Наведенное напряжение что это такое

Наведенное напряжение и меры защиты от него

На воздушные линии электропередач наводится напряжение от линий, функционирующих по соседству, это напряжение не относится прямо к напряжению самой линии, и называется поэтому наведенным.

В связи с этим фактом, правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок определяют защитные меры, которые необходимо предпринимать для обеспечения безопасности при проведении работ на воздушных линиях. Так же отмечаются отдельным пунктом меры безопасности в условиях, когда заземление не помогает понизить значение наведенного потенциала на отключенных проводах ниже 25 вольт.

Между тем, обслуживающий персонал время от времени испытывает поражение электрическим током по причине наведенного напряжения. Такое происходит из-за непонимания истинной природы наведенного напряжения, как оно возникает, каков механизм. Опасность так или иначе сохраняется, ведь даже прикосновение к заземленному по всем правилам проводу, который подвержен наведению напряжения от соседней линии, может привести к поражению человека током.

Суть в том, что любая воздушная линия, которая проходит параллельно другим воздушным линиям, все время испытывает индуктивное действие соседних линий, от чего и наводится на ней потенциал.

Электромагнитные поля линий между собой взаимодействуют, при этом значение наведенного напряжения связано как с рабочим напряжением, так и с током нагрузки, и с расстоянием между фазными проводниками линий, кроме этого значима длина участка, на котором эти проводники проходят параллельно. На каждой из линий наводится потенциал, который складывается из двух составляющих: электростатического и электромагнитного взаимодействий.

Первая составляющая — электростатическая. Наведенное данной составляющей, напряжение связано с взаимодействием электрического поля влияющей линии на рассматриваемую отключенную. Значение наведенного напряжения, даже при соблюдении ПУЭ, но при параллельном прохождении данных линий, зависит от напряжения на влияющей линии. Наведенное на отключенной воздушной линии напряжение оказывается одинаковым по всей ее длине, и получается равным:

Диаграмма распределения наведенного напряжения:

Электростатический компонент наведенного напряжения может быть снижен до безопасного значения по всей длине линии путем ее заземления хотя бы в одном месте. То есть если заземлить такую воздушную линию по ее концам, то эффект от действия электростатической составляющей будет полностью устранен. Отключенную воздушную линию, заземленную с концов, при ее обслуживании, согласно правилам техники безопасности, следует заземлить и в месте проведения работ.

Электромагнитный компонент отличается механизмом своего действия от электростатического. Наведенное напряжение от электромагнитного компонента обусловлено действием магнитных полей токов фазных проводов, принадлежащих влияющей линии. Так, наведенная на отключенную воздушную линию ЭДС будет равна:

Здесь имеет значение коэффициент индуктивной связи, который для коридоров рассматриваемых линий неизменен, но значение ЭДС обуславливается длинной участка, на котором линии следуют параллельно. Так же имеет значение ток нагрузки во влияющей линии, но не напряжение в линиях. Напряжение относительно земли в точке х будет равно:

Из формулы очевидно, что в начале линии наведенное электромагнитным компонентом напряжение будет равно +Е/2, в середине линии 0, а в конце -Е/2. Электромагнитная составляющая наведенного напряжения неизменна в связи с изоляцией провода от земли или с его заземлением в одной или нескольких точках.

С ростом количества мест заземления воздушной линии, смещается лишь место положения точки нулевого потенциала на линии. В соответствии с данной особенностью электромагнитной составляющей наведенного напряжения, обусловлены правила техники безопасности.

На диаграммах видно, что распределение электромагнитной составляющей напряжения, наведенного на отключенной воздушной линии, зависит от точки положения заземления. Если заземление одно, то точка нуля наведенного потенциала будет совпадать с точкой единственного заземления.

Данные диаграммы обосновывают потенциальную опасность для обслуживающего персонала, если работы ведутся в двух или более местах воздушной линии одновременно, поскольку воздушная линия, заземленная в одной точке, находится под действующим значением наведенной электромагнитной составляющей ЭДС. Так, если одна из бригад ведет работы в заземленной точке С, то там напряжение равно нулю.

Второе рабочее место D тоже может быть оснащено защитным заземлением, но тогда точка нулевого потенциала окажется смещена в направлении между точками D и C, и напряжения в самих точках D и C могут превысить безопасные значения, а люди будут уже подвергнуты риску.

Похожий эффект имеет место при работах на линейном разъединителе, который находится под действием наведенного напряжения от воздушной линии. Разъединитель должен быть заземлен со стороны линии, тогда рабочие будут в безопасности, если данное заземление будет единственным для обслуживаемой линии.

В противном случае, если будет иметься еще одно заземление, например на подстанции, расположенной с другого конца обслуживаемой линии, то наведенное напряжение в точке проведения работ возрастет до максимума, и люди окажутся в опасности. На рисунке приведена поясняющая диаграмма.

Фактор наведенного напряжения вынуждает рабочих прибегать к работам только по одной бригаде на линии, если данная воздушная линия находится под действием наведенного напряжения. Еще один вариант — разделить линию на несколько отдельных не связанных между собой участков, а затем поочередно их восстанавливать, и хотя такое решение связано с лишними затратами, к нему прибегают для обеспечения безопасности людей. Альтернатива — работа под напряжением, тогда сразу несколько бригад могут работать на одной линии.

В процессе приготовлений рабочего места для бригады, особое внимание уделяется надежности контактных соединений фазных проводников с защитными заземлителями.

Если контакт будет случайно потерян, то точка нулевого потенциала тут же сместится в другое место, а рабочее место окажется под наведенным напряжением, и люди подвергнутся риску. По этой причине лучше всего делать для надежности два защитных заземления. На рисунке приведено пояснение относительно данного нюанса.

Максимум наведенного электромагнитной составляющей напряжения приходится на границы участка взаимодействия линий, в частности — на отключенных линейных разъединителях. В данных точках на спуске заземляющей шины линейного разъединителя, либо на первой опоре, считая от подстанции, производятся замеры при включенных заземлениях с обеих концов линии. Соответственно подбираются вольтметры, класс которых должен укладываться в ожидаемые пределы до 500 — 1000 вольт.

Когда известен максимальный ток влияющей линии, после проведения замеров в текущем режиме становится возможным вычисление максимального наведенного напряжения, которое вычисляют по формуле:

Важно не забывать об основах безопасности во время проведения измерений. Соединительные провода, рама разъединителя и сам вольтметр могут находиться под напряжением, и для безопасной работы следует сначала собрать измерительную схему, а лишь затем соединять ее с фазными проводами.

Соединительные провода должны обладать изоляцией, рассчитанной на напряжение минимум 1000 вольт. Работники должны быть в диэлектрических ботах и перчатках. Если в процессе измерений потребуется изменять пределы измерения шкалы вольтметра, прежде нужно будет отсоединить всю измерительную схему от линии.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Наведенное напряжение

Наведенное напряжение относится к физическим явлениям и возникает при высоких уровнях напряжения. Оно может возникнуть как от воздействия построенных и эксплуатируемых электроустановок (воздушных линий электропередачи и электрических подстанций), так и в результате естественных природных грозовых явлений, при которых наблюдаются электрические разряды высокого напряжения.

На воздушных линиях (ВЛ) электропередачи это воздействие учитывается при рабочем напряжении 220 кВ и выше. Рассмотрим особенности появления наведенного напряжения на примере двух ВЛ, проходящих параллельно на протяжении всей трассы.

При отключении в ремонт одной из ВЛ (при оставшейся в работе другой) на ней появляется наведенное напряжение , обусловленное влиянием электромагнитного поля оставшейся в работе ВЛ. Наведенное напряжение линии (его величина) зависит от рабочего напряжения влияющей ВЛ, токов, протекающих по проводам влияющей ВЛ, длин и конфигурации участков сближения ВЛ, расстояния между ними и ряда других параметров. Если величина наведенного напряжения ВЛ превышает 25 В, это является опасным фактором для персонала, эксплуатирующего ВЛ и выполняющего на ней работы под наведенным напряжением.

Измерение величины наведенного напряжения линии выполняется организациями, осуществляющими эксплуатацию ВЛ и в соответствии с разработанными методиками проведения измерений. По результатам измерений разрабатывается Перечень ВЛ, которые после отключения находятся под наведенным напряжением. Далее, в целях обеспечения безопасности персонала для работ под наведенным напряжением, в рамках организационных мероприятий разрабатываются технологические карты (ТК) и проекты производства работ (ППР). ТК (ППР) определяют технологию выполнения работы под наведенным напряжением, исключающую возможность поражения персонала электрическим током от элементов ВЛ, находящихся под наведенным напряжением.

Требования к организации выполнения работ регламентированы Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, утвержденных приказом Минтруда РФ от 24.06.2013 № 328н.

Примеры действующих ВЛ, оказывающих взаимное влияние:

Что такое наведенное напряжение

Наведенное напряжение – это неприятное явление, выраженное в появлении на отключенных проводах потенциала, знакомо каждому электрику. Природа наведенного напряжения понятна уже из названия и вызвана она влиянием на отключенный проводник соседних сетей, идущих параллельно линий, по которым течет электрический ток.

Это особенно заметно на примере высоковольтных воздушных линий (ВЛ) электропередач, величины наведенного напряжения на отключенных участках которых могут достигать десятков, а то и сотен киловольт. Иллюстрацией наведенного напряжения в быту может служить слабое свечение отключенных светодиодных ламп или появление «второй фазы» в розетке, если оборван нулевой провод.

Величина наведенного напряжения зависит от нескольких факторов:

• протяженности параллельного участка рабочей и отключенной ВЛ;
• расстояния между отключенной и рабочей линиями электропередач;
• величины протекающего по подключенным проводам электрического тока;
• напряжения рабочей линии.

По своему характеру наведенное значительно опаснее породившего его рабочего напряжения. В случае возникновения аварийных ситуаций в подключенных, работающих в номинальном режиме линиях, срабатывает защитная автоматика и обесточивает их. При наведенных напряжениях автоматика бессильна, поэтому монтажные или ремонтные работы на отключенной воздушной линии требуют специальных мер защиты.

Природа явления и способы защиты

Причина наличия наведенного напряжения в отключенных проводниках кроется в двух составляющих:

• электростатической;
• электромагнитной.

Электростатической составляющей наведенного напряжения мы обязаны емкостной связи двух ВЛ, с коэффициентом связи k, прямо пропорциональным длине ВЛ и обратно пропорциональным расстоянию между рабочей и отключенной линиями. Отсюда величина наведенного напряжения () связана с напряжением работающей линии () следующей зависимостью: = k*

Кроме того на электростатическую компоненту наведенного потенциала влияет атмосферная статика и даже полярное сияние. Избавиться от статической наводки можно простым заземлением в любом месте отключенного участка.

С электромагнитной составляющей намного сложнее, возникновение наведенного напряжения в этом случае происходит благодаря индуктивной связи между взаимодействующими линиями. По сути, здесь подходит аналогия с электрическим трансформатором, где проводам работающей линии отводится роль первичной обмотки, а проводу отключенной ВЛ – вторичной.

Вокруг проводов с переменным током образуется электромагнитное поле, интенсивность которого зависит от величины протекающего тока. Благодаря ему в проводах отключенной линии, как во вторичной обмотке трансформатора наводится ЭДС (), которая и является составляющей наведенного напряжения. Ее величина зависит от коэффициента индуктивной связи (M), протяженности параллельного участка () и силы тока во влияющей линии ():

Очевидно, что величина напряжения влияющей линии роли не играет, а наведенное напряжение в данном случае зависит от силы тока фазных проводов и зоны взаимодействия.

Борьба с последствиями воздействия электромагнитного поля намного сложнее, поскольку в отключенных ВЛ наводится ЭДС, величина которой меняется на протяжении всей длины отключенного участка от плюсового до минусового значения. Порогом безопасности согласно требованиям ПУЭ считается 25 В, поэтому для безопасного проведения работ на отключенном участке необходим поиск оптимальных точек заземления.

Наведенные напряжения и борьба с ними

Наведенное напряжение (наведенное напряжение) — это напряжение в отключенной электрической цепи, появляющиеся под влиянием внешних воздействий. Оно встречается в цепях различного типа, начиная от слаботочных цепей, заканчивая воздушными линиями электропередачи.

Наведенные напряжения существенно влияют на работу слаботочных систем и систем контроля и автоматики. В данном случае наведенное напряжение возникает под воздействием на кабель электромагнитных полей, создаваемых расположенными в непосредственной близости электрических силовых проводов и кабелей. Под влиянием внешних электромагнитных полей в кабеле появляется напряжение, которое в некоторых случаях может достигать величины, вызывающие ложные сигналы, помехи, при большой величине могут представлять опасность для человека, выводить из строя оборудование. Для уменьшения наводок на линии слаботочных сетей их прокладывают на расстоянии от силовых линий. Так же эффективным методом является применение экранированных кабелей.

В протяженных контрольных кабелях систем автоматики и дистанционного управления встречается такое явление, как междужильные наводки. Оно возникает ввиду того, что в контрольном кабеле не все «жилы» кабеля задействованы одновременно. Протекающий ток по рабочим жилам наводит напряжение в жилах, находящихся не под напряжением. В большинстве случаев это приводит к неправильной работе системы. Величина этих наводок может достигать высоких значений (в цепях автоматики с номинальным напряжением 220 вольт в протяженных кабелях нередко встречаются наводки, достигающие 200 вольт). В данном случае применение экранировки кабеля окажет незначительное влияние на снижение наводок. Самым эффективным методом является отвод паразитных напряжений на «землю» при помощи RC цепи.

Наводки встречаются и в воздушных линиях электропередачи. Данное явление встречается на ремонтируемой и обесточенной воздушной линии электропередач (ВЛ), из-за влияния на нее электромагнитного поля расположенной на относительно небольшом расстоянии действующей электроустановки или линий электропередач, которая находится под напряжением. Так, ВЛ, которая проходит параллельно отключенной линии, наводит сторонний потенциал, который представляет существенную опасность для обслуживающей ремонтной бригады. Значение наведенного напряжения в проводе изменяется в зависимости от протяженности участка, на котором ВЛ идут параллельно, тока нагрузки и величины рабочего напряжения, отдаленности фазных проводов, метеорологических условий.

Опасным для ремонтного персонала считается наведённое напряжение свыше 25В в месте проведения ремонта при наибольшем токе во влияющей линии. Если на отключенной ВЛ присутствует наведенное напряжение и его значение не превышает 25 В, то ремонтные мероприятия производятся с применением обычных средств защиты. В случае превышения безопасной величины следует пользоваться специальными средствами защиты и выполнять технические мероприятия, обеспечивающие требуемую степень защиты от опасного воздействия наведенного потенциала. Такими мерами безопасности могут быть разземление вначале и конце линии, разрез провода, установка заземления на участках ВЛ. Наведенное напряжение можно считать более опасным и коварным в отличие от рабочего в силу того, что на него никак не реагирует защитная аппаратура. Например, при попадании под него ремонтного персонала, работник будет находиться под опасным воздействием до момента освобождения от его влияния. А вот если на человека воздействует рабочее напряжение, то срабатывает защита и происходит автоматическое отключение, вследствие короткого замыкания.

Кстати, о коротком замыкании (КЗ). При КЗ в рабочей линии происходит наводка на отключенную ВЛ и многократное превышение тока, что, естественно, отражается на персонале, занятом ремонтом на отключенной ВЛ. Последствия могут быть весьма плачевными — от сильных ожогов, до протекания тока по жизненно важным органам с их поражением, вплоть до летального исхода. Поэтому не нужно пренебрегать правилами безопасности при проведении работ на отключенных ВЛ.[1]

Список литературы.

1. Шарандин А. А. Наведённое напряжение и защита от него //Библиотека электротехника. — 2016. — №. 3. — С.
2. Кузнецов А. Л. Наведенное напряжение: мифы и реальность //Энергетик. — 2009. — №. 1. — С. 14.
3. Судибор В. В. Проблемы экранирования контрольных кабелей. — 2014.
4. Мальков Б. В., Демидов Ю. А., Микаэльян А. С. Электромагнитная совместимость кабельных цепей. Теория и эксперимент //Промышленный электрообогрев и электроотопление. — 2014. — №. 3. — С.

Аннотация. В данной работе рассматриваются общие принципы автоматизации электрооборудования коммуника.

Другие статьи в «Наука XXI века №5 2019» — Технические науки Цифровая трансформация 2030

В данной работе рассматриваются основная концепция «Цифровой трансформации 2030», ее преимущества и в.