рис.1), будут направлены встречно. В этом случае выражение (2.1) после подстановки формул для расчета параметров схемы замещения запишется:

где проводимости , рассчитываются по формулам соответственно.

Топографическая схема сети при наличии влияющей линии, наводящей ЭДС в левом и правом контуре

Значения наведенного напряжения, полученные при помощи упрощенной методики расчета, следует использовать для принятия решений о необходимости измерений наведенного напряжения:

• при 25 В линию можно отнести к ВЛ, не находящейся под наведенным напряжением, измерения в этом случае можно не проводить;
• при значении наведенного напряжения более 50 В ВЛ следует внести в список линий, находящихся под наведенным напряжением;
• если расчетное значение наведенного напряжения лежит в интервале от 25 до 50 В, заключение о классификации линии можно сделать только на основании измерений.

Расчетную методику можно использовать для определения значений наведенного напряжения на рабочих местах, расположенных на расстоянии друг от друга, при условии, что ВЛ в ОРУ не заземлена (рис.2). Схема замещения для этого случая приведена на рис.4.

Схема замещения для расчета наведенных напряжений на участке ВЛ, заземленной в двух точках

Значения наведенного напряжения зависят от сопротивления заземляющих устройств на рабочих местах , и определяются по выражениям:

, (2.10)

, (2.11)

где — учитывает сопротивление ВЛ на участке, ограниченном двумя заземлениями, установленными на расстоянии друг от друга. Коэффициент определяется по таблице 1.
— ЭДС, наводимая на участке ВЛ, ограниченном двумя заземлениями, определяется по (2.2) с учетом влияния только тех ВЛ, которые находятся в пределах выделенного участка. Так, для участка «» величина определяется по выражению

При значении наведенного напряжения, рассчитанного по формулам (2.10) и (2.11), не превышающем 25 В, участок линии может рассматриваться как ненаходящийся под наведенным напряжением. В пределах участка могут работать несколько бригад, разделять ВЛ на электрически несвязанные участки не требуется, заземлять ВЛ в РУ не допускается.

Методические основы выполнения измерений

Измерение наведенных напряжений производится при следующих схемах заземления отключенной ВЛ:

• линия заземляется со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, и на рабочем месте; при этом измерения производятся на границах участков, где изменяется взаимное расположение отключенной и остающихся в работе влияющих ВЛ;
• при других схемах заземления, применяемых при работах на ВЛ.

В зависимости от схемы заземления отключенной ВЛ рекомендуются следующие точки измерений наведенного напряжения:

Отключенная ВЛ (ВЛ на двухцепных опорах) заземлена по концам и на рабочем месте измерения производятся на ПС и на рабочем месте.

Отключенная ВЛ не заземлена по концам измерения производятся при установке заземления на месте работ.

Измерение наведенного напряжения на грозозащитном тросе работающей ВЛ производится в точке, наиболее удаленной от места заземления самого протяженного участка троса.

Наибольших значений наведенных напряжений на отключенной ВЛ следует ожидать:

• в точках изменения взаимного расположения отключенной и влияющих ВЛ;
• в местах транспозиции на отключенной или влияющей ВЛ;
• в точках разделения двухцепных ВЛ на одноцепные.

Измерения наведенного напряжения следует производить при пересечениях отключенной и влияющей ВЛ под углом, отличающемся от 90°.
Характерные места наибольших значений наведенного напряжения приведены на рис.5.

Места наибольших значений наведенного напряжения на проводах отключенной ВЛ

В процессе измерений наведенного напряжения производится измерение сопротивления заземлителя, к которому присоединяется переносное заземление. Оно используется для оценки электростатической составляющей наведенного напряжения при заземлении ВЛ только на месте производства работ и для расчетов максимального значения наведенного напряжения по методике, приведенной в п.3.5.

Примерный перечень и характеристики средств, необходимых для проведения измерений, приведен в Приложении 3.

Значения наведенных напряжений определяются для максимальных значений, протекающих по влияющим ВЛ токов, путем пересчета измеренных значений наведенных напряжений.
При влиянии одной ВЛ:

,

где — измеренное значение наведенного напряжения;
— ток, протекающий по влияющей ВЛ в момент измерения;
— максимальное значение тока, протекающего по влияющей ВЛ.
При влиянии нескольких ВЛ расчет значения наведенного напряжения производится с учетом протекания максимальных токов нагрузки по всем ВЛ по формуле:

,

где — весовой коэффициент, учитывающий влияние тока -ой ВЛ на значение наведенного напряжения, который определяется по формулам в зависимости от расположения влияющей ВЛ относительно точки заземления отключенной ВЛ. Так, для ВЛ, оказывающих влияние на участке «», следует определять по выражению:

Если линия оказывает влияние на участке «» , следует определять по выражению:

Если линия оказывает влияние на участках «» и «»  следует определять по выражению:

, где*

Результаты измерений электростатической составляющей наведенного напряжения (при заземлении ВЛ только на месте производства работ) и сопротивление заземления опоры используются для оценки значения наведенного напряжения при заземлении ВЛ на любой другой опоре по формуле:

,

где

• измеренное значение электростатической составляющей наведенного напряжения (при заземлении ВЛ только на месте работ);
• сопротивление заземления опоры, на которой проводились измерения электростатической составляющей наведенного напряжения;
• сопротивление заземления опоры, на которой планируется проведение работ (определяется на основании проектных данных или путем измерений непосредственно на месте работ);
• расчетное значение электростатической составляющей наведенного напряжения на месте проведения работ.

Рекомендации по организации и проведению измерений

Подготовка к измерениям начинается с разработки программы, которая должна содержать:

Схемы взаимного расположения отключенной и влияющих ВЛ.

Условия проведения измерений: период года, состояние грунта.

Варианты мест заземления отключенных ВЛ (участков), проходящих в зонах влияния ВЛ, находящихся под напряжением.

 Схемы измерений

Значения режимных параметров влияющих ВЛ в момент проведения измерений (передаваемые активная и реактивные мощности, напряжения на шинах ПС).

Перечень параметров, определяемых в процессе измерений:
наведенное напряжение (напряжение на заземлителе);
сопротивление заземления опор, удельное сопротивление грунта на ВЛ в местах установки переносных заземлений.

Приборы и инвентарь, применяемые при измерениях.

Последовательность операций при измерениях.

Меры обеспечения безопасности при выполнении измерений на проводах и грозозащитных тросах, установке переносных заземлений, при размещении персонала и техники вблизи ВЛ.

Способы связи бригады, выполняющей измерения, с оперативным персоналом.

Программа согласовывается подразделениями диспетчерских служб, в оперативном управлении которых находится отключаемая ВЛ, и утверждается техническим руководителем организации, осуществляющей эксплуатационное обслуживание данной ВЛ.

Бригада, выполняющая измерения наведенного напряжения и сопротивления заземляющего устройства, комплектуется приборами, устройствами, инвентарем, защитными средствами и средствами связи согласно перечня, приведенного в приложении 3.

Организация работ при выполнении измерений, взаимодействие производственных подразделений:

Измерения на отключенной ВЛ проводятся по наряду с назначением ответственного руководителя работ бригадой, в которую входят:

• производитель работ — допускающий, с IV группой по электробезопасности;
• инженер по испытаниям и измерениям, с IV группой по электробезопасности — 1;
• электромонтер, с III группой по электробезопасности — 1.

В процессе подготовки и проведения измерений оперативный персонал, в чьем управлении находятся отключенная и влияющие ВЛ:

• осуществляет переключения для вывода из работы ВЛ;
• регистрирует в момент измерений значения перетоков активной и реактивной мощности по влияющим ВЛ, уровни напряжений на ПС. В случае отсутствия постоянной связи с бригадой измерения на ПС следует производить с интервалом не более 15 минут;
• определяет максимальные значения токов и их сочетания, которые могут протекать по влияющим линиям при различных режимах работы, для проведения необходимых расчетов.

Члены бригады выполняют операции по установке переносных заземлений, измерительного зонда, монтажу схем измерений.

Выполнение измерений наведенного напряжения и сопротивления заземлителя производится инженером по испытаниям и измерениям.

Работы по измерениям наведенных напряжений организуются в соответствии с «Межотраслевыми Правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации электроустановок» (ПОТ РМ-016-2001).

Организуется надежная связь между бригадой и оперативным персоналом, в чьем управлении находятся отключенная и влияющие ВЛ.

Бригаде выдаются бланки протоколов результатов измерений, проводимых на каждом рабочем месте (приложение 4).

Выполнение бригадой измерений и операций, предусмотренных в Программе работ, производится только по команде ответственного руководителя работ.

Технологические указания по проведению измерений

Проведение работ по определению значения наведенного напряжения начинается с заземления проводов всех трех фаз (тросов) на контур заземления опоры ВЛ или на специальное заземляющее устройство — искусственный заземлитель, погруженный вертикально в грунт на глубину не менее чем 0,5 м. При этом все установленные в месте измерения переносные заземления должны быть присоединены к одному и тому же заземлителю опоры или искусственному заземлителю.

Измерения производятся на земле без подъема на высоту двумя лицами с группами по электробезопасности IV и III, одно из которых обеспечивает присоединение измерительного прибора к точкам измерения (к опоре, заземляющему спуску, заземлителю), другое — производит отсчет показаний прибора. Оба лица должны работать в диэлектрических перчатках и диэлектрических ботах.

Измерения в каждом месте должны выполняться в следующем порядке:
На расстоянии 25 м от места заземления (рис.7) устанавливается измерительный зонд (в точке нулевого потенциала). Измерительный зонд необходимо размещать в месте, где потенциал земли не искажен влиянием заземляющих устройств опор других ВЛ или же наличием протяженных заземлителей. При наличии протяженных заземлителей зонд устанавливается на расстоянии 25 м от них. Измерительный зонд следует погружать в грунт на глубину 1 м.

К измерительному зонду с помощью изолированного провода присоединяется измерительный прибор, на котором предварительно устанавливается верхний предел измерения. В качестве соединительных проводов для измерительного прибора должен применяться гибкий многожильный медный провод сечением не менее 1,5 мм с изоляцией, рассчитанной на напряжение 2,5 кВ.

К измерительному прибору с помощью изолированного провода присоединяется изолирующая штанга, предназначенная для работы в электроустановках напряжением до 10 кВ; в качестве изолирующей штанги может быть использована штанга для наложения заземления, оперативная штанга и другие типы изолирующих штанг.

Одно из лиц, выполняющих измерения, производит касание рабочим концом изолирующей штанги опоры (спуска, заземлителя или металлоконструкции железобетонных опор), на которой заземлены провода и грозотросы. Место касания элемента опоры должно быть предварительно, до заземления провода в месте измерения, очищено от краски, грязи, ржавчины.

Снятие показаний по измерительному прибору должно производиться при устойчивом касании измерительной штангой точки измерения (опоры, спуска, заземления). При необходимости переключения предела измерения прибора следует отсоединить изолирующую штангу (следовательно, и прибор) от точки измерения и лишь затем переключить предел измерения.

Отсоединение измерительного прибора производится после отсоединения изолирующей штанги от точки измерения (опоры, спуска, заземлителя).

По окончании измерения заземление, установленное на месте работ, должно быть снято.

Работы по измерениям величины сопротивления заземляющих устройств опор производятся в соответствии с «Методическими указаниями по измерению сопротивлений заземления опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса»: /Утв. Главтехупр. Минэнерго СССР 10.11.80; Разраб. СибНИИЭ. — М.: СПО Союзтехэнерго, 1981, СО 153-34.21.361 (РД 34.21.361)* и «Методическими указаниями по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок»: /Утв. Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» 07.05.00; СО 34.20.525-00 (РД 153-34.0-20.525-00).

Меры безопасности при выполнении измерений

Организационные и технические мероприятия осуществляются в соответствии с «Межотраслевыми правилами по охране труда (правилам безопасности) при эксплуатации электроустановок» (ПОТ РМ-016-2001).

• Работы выполняются по наряду-допуску; перед выполнением работ производится инструктаж бригады.
• Работы по измерениям наведенного напряжения выполняются с применением изолирующих защитных средств согласно требованиям правил безопасности.
• В момент измерений на отключенной ВЛ с прикосновением к проводу должна работать только одна бригада, производящая измерения.
• Запрещается членам бригады, кроме лиц, проводящих измерения, приближаться к месту заземления проводов ВЛ (опоре, заземляющему спуску, заземлителю), измерительному прибору ближе чем на 8 метров.
• Запрещается электромонтеру, находящемуся на опоре, спускаться с опоры в момент измерений, а также до снятия переносных заземлений.
• Запрещается производить измерения в темное время суток, при тумане, дожде, грозе, снегопаде, а также при скорости ветра, превышающей 10 м/с.