Что такое наведенное напряжение в электрических сетях. Как оно возникает. Почему опасно для человека. Какие меры защиты применяются. Как проявляется в бытовых условиях.
Что такое наведенное напряжение и как оно возникает
Наведенное напряжение — это напряжение, возникающее на отключенных и заземленных проводах линий электропередачи под воздействием электромагнитного поля соседних работающих линий. Оно может представлять серьезную опасность для обслуживающего персонала даже на обесточенных линиях.
Основные причины возникновения наведенного напряжения:
- Электромагнитное влияние параллельно идущих линий электропередачи
- Электростатическая индукция от проводов линий под напряжением
- Взаимная индукция между проводами разных цепей многоцепных линий
Величина наведенного напряжения зависит от следующих факторов:
- Длина параллельного следования линий
- Расстояние между проводами влияющей и отключенной линий
- Величина тока и напряжения во влияющей линии
- Метеорологические условия
Составляющие наведенного напряжения
Наведенное напряжение состоит из двух основных составляющих:
1. Электромагнитная составляющая
Возникает под действием переменного магнитного поля, создаваемого током в проводах влияющей линии. Ее особенности:
- Не устраняется заземлением линии
- Величина пропорциональна току влияющей линии
- Распределяется по длине линии неравномерно
2. Электростатическая составляющая
Обусловлена влиянием электрического поля проводов под напряжением. Характеризуется следующим:
- Устраняется заземлением линии в любой точке
- Величина зависит от напряжения влияющей линии
- Распределяется по длине линии равномерно
Опасность наведенного напряжения для человека
Наведенное напряжение представляет серьезную опасность для персонала по следующим причинам:
- Может достигать нескольких киловольт даже на отключенных линиях
- Не отключается защитными устройствами
- Сохраняется длительное время после отключения линии
- Может вызвать поражение током при прикосновении к заземленным проводам
- Способно вызвать фибрилляцию сердца при токе всего 50 мА
Наиболее опасные последствия воздействия наведенного напряжения на человека:
- Электрические ожоги различной степени тяжести
- Нарушения сердечного ритма вплоть до остановки сердца
- Термические ожоги от вспышки электрической дуги
- Механические травмы при падении с высоты
Методы защиты от наведенного напряжения
Основные способы защиты персонала от наведенного напряжения:
- Заземление отключенной линии по концам и в местах работ
- Установка закороток на все провода и тросы линии
- Применение экранирующих комплектов
- Использование диэлектрических перчаток и бот
- Измерение наведенного напряжения перед началом работ
- Организационные мероприятия по допуску к работам
Особенности заземления линий под наведенным напряжением
При заземлении линий с наведенным напряжением следует учитывать:
- Заземление в одной точке не устраняет полностью наведенное напряжение
- Необходимо заземлять линию минимум в двух точках
- Точка нулевого потенциала смещается при установке дополнительных заземлений
- Возможно возникновение уравнительных токов между заземлителями
- Требуется проверка отсутствия напряжения после каждого заземления
Наведенное напряжение в бытовых электросетях
В бытовых условиях наведенное напряжение может проявляться следующим образом:
- Слабое свечение светодиодных ламп при выключенном выключателе
- Появление напряжения в розетке при обрыве нулевого провода
- «Пробивание» на корпус электроприборов
- Помехи в аудио- и видеотехнике
Причины возникновения наводок в домашних сетях:
- Параллельная прокладка силовых и слаботочных кабелей
- Наличие мощных источников электромагнитных полей поблизости
- Неправильно выполненное заземление электроустановки
- Нарушения целостности нулевого рабочего проводника
Методы измерения наведенного напряжения
Для измерения наведенного напряжения на ЛЭП применяются следующие методы:
- Измерение напряжения между проводом и землей вольтметром
- Определение напряженности электрического поля под проводами
- Измерение тока, протекающего через человека
- Регистрация наведенного напряжения специальными приборами
При измерениях необходимо соблюдать следующие правила безопасности:
- Использовать приборы с соответствующим классом точности
- Не прикасаться к токоведущим частям руками
- Отключать измерительную схему перед сменой пределов измерения
Нормативные требования по защите от наведенного напряжения
Основные требования нормативных документов по защите от наведенного напряжения:
- Измерение наведенного напряжения перед допуском к работам
- Заземление линии при наведенном напряжении выше 25 В
- Применение экранирующих комплектов при напряжении более 500 В
- Запрет работ в зоне наведенного напряжения выше 1 кВ
- Особый порядок допуска к работам под наведенным напряжением
Наведенное напряжение и защита от него
Нередко возникают ситуации, когда даже обесточенные линии электропередачи и связанные с ними электроустановки, могут представлять серьезную опасность для обслуживающего персонала. Причиной этого становится наведенное напряжение, суть которого будет рассмотрена ниже. Данное явление иногда возникает и в быту, при эксплуатации обычных сетей 220 вольт.
Содержание
Почему возникает наведенное напряжение
Во многих случаях наведенное напряжение появляется на обесточенных воздушных линиях электропередач, выведенных из эксплуатации в ремонт. Основным условием его возникновения считается электромагнитное поле, расположенное возле высоковольтной линии. Данная воздушная линия, проходящая параллельно с отключенной линией, производит наведение стороннего потенциала. Это и будет наиболее простым ответом на вопрос, что такое наведенное напряжение.
Значение этого параметра постоянно изменяется, в зависимости от влияния определенных факторов, таких как протяженность участка, расстояние до фазных проводов, те или иные метеорологические условия.
Потенциал, наведенный на отключенную воздушную линию, состоит из двух активных составляющих – электромагнитной и электростатической.
- Электромагнитная составляющая образуется под влиянием магнитного поля. Само поле, в свою очередь, возникает под действием тока, протекающего по высоковольтной линии, расположенной рядом. Его величина будет оставаться неизменной даже при наличии заземления, устроенного в нескольких местах. Под действием заземления может измениться лишь место, где расположена точка с нулевым потенциалом.
- Электростатическую часть, наоборот, можно нейтрализовать с помощью заземляющей системы, которая устраивается на концах линии и в местах проведения работ. Величина наведенного напряжения снижается, если заземление выполнено хотя-бы в одной точке высоковольтной линии.
Теоретически возникновение наведенного напряжения происходит в следующем порядке. Если по проводнику течет переменный ток, то вокруг него будет создаваться электромагнитное поле.
Интенсивность поля будет снижаться при постепенном удалении от проводника.
Кроме того, в электромагнитном поле наблюдается изменение пульсаций, когда направление и величина тока также изменяются. Если в зону действия поля попадет какой-либо другой проводник, в нем будет индуцировано наведенное напряжение. Значение напряжения определяется с помощью подключенных измерительных приборов. Таким образом определяется степень опасности для работающего персонала.
Например, если отключенная высоковольтная линия будет находиться под напряжением, не превышающим 25 вольт, ремонтные работы можно выполнять в обычных защитных средствах. Когда это значение будет превышено, потребуется проведение специальных технических мероприятий, использование дополнительных средств защиты.
Опасность наведенного напряжения
Все, кто работает с электричеством следует помнить, что в отличие от обычного рабочего, наведенное напряжение — это очень опасное явление, от которого не спасают традиционные защитные устройства и аппаратура.
Когда кто-нибудь из ремонтного персонала попадает под его воздействие, он будет находиться в таком состоянии, пока не будет с посторонней помощью освобожден от негативного влияния. В такой же ситуации при рабочем напряжении происходит срабатывание защиты и автоматическое отключение цепи.
Отрицательно влияет и короткое замыкание. Когда замыкание случается на рабочей линии, многократное превышение тока захватывает и отключенную воздушную линию. Работающий персонал может получить ожоги, а в некоторых случаях не исключается летальный исход. Поэтому, даже если сеть полностью отключена, все равно необходимо соблюдение всех правил электробезопасности на линии.
Если же человек все-таки попал под влияние наведенного напряжения, следует как можно быстрее остановить течение тока через тело. Одним из спасательных технических мероприятий становится соединение с землей опасной части электроустановки. Самое простое, что можно сделать в данной ситуации, это убрать провод с помощью любого изолированного предмета.
Возникновение наводки в бытовых условиях
По мнению многих специалистов возникновение наведенного напряжения вполне возможно и в бытовых условиях, в домашней электрической сети напряжением 220 вольт.
Чаще всего это явление возникает в проводе, проложенном рядом с другим проводником, находящимся под напряжением. Визуально это проявляется чуть заметным свечением диодных лампочек, когда выключатель находится в отключенном состоянии и означает, что рядом с обесточенным проводом очень близко проложена фазная жила. Под действием электромагнитного поля возникает наводка незначительной величины. В некоторых случаях наведенное напряжение может появиться и в розетке из-за обрыва нулевого проводника.
Наведенное напряжение и меры защиты
Правилами техники безопасности (ПТБ) при эксплуатации электроустановок определены меры безопасности во время работ на воздушных линиях (ВЛ) электропередачи , на которых наводится дополнительное напряжение от соседних работающих линий.
Отдельно выделены меры безопасности при работах на таких ВЛ, когда заземление их в соответствии с общими требованиями правил не позволяет снизить уровень наводящегося на отключённых проводах потенциала ниже 25 В.
Однако продолжают иметь место случаи поражения обслуживающего персонала электрическим током наведенного напряжения, которые являются результатом недопонимания природы возникновения и механизма проявления этого напряжения. Особенность его проявления состоит в сохранении опасности поражения электрическим током при прикосновении даже к заземлённому по правилам проводу.
Известно, что на любой ВЛ, проходящей параллельно с другими ВЛ , непрерывно наводится сторонний потенциал , обусловленный взаимным влиянием электромагнитных полей этих линий друг на друга. Значение потенциала зависит от рабочего напряжения, токов нагрузки, расстояния между фазными проводами линий и длины участка параллельного их расположения.
Наведенный на каждой из таких линий потенциал (наведенное напряжение) можно условно представить в виде суммы двух составляющих: электростатической и электромагнитной.
Электростатическая составляющая наведенного напряжения на проводах отключённой ВЛ обусловлена воздействием на них электрического поля остающейся в работе соседней (влияющей) линии и при сохранении определённых ПУЭ конструктивных параметров участка параллельного следования зависит только от уровня напряжения влияющей линии. Значение этой составляющей одинаково по всей длине отключённой ВЛ (рис. 1) и определяется по формуле:
Uэ = k Uр.в.
где k – коэффициент ёмкостной связи линий ;
Uр.в. – рабочее напряжение влияющей линии.
Рис. 1. Диаграмма распределения электростатической составляющей наведенного напряжения.
Электростатическая составляющая наведенного напряжения снижается до безопасного уровня по всей длине линии при заземлении её в любой, хотя бы одной точке. Следовательно, воздействие этой составляющей полностью устраняется при заземлении отключенной ВЛ по концам (на подстанциях) и на месте производства работ согласно ПТБ.
Совсем иначе проявляет себя электромагнитная составляющая наведенного напряжения , возникновение которой обусловлено суммарным влиянием магнитных полей , создаваемых токами фазных проводов влияющей линии.
Наводимая на отключенной линии ЭДС определяется выражением:
E=MLI
где M – коэффициент индуктивной связи фазных проводов линии при частоте 50 Гц ;
L – длина участка параллельного следования линии ;
I – ток нагрузки влияющей линии.
Коэффициент индуктивной связи для каждого конкретного «коридора» линий практически не меняется. В связи с этим значение наведенной ЭДС обусловлено только длинной участка параллельного следования линий и током нагрузки влияющей линии и не зависит от уровня рабочих напряжений каждой из ВЛ.
При этом потенциал (напряжение относительно земли) любой точки , например x , определяется выражением:
U=- E/L *x + E/2
где E – наведенная на проводе ЭДС;
x – расстояние от начала линии до точки x.
Отсюда следует, что в начале линии (при x=0 ) электромагнитная составляющая наведенного напряжения Uн=+E/2, в конце линии Uк=-E/2 (при x= L) в середине линии Uср=0 (при x=L/2).
Особенностью проявления электромагнитной составляющей наведенного напряжения является неизменность её значения независимо от того, изолирован провод от земли или заземлён в одном или даже в нескольких местах.
При изменении числа точек заземления на ВЛ меняется лишь положение точки нулевого потенциала на ней. Специфичность именно этого проявления наведенного напряжения и обусловлены требования ПТБ.
Рис. 2. Диаграмма распределения электромагнитной составляющей наведенного напряжения на отключённой ВЛ в зависимости от места установки на ней защитных заземлений.
На рис. 2 приведены характерные примеры распределения электромагнитной составляющей наведенного напряжения (потенциала) на отключённой ВЛ в зависимости от места установки защитных заземлений. Как видно из диаграмм , при однократном заземлении ВЛ точка нулевого потенциала совпадает с точкой заземления.
С учётом изложенного представлено графическое обоснование опасности организации одновременно двух и более рабочих мест на ВЛ , находящейся в зоне наведения электромагнитной составляющей напряжения. Например , бригада работает в точке С , линия согласно правилам заземлена только в одной этой точке , где напряжение равно нулю (рис.
3а).
Если теперь для подготовки второго рабочего места установить защитное заземление в другой точке D , то нулевой потенциал переместится на участок между двумя этими заземлениями (рис. 3б). При этом напряжение в местах заземления (точки С и D) может превысить допустимый уровень , и работающие там люди подвергнутся опасности поражения электрическим током.
Аналогичный эффект проявляется и при производстве работ на линейном разъединителе , находящемся под наведенным напряжением ВЛ. Заземление разъединителя со стороны линии в этом случае гарантирует электробезопасность только при условии , что эта линия нигде больше не заземлена (см. рис. 2б, д).
Если установить дополнительное заземление на каком-либо другом участке , например , включить заземляющие ножи на подстанции с другого конца линии , то уровень наведенного напряжения на линейном разъединителе в месте производства работ «подскочит» до максимума (см.
рис. 2г).
Рис. 3. Примеры распределения электромагнитной составляющей напряжения на отключённой ВЛ при работе ремонтной бригады в различных условиях.
Проявления наведенного напряжения вынуждают эксплутационный персонал резко сокращать фронт работы на ВЛ (до одной бригады) , находящихся в зоне усиленного действия этого напряжения. Разделение линии на отдельные электрически несвязанные участки путём разрезания шлейфов также вызывает дополнительные затраты времени на поочерёдное разрезание и последующее их восстановление. Однако необходимость обеспечения безопасности линейного персонала обязывает считаться с этими фактами.
Вместе с тем одной из альтернативных мер, снимающих практически все ограничения в расширении фронта производства работ во всех случаях (при сохранении безопасности линейного персонала) , является выполнение работ под напряжением.
При подготовке рабочего места на ВЛ следует обращать особое внимание на надёжность контактов защитных заземлений с фазными проводами и заземлителем.
Нельзя забывать, что при случайной потере контакта (разземлении линии) точка нулевого потенциала в то же мгновение может изменить своё местоположение , а напряжение на рабочем месте превысить допустимое значение Uс (рис 4). Следовательно, для гарантии безопасности в месте производства работ целесообразно устанавливать параллельно два заземления.
Рис. 4. Диаграмма распределения электромагнитной составляющей наведенного напряжения при заземлении линии в точке С и при её разземлении
Итак, наибольшего значения электромагнитная составляющая наведенного напряжения достигает на границах участка взаимного влияния линий (в общем случае – на отключённых линейных разъединителях). Именно в этих точках, непосредственно на спуске шины заземления линейного разъединителя или на первой от подстанции опоре, следует производить измерения при включённых с обеих концов линии заземляющих ножах.
Класс напряжения используемых для этого вольтметров необходимо подбирать по ожидаемому уровню наведенного напряжения.
В первом приближении можно использовать вольтметр с пределом измерения до 0,5í1,0 кВ.
Пересчёт результатов измерения на условия максимальных нагрузок влияющей линии можно провести по формуле , полученной из соотношения:
где Uизм – измеренное наведенное напряжение ;
Iизм – ток нагрузки влияющей ВЛ в момент измерения ;
Iмакс – максимальный допустимый ток нагрузки влияющей линии.
Следует отметить, что включенные заземляющие ножи, рама разъединителя, соединительные провода и вольтметр во время измерений могут находиться под опасным напряжением. В целях обеспечения безопасности персонала, производящего измерения, соединять схему измерения с фазными проводами линии следует только после сборки схемы измерения. При необходимости переключения пределов шкалы или замены вольтметра предварительно необходимо отсоединить схему измерения от провода ВЛ.
Персонал должен пользоваться диэлектрическими ботами и перчатками. Используемые при измерениях провода должны иметь изоляцию, рассчитанную на напряжение 1 кВ.
Наведенное напряжение: чем опасно для человека?
Содержание
- 1 Причины возникновения
- 2 В чем опасность явления?
- 3 Наводка в квартире
Возникновение наводки на воздушных линиях электропередачи и в электроустановках, которые связаны с ними могут представлять опасность. Именно поэтому, вам детально необходимо разобраться с тем, что представляет собою наведенное напряжение.
Также подобное явление может возникать в бытовых условиях в сети 220 Вольт. Именно поэтому, вам обязательно необходимо понимать природу возникновения и меры защиты от наведенного напряжения.
Причины возникновения
Наведенное напряжение в большинстве случаев будет возникать на выведенной в ремонт и обесточенной воздушной линии электропередач. Также возникновение может произойти в том случае если рядом с высоковольтной линией будет располагаться электромагнитное поле. Таким образом, ВЛ, которая приходит параллельно отключенной линии наводит сторонний потенциал, который в дальнейшем будет предоставлять опасность для ремонтной бригады.
На данный момент значение наведенного напряжения в проводе может меняться в зависимости от протяженности участка, на котором ВЛ будут идти параллельно. Также на изменение значения будет влиять отдаленность фазных проводов, метеорологических условий. Потенциал, который будет наведен на ВЛ может объединять в себе два вида воздействия – электромагнитную и электростатическую составляющую:
- Электромагнитная часть будет появляться под действием магнитного поля, которая возникает от протекания тока по работающей рядом ВЛ. Отличительной особенностью считается то, что при заземлении, даже в нескольких местах линии она не будет изменять свою величину. Единственное, что можно будет изменить с помощью заземления, так это то, что это расположение точки нулевого потенциала.
- Электростатическая часть в отличии электромагнитной устраняется путем заземления линии в ее концах и вместе ведения работ. Чтобы снизить величину наведенного напряжения необходимо установить хотя бы в одной точке ВЛ.
Узнайте, также про переносное заземление и его принцип работы.
Теперь необходимо более детально разобраться про наведенное напряжение и природу его возникновения. Чтобы понять, как оно появляется изучите фото, которое расположено ниже:
Если будет иметься проводник, который на картинке обозначен, как А-А. Если по нему будет протекать переменный ток, тогда будет создаваться электромагнитное поле интенсивность, которого будет уменьшаться по мере отдаления от проводника. Также могут изменяться пульсации электромагнитного поля с изменением направления и величины тока. Если в поле попадет любой другой в нем может индуцироваться наведенное напряжение. Ниже на картинке будут показаны проводники с подключенными измерительными приборами для определенной величины напряжения:
На данный момент многие не знают, какое значение будет опасным для персонала? Если на отключенной ВЛ будет присутствовать напряжение и его значение не будет превышать 25 В.
В чем опасность явления?
Наведенное напряжение можно считать более опасным и коварным в отличии от рабочего в силу того, что на него не будет реагировать защитная аппаратура. Если под него попадет ремонтный персонал, тогда работник будет находиться под воздействием до момента освобождения от его влияния. Если на человека будет воздействовать рабочее напряжение, тогда будет срабатывать защита и будет происходить автоматическое отключение.
Также вам необходимо знать о коротком замыкании. Если короткое замыкание произойдет на рабочей линии будет происходить на отключенную ВЛ и многократное превышение тока. Естественно это может отражаться на персонале, который будет занят ремонтом на отключенной ВЛ.
Что же делать в случае попадания человека под наведенное напряжение? Этот вопрос на данный момент интересует многих и с ним следует разобраться более детально. Сначала вам потребуется предотвратить протекание тока через тело человека. Для этого вам может потребоваться соединить опасную часть электроустановки с «землей». Ниже вы можете увидеть видео, в котором будет рассказываться все правила безопасности при работе в зоне усиленного действия наводок.
Наводка в квартире
На данный момент многие специалисты утверждают, что наведенное напряжение также может возникать в квартире и в доме в сети 220 Вольт.
«Наводка» в большинстве случаев будет проявляться в кабеле приложенным рядом с проводом, по которому будет протекать ток. Например, когда при включенном выключателе на диодных лампочках еле заметное свечение. Произойти подобная ситуация в большинстве случаев может из-за того, что рядом с проводом будет проложен проводник с фазной жилой.
В результате воздействия электромагнитного поля и будет возникать небольшая наводка. Ее величины будет вполне достаточно для того, чтобы осветить небольшие светодиоды. Иногда наводка также может возникать и в розетке. Возникает она в том случае, если происходит, обрыв нулевого провода. Чтобы более детально ознакомиться с примером влияния наводки, вам необходимо посмотреть видео.
Теперь вы точно знаете, что такое наведенное напряжение и чем оно опасно для жизни человека. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.
Читайте также: для чего нужно повторное заземление ВЛИ?
Заземление системы для защиты работников от наведенного напряжения
Написано Дэнни Рейнсом, CUSP, . Опубликовано в Голос опыта.
В последнем выпуске «Голоса опыта» мы рассмотрели правила OSHA по заземлению оборудования передачи и распределения (T&D)
. На этот раз мы собираемся обсудить, где и
как возникают наведенные напряжения и, что более важно, как защитить сотрудников от опасностей
связан с наведенным напряжением из-за надлежащего заземления системы.
«Он не мертв, пока не заземлен» — одно из самых старых и неточных утверждений, сделанных в
нашей отрасли. Это также одна из первых вещей, которые мне сказали, когда я начал работать в штате Джорджия
Power в 1967 году в качестве помощника в линейной бригаде.
Прошло много лет, прежде чем я узнал истинное значение заземления системы
.
В то время наведенные напряжения назывались «статическими» и в основном обнаруживались при обесточивании T&D
линий в коридоре с другими линиями электропередачи. Даже замена распределительной линии — путем переформирования
и использования монтажных кронштейнов для распределения фазных проводников, чтобы можно было установить новые проводники
, — потребует напряжения на новых, еще не находящихся под напряжением проводниках, когда они будут в воздухе,
изолированы и изолированы. По этой причине заземления должны быть установлены после установки новых проводников
и в процессе «втыкания» в изоляторы.
Количество индуцированных напряжений определяется тремя факторами: расстоянием между де-
под напряжением и проводники под напряжением в коридоре; напряжение линии под напряжением; и расстояние
, на котором находящиеся под напряжением и обесточенные линии проходят параллельно в коридоре.
Чем выше напряжение
находящейся под напряжением линии, чем ближе цепи расположены друг к другу, и общее расстояние, на котором линии
проходят параллельно, тем выше величина индуцированного напряжения. Напряжение на обесточенной линии представляет собой форму
емкостной связи от обесточенных к находящимся под напряжением проводников. Обычно бывает
несколько тысяч вольт наведенного напряжения на обесточенных цепях в коридорах с несколькими
цепями. Несколько моих клиентов, работающих с цепями 345 кВ или 500 кВ, обнаружили до
до 10 кВ на обесточенных проводниках. Все должны помнить, что линии 115 кВ могут легко
индуцировать достаточное напряжение, чтобы быть смертельным. Без проверки наличия напряжения с помощью вольтметра, одобренного
, очень легко быть обманутым, если вы не увидите дугу при подаче заземления
. Когда обесточенные цепи пересекаются с цепями под напряжением или находятся под напряжением, может произойти
по-прежнему иметь достаточное наведенное напряжение, чтобы быть опасным для человека.
Всего 50 вольт, попадающих в тело
, и 50 миллиампер, проходящих через сердце, могут вызвать мерцательную аритмию, потенциально смертельное состояние.
Другое важное соображение
Еще один факт, который работники должны понимать, заключается в том, что рабочее место может быть единственной имеющейся цепью,
но в нескольких милях дальше по линии цепь может проходить параллельно другим цепям, находящимся под напряжением.
Несмотря на то, что цепи под напряжением не видны с рабочего места, опасность наведенных 9Напряжение 0007 существует при работе на обесточенных линиях вблизи находящихся под напряжением проводников. Работники должны
всегда ожидать, что наведенное напряжение возможно, даже когда другие цепи не видны.
Наведенное напряжение действительно находится в статическом состоянии, поскольку проводники изолированы и
изолированы. Однако это не традиционное статическое напряжение, возникающее в результате положительного заряда, который разряжается на
один раз и не может быть восстановлен физическим действием, например, протиранием обуви 9.
0007 на ковре и ударить кого-то током, прикоснувшись к ним.
Наведенные напряжения являются результатом передачи по воздуху проводников под напряжением. Магия
физики происходит, когда мы заземляем проводники с наведенными напряжениями. Если вы установите вольтметр
на обесточенных линиях, будет измеряемая величина напряжения переменного тока, указанная до
для установки заземления системы. Как только заземление будет установлено, напряжение сразу
рухнет почти до нуля. Теперь, если бы у вас был амперметр на территории, было бы сразу
увеличение текущего потока на территории. Применение заземления может привести к возникновению видимой дуги, когда
зажим касается проводника. Один из мифов давно минувших дней состоит в том, что если бы не было дуги, то
не было бы достаточно статического электричества, чтобы быть опасным. Это неправда. При отсутствии видимой дуги
может протекать значительный ток.
Многим из нас говорили, что когда вы заземляете, вы «сбрасываете статическое электричество» с обесточенной линии.
Это еще одно неверное утверждение. Когда заземление снято с заземленных линий, усилитель 9Счетчик 0007 покажет нулевое протекание тока, но вольтметр немедленно увидит возвращение напряжения к незаземленным проводникам
. Это напряжение является результатом емкостной связи от находящихся под напряжением
линий. Если вы работаете на обесточенных линиях в коридоре с линиями под напряжением, на незаземленных, обесточенных проводниках всегда будут
наведенные напряжения. Эти напряжения могут быть опасны для работников коммунальных служб. Хорошей новостью является то, что опасностью можно управлять с помощью надлежащего заземления системы
и никогда не включать последовательно незаземленный проводник и другой проводник.0007 потенциал.
Заземление не спасает жизни
Мой хороший друг Джим Вон и я рассказываем о системном заземлении и принципах заземления
компаниям по всей территории США. Во время этих презентаций мы часто говорим об одной вещи, которая привлекает большое внимание
: заземление не спасайте жизни.
Склеивание спасает жизни, а земля управляет системами. Когда
читает стандарты технического обслуживания и строительства OSHA в отношении распределения и передачи
, сообщение такое же. Заземление системы предназначено для создания неисправного
условие, при котором возникает достаточный ток короткого замыкания для срабатывания защиты системы и устранения неисправности. Соединение
в рабочей зоне создает эквипотенциальную рабочую зону, так что все проводники оборудования и системы
имеют одинаковый потенциал. Если потенциал одинаков, работники не сталкиваются с
опасными различиями потенциалов. Кроме того, даже если линия окажется под напряжением случайно или из-за неисправности
вблизи рабочей зоны, напряжение в рабочей зоне возрастет, но если все точки
контакта в рабочей зоне равны, сотрудник, вероятно, не узнает, была ли зона
под напряжением.
OSHA заявляет в 29 CFR 1910.269(n)(3), что основания «должны быть размещены в таких местах и
организованы таким образом, чтобы работодатель мог продемонстрировать, что они предотвратят воздействие опасных перепадов электрического потенциала на каждого работника из
.
” Я пытаюсь напомнить всем, что стандарты OSHA
— это ответы на вопросы «Что и почему?»Требования стандарта производительности 0007.
Заземление также должно быть надлежащего размера, размещено и установлено в соответствии с величиной доступного тока короткого замыкания
. Они должны соответствовать согласованным стандартам ASTM и IEEE в отношении конструкции зажимов
и надлежащего обслуживания в соответствии со стандартами OSHA.
Заключение
Почти на каждом уроке, который я преподаю, я задаю этот вопрос: Электричество идет по пути __________? В большинстве
случаев участники ответят: «Наименьшее сопротивление». Это неправда. Закон Ома гласит
, что электричество будет проходить по всем проводящим путям, а закон Кирхгофа о разделении тока гласит, что
величина протекающего тока определяется сопротивлением и импедансом на пути напряжения. Если применяется заземление
, цепь не будет оставаться под напряжением до тех пор, пока защита системы работает так, как должна
.
Сотрудники должны учитывать следующее: если зона с равным потенциалом не установлена с соединением
, будет ли поддерживаться достаточное напряжение в течение от двух до 10 циклов, необходимых для устранения неисправности, которая возникла?0007 может быть вредным, если сотрудник контактирует с перепадами потенциала в рабочей зоне?
В заключение неудивительно, что заземление системы является одной из самых неправильно понимаемых и опасных задач
, выполняемых линейными рабочими в нашей отрасли. Мы рассмотрим другую родственную тему — нейтральные обратные токи
и молнию — в следующем выпуске «Голоса опыта».
Об авторе: Дэнни Рейнс, CUSP, консультант по безопасности, распределение и передача,
вышел на пенсию из Georgia Power после 40 лет работы и открыл компанию Raines Utility Safety Solutions
LLC, проводя обучение по соблюдению нормативных требований, оценку рисков и программы наблюдения за безопасностью. Он также
является инструктором филиала Технического исследовательского центра Джорджии OSHA Outreach в Атланте.
Узнайте больше от Дэнни Рейнса из серии подкастов о безопасности коммунальных служб. Посетите https://incident-
Prevention.com/podcasts, чтобы послушать прямо сейчас! Навигация по серии
Голос опыта: понимание наведенного напряжения
Написано Дэнни Рейнсом, CUSP, . Опубликовано в Управление безопасностью, Голос опыта.
Электроэнергетике потребовалось много лет, чтобы понять индуцированное напряжение. Когда я начал работать в 1960-х годах, мне объяснили, что напряжение, остающееся на обесточенных линиях, является статическим напряжением, которое необходимо сбросить, иначе оно может быть смертельным. Теперь, когда я говорю с группами о временном заземлении системы для защиты сотрудников, я все еще иногда слышу термин «статическое напряжение», используемый для описания того, что на самом деле является наведенным напряжением от близлежащей линии под напряжением.
Даже сегодня не все в отрасли полностью понимают индуцированное напряжение.
Итак, что такое наведенное напряжение? Вот некоторые вещи, которые должны понимать специалисты по безопасности и эксплуатации коммунальных служб. Электромагнитное поле вокруг проводника под напряжением создает емкостную и магнитную связь со всеми близлежащими объектами в пределах электромагнитного поля. Уровень напряжения находящегося под напряжением проводника и физическая длина обесточенного проводника, который подвергается воздействию находящегося под напряжением (источника) проводника, будут определять величину напряжения на обесточенном проводнике или оборудовании. Обесточенный проводник или часть оборудования остаются под напряжением до тех пор, пока источник остается под напряжением, а обесточенное оборудование остается незаземленным. Правильно установленные временные площадки безопасности системы могут быть использованы для создания эквипотенциальной рабочей зоны для сотрудников.
Наведенное напряжение на обесточенном оборудовании не является статичным, и его нельзя стравить.
Защитное заземление системы, которое было установлено, просто обеспечивает проводящее соединение наведенного напряжения с землей. Как только заземление удалено, наведенное напряжение мгновенно возвращается к точно такой же величине напряжения. Это напряжение 60 циклов в секунду в установившемся режиме, потому что нет другого пути, по которому может течь электричество, кроме изолированного проводника или оборудования, находящегося под напряжением. Если применить заземление к обесточенным проводникам, то напряжение тут же рухнет почти до нуля, но теперь физика изменилась, и в заземлении системы устанавливается ток. Величина протекающего тока в заземляющих комплектах определяется величиной наведенного напряжения на обесточенном оборудовании до установки заземлителей, а также сопротивлением заземляющего комплекта и земли. Кроме того, чем больше наборов заземления применяется к обесточенной линии, тем меньший ток протекает по каждому набору заземлений.
Значительные изменения
За последние 10 лет было много травм и смертельных случаев, связанных с неспособностью контролировать индуцированные напряжения.
В 2014 году в правила OSHA 29 CFR 1910.269 было внесено несколько существенных изменений в попытке решить проблемы с наведенным напряжением.
Сначала рассмотрим пункт 1910.269(м) «Обесточивание линий и оборудования для защиты персонала». Правило всегда гласило, что работодатель должен обеспечить установку систем безопасности. В частности, пункт 19.10.269(m)(3)(vii) гласит следующее: «Работодатель должен обеспечить установку защитных площадок в соответствии с требованиями пункта (n) настоящего раздела».
До тех пор, пока обесточенные линии и оборудование не будут заземлены, параграф 1910.269(n) требует, чтобы сотрудники сохраняли минимальный подход и считали, что обесточенные линии и оборудование находятся под напряжением. В соответствии с 1910.269(n)(3) должна быть установлена эквипотенциальная зона. В пункте указано следующее: «Эквипотенциальная зона. Временные защитные площадки должны быть размещены в таких местах и устроены таким образом, чтобы работодатель мог продемонстрировать, что они предотвратят воздействие на каждого работника опасных перепадов электрического потенциала».
В попытке контролировать опасную энергию и наведенное напряжение, серьезное изменение в 1910.269(q) «Воздушные линии и работа голыми руками на линиях электропередач» осталось практически незамеченным, когда в 2014 году было опубликовано новое правило 1910.269, и не привлекло к нему никакого внимания. довел до него во время первоначальных вебинаров о новом правиле. Объяснение изменения можно найти в 1910.269(q)(2)(iv). До обновления 2014 года, если бригады работали или устанавливали проводники параллельно линиям под напряжением, требовалось заземление системы на расстоянии не менее 2 миль друг от друга. Таким образом, при работе на заземленных линиях сотрудники никогда не будут находиться дальше, чем в миле от набора временных площадок безопасности. Как оказалось, 1 миля от комплекса систем безопасности на полосе отчуждения 345 кВ или 500 кВ может быть слишком далеко, что может привести к опасной разнице потенциалов для сотрудников, если они соприкоснутся с обесточенными линиями или оборудование.
Обновленный 1910.269(q)(2)(iv) теперь гласит следующее: «Прежде чем работники прокладывают линии параллельно существующим линиям под напряжением, работодатель должен определить приблизительное напряжение, которое должно быть наведено на новых линиях, или следует исходить из предположения, что наведенное напряжение опасно. Если работодатель не может продемонстрировать, что линии, которые монтируют работники, не подвержены наведению опасного напряжения, или если линии не считаются находящимися под напряжением, временные защитные ограждения должны быть размещены в таких местах и организованы таким образом, чтобы работодатель мог продемонстрировать предотвратит воздействие опасных перепадов электрического потенциала на каждого работника».
Примечание 1 к параграфу 1910.269(q)(2)(iv) гласит: «Если работодатель не принимает мер предосторожности для защиты работников от опасностей, связанных с непроизвольными реакциями на поражение электрическим током, опасность существует, если индуцированное напряжение достаточно для прохождения ток 1 мА через резистор 500 Ом.
Если работодатель защищает работников от травм в результате непроизвольной реакции на поражение электрическим током, существует опасность, если результирующий ток будет более 6 миллиампер».
Вы могли заметить, что текст 1910.269(n)(3) был скопирован и добавлен к 1910.269(q)(2)(iv) с целью обеспечения защиты сотрудников от опасной разницы потенциалов. Методы определения местоположения заземления на проводниках могут требовать заземления чаще, чем на расстоянии 2 миль друг от друга, чтобы снизить риски разности потенциалов. После того, как проводники будут установлены, дополнительные заземления системы снизят наведенное напряжение и будут соответствовать нормативным требованиям.
Поговорив со многими рабочими о наведенном напряжении, я пришел к выводу, что после установки заземления линия обесточена по всей длине. Наука говорит нам, что защитное заземление системы — это единственное место на заземленной линии, где напряжение относительно земли равно нулю. В случаях наведенного напряжения, чем дальше вы находитесь от временных оснований, тем больше вероятность разности потенциалов между заземленными проводниками и другими поверхностями — отсюда и изменение правил.
Обратите внимание, что когда сотрудники работают в заземленной корзине крана или JLG на заземленной цепи на полосе отвода или на подстанции, в зазоре между автобусом и платформой будет разность потенциалов. Эти проводящие платформы должны быть соединены с заземленными проводниками, чтобы перекрыть этот разрыв и защитить рабочих в корзине от разницы потенциалов.
Кроме того, даже если оборудование заземлено, а шина или проводники заземлены, могут существовать циркулирующие токи заземления, связанные с наведенным напряжением и путем к земле. Заземление оборудования в другом месте, даже большой подстанции, может создать опасные условия на территории.
Заключение
Мы должны помнить, что электричество идет не только по пути наименьшего сопротивления, как мне говорили много лет назад. Вместо этого электричество пойдет по любым проводящим путям. Закон Кирхгофа о разделении тока в параллельных цепях помогает нам понять, что величина тока, протекающего по пути, определяется импедансом и сопротивлением пути.
Требуется всего около 50 вольт переменного тока, чтобы проникнуть через кожу человека, и от 30 до 50 миллиампер, чтобы быть смертельным для человека. Человек — всего лишь резистор на 1000 Ом в электрической цепи. Все сотрудники должны быть знакомы с законом параллельных сопротивлений и законом Ома.
Об авторе: Дэнни Рейнс, CUSP, консультант по безопасности, распределение и передача, вышел на пенсию из Georgia Power после 40 лет службы и открыл Raines Utility Safety Solutions LLC, проводя обучение по соблюдению требований, оценку рисков и программы наблюдения за безопасностью. . Он также является инструктором филиала в Техническом исследовательском центре Джорджии OSHA Outreach в Атланте.
Это обратное или индуцированное напряжение?
Вы собираетесь проверить отсутствие напряжения и прошли процесс блокировки/маркировки. Вы носите надлежащие средства индивидуальной защиты. У вас есть нужный тестер напряжения, и вы знаете, как им пользоваться.
Когда вы прикасаетесь тестовыми щупами к цепи, вы получаете напряжение там, где его быть не должно! В чем дело?
1. Возможно, вы выбрали не то оборудование. Уж точно не ты! Это достаточно серьезная проблема, поэтому NFPA 70E включил новую статью о ней в издание 2009 года в статье 130.7(E) «Методы оповещения». Он гласит: «(4) Похожее оборудование. Если работа, выполняемая на оборудовании, которое обесточено и помещено в электрически безопасное состояние, существует в рабочей зоне с другим оборудованием под напряжением, аналогичным по размеру, форме и конструкции, один из методов изменения в 130.7 (E) (1), (2) или (3) должны использоваться для предотвращения доступа сотрудника к похожему оборудованию».
2. Действительно выключен? Если прерыватель или предохранитель, питающий нашу цепь, не имеет четкой маркировки, или если сработал автоматический выключатель в литом корпусе, происходят шокирующие вещи! Я не раз был укушен «сработавшим» автоматическим выключателем в литом корпусе только для того, чтобы обнаружить, что контакты не полностью разомкнулись.
Они бы не несли ток, но точно несли напряжение! Всегда устанавливайте сработавший выключатель в положение полного ВЫКЛ, прежде чем приступить к работе с ним.
3. Могут присутствовать наведенные или «фантомные» напряжения. Многие считают, что наведенное напряжение возникает только на открытых высоковольтных подстанциях. Хотя наведенное напряжение представляет наибольшую опасность, низковольтные цепи, проложенные в кабельных лотках, также могут наводить напряжение на обесточенные кабели, находящиеся в том же кабельном лотке (см. рис. 1). Применение статического заземления к этой цепи без проблем рассеет напряжение, поскольку индуцированное напряжение не имеет какой-либо способности к току короткого замыкания.
Рис. 1. Сценарий низкого наведенного напряжения
4. Возможна обратная подача. Виновником могут быть управляющие силовые трансформаторы (КПП), сигнальные лампы и «чужие» цепи (те, что идут с другого щита или участка).
Применение статического заземления к цепи с обратным питанием может вызвать искрение, что небезопасно.
Напряжения обратного питания
Часто обратное напряжение и наведенное напряжение могут быть очень похожими. Наведенные напряжения обычно намного ниже номинального напряжения цепи, но обратные токи могут находиться в том же диапазоне напряжений, что и наведенные напряжения. Поскольку заземлять обратное питание небезопасно, что мы можем сделать?
Обратные напряжения — это напряжения, которые часто исходят из другой цепи или части оборудования, но «обратно подаются» через сигнальные лампы, управляющие силовые трансформаторы или даже резисторы в оборудовании. Эти напряжения обычно меньше номинального напряжения цепи и могут быть примерно такими же, как индуцированные напряжения.
Может быть трудно определить разницу между обратным напряжением и индуцированным напряжением. Если наведенное напряжение подключено к земле, источник генерации (тока) отсутствует, и напряжение будет рассеиваться.
Обратное напряжение, даже если оно ниже номинального, питает его источник генерации, и при подключении к земле возникнет дуга.
Инструменты для испытаний с низким импедансом и с высоким импедансом
Решение состоит в том, чтобы использовать комбинацию тестовых инструментов, чтобы определить, является ли это обратной подачей или индуцированной, а затем проверить первоначальные результаты.
Качественные тестеры напряжения обычно имеют высокое входное сопротивление. Я понял значение этого, когда тестировал 9000-тонный чиллер, у которого возникали периодически возникающие проблемы. Я подключил тестовый щуп к одной стороне катушки, и когда я прикоснулся другим щупом к земле, катушка замкнулась, отключив чиллер от сети. Это не было моментом карьерного роста.
Измеритель, который я использовал, имел входное сопротивление всего в несколько тысяч Ом. Когда я соединил катушку под напряжением с землей, через счетчик протекал ток, достаточный для работы катушки.
Счетчик с высоким входным импедансом не пропускает через счетчик ток, достаточный для срабатывания катушки. Я взял домой недорогой мультиметр с низким входным сопротивлением и купил качественный прибор с высоким входным сопротивлением.
Таким образом, после первого измерения напряжения с помощью стандартного вольтметра с высоким входным сопротивлением используйте измеритель с низким сопротивлением, например Fluke 117 или 289.. Эти измерители предлагают функцию как высокого входного, так и низкого входного импеданса. Если напряжение индуцируется, вход с низким импедансом должен рассеять напряжение, когда он подключен к земле.
Используя низковольтный бесконтактный тестер, измерьте вдоль тестируемой цепи, пока низкоомный тестер напряжения все еще подключен. На рис. 2 показаны конечные показания; нет напряжения, показанного тестером приближения, и никакого напряжения не отображается на тестере низкого входного импеданса.
Рис.
2. Индикация наведенного напряжения
Рис. 3. Индикация обратного напряжения
Если тестер напряжения с низким входным импедансом измеряет напряжение, как на рис. 3, даже если оно может составлять всего несколько вольт, а тестер приближения указывает на наличие напряжения, напряжение в цепи, вероятно, является обратным, и его необходимо найти. прежде чем продолжить. Заземление этой цепи приведет к дуговой сварке!
Измеритель двойного импеданса идеально подходит для этого теста — лучше, чем носить с собой два отдельных измерителя или проводить небезопасные измерения.
Резюме
Если вы найдете схему, которая показывает напряжение, когда его не должно быть, будьте осторожны в своих дальнейших действиях. Создание дуги небезопасно и может привести к увольнению или даже к худшему. Быть в безопасности. Определите, индуцируется ли напряжение соседними кабелями под напряжением или оно поступает обратно от неизвестного источника.
