Geïnduceerde spanning en maatregelen om u daartegen te beschermen

Op bovengrondse hoogspanningslijnen wordt spanning opgewekt door lijnen die in de buurt werken, deze spanning is niet direct gerelateerd aan de spanning van de lijn zelf en wordt daarom geïnduceerd genoemd.

In verband hiermee bepalen de veiligheidsregels voor de werking van elektrische installaties de beschermende maatregelen die moeten worden genomen om de veiligheid te waarborgen bij het werken aan bovenleidingen. Veiligheidsmaatregelen worden ook vermeld als een apart item in omstandigheden waarin aarding niet helpt om de waarde van het geïnduceerde potentiaal van de losgekoppelde draden te verminderen tot onder 25 volt.

Ondertussen ervaren onderhoudspersoneel af en toe een elektrische schok als gevolg van geïnduceerde spanning. Dit gebeurt door een gebrek aan begrip van de ware aard van geïnduceerde spanning, hoe het ontstaat, wat het mechanisme is. Het gevaar blijft op de een of andere manier bestaan, want zelfs het aanraken van een goed geaarde geleider die gevoelig is voor spanningsinductie van een aangrenzende lijn kan een persoon elektrocuteren.

De conclusie is dat elke bovenleiding die parallel loopt aan andere bovenleidingen voortdurend de inductieve werking ervaart van naburige lijnen waarvan de potentiaal erop wordt geïnduceerd.

De elektromagnetische velden van de lijnen interageren met elkaar, terwijl de waarde van de geïnduceerde spanning wordt geassocieerd met zowel de bedrijfsspanning als de belastingsstroom, evenals de afstand tussen de fasegeleiders van de lijnen, naast de lengte van de sectie waarlangs deze geleiders parallel lopen is significant. In elk van de lijnen wordt een potentiaal geïnduceerd, dat uit twee componenten bestaat: elektrostatische en elektromagnetische interacties.

Het eerste onderdeel is elektrostatisch. Geïnduceerd door deze component, is de spanning gerelateerd aan de interactie van het elektrische veld van de beïnvloedende lijn op de beschouwde losgekoppelde. Waarde van geïnduceerde spanning, zelfs onderworpen aan PUE, maar met parallelle doorgang van deze lijnen, hangt af van de spanning op de beïnvloedende lijn. De geïnduceerde spanning op de losgekoppelde bovenleiding blijkt over de gehele lengte gelijk te zijn aan:

Diagram geïnduceerde spanningsverdeling:

De elektrostatische component van de geïnduceerde spanning kan over de gehele lengte van de lijn worden teruggebracht tot een veilige waarde door ten minste één plaats te aarden. Dat wil zeggen, als een dergelijke bovenleiding aan de uiteinden geaard is, zal het effect van de werking van de elektrostatische component volledig worden geëlimineerd. De losgekoppelde luchtleiding, die aan de uiteinden geaard is, moet tijdens het onderhoud, in overeenstemming met de veiligheidsregels, op de werkplek worden geaard.

De elektromagnetische component verschilt qua werkingsmechanisme van de elektrostatische. De geïnduceerde spanning van de elektromagnetische component is het gevolg van de werking van de magnetische velden van de stromen van de fasegeleiders die behoren tot de beïnvloedende lijn. Dus de EMF gericht op de losgekoppelde bovenleiding is gelijk aan:

Waar het hier om gaat is de coëfficiënt van inductieve koppeling, die ongewijzigd is voor de gangen van de beschouwde lijnen, maar de EMF-waarde wordt bepaald door de lengte van het gedeelte waarlangs de lijnen parallel lopen. De belastingsstroom in de beïnvloedende lijn is ook van belang, maar niet de lijnspanning. De spanning naar aarde op punt x is gelijk aan:

Uit de formule blijkt duidelijk dat aan het begin van de lijn de door de elektromagnetische component geïnduceerde spanning + E / 2 zal zijn, in het midden van de lijn 0 en aan het einde -E / 2. De elektromagnetische component van de geïnduceerde spanning is ongewijzigd vanwege de isolatie van de draad van de grond of aarding op een of meer punten.

Naarmate het aantal aardingspunten op de bovenleiding toeneemt, verschuift alleen de locatie van het nulpotentiaalpunt op de lijn. In overeenstemming met dit kenmerk van de elektromagnetische component van de geïnduceerde spanning, worden veiligheidsregels verstrekt.

De diagrammen laten zien dat de verdeling van de elektromagnetische component van de geïnduceerde spanning op de losgekoppelde bovenleiding afhankelijk is van het punt van de aardingspositie. Als er maar één massa is, valt het nulpunt van de geïnduceerde potentiaal samen met het enkele massapunt.

Deze diagrammen rechtvaardigen het potentiële gevaar voor onderhoudspersoneel als er tegelijkertijd op twee of meer locaties aan de bovenleiding wordt gewerkt, aangezien de op één punt geaarde bovenleiding onder de effectieve waarde van de geïnduceerde elektromagnetische component van de EMF ligt. Dus als een van de teams werkt op het geaarde punt C, dan is de spanning daar nul.

De tweede werkplek D kan ook worden voorzien van beschermende aarding, maar dan wordt het potentiaal nulpunt verschoven in de richting tussen de punten D en C, en kunnen de spanningen op de punten D en C zelf veilige waarden overschrijden en zullen mensen al worden blootgesteld aan risico.

Een soortgelijk effect treedt op bij het werken aan lijnscheidingsschakelaar, die onder invloed staat van de geïnduceerde spanning van de bovenleiding. De scheider moet aan de lijnzijde worden geaard, dan zijn werknemers veilig als deze aarde de enige is voor de servicelijn.

Anders, als er een andere aarde is, bijvoorbeeld in een onderstation aan het andere uiteinde van de servicelijn, zal de geïnduceerde spanning op het werkpunt tot een maximum stijgen en zullen mensen gevaar lopen. De figuur toont een verklarend diagram.

De geïnduceerde spanningsfactor dwingt werknemers om hun toevlucht te nemen tot het werken met slechts één team per lijn als die bovenleiding onder invloed staat van geïnduceerde spanning. Een andere optie is om de lijn op te splitsen in verschillende afzonderlijke, niet-verbonden secties en ze vervolgens een voor een te herstellen, en hoewel deze oplossing gepaard gaat met onnodige kosten, wordt er gebruik van gemaakt om de veiligheid van mensen te waarborgen.Het alternatief is live werken, waarna meerdere teams tegelijk aan één lijn kunnen werken.

Bij het voorbereiden van een werkplek voor de brigade wordt speciale aandacht besteed aan de betrouwbaarheid van de contactaansluitingen van fasedraden met beschermende aardingsapparaten.

Als het contact per ongeluk verloren gaat, verschuift het potentiaalnulpunt onmiddellijk naar een andere plaats en komt de werkplek onder geïnduceerde spanning te staan ​​en lopen mensen gevaar. Om deze reden is het het beste om twee verdedigingen van betrouwbaarheid te maken. De figuur geeft een verklaring van deze nuance.

Het maximum van de geïnduceerde elektromagnetische component van de spanning valt op de grenzen van de interactiezone van de lijn, in het bijzonder op de ontkoppelde lijnscheiders. Op deze punten op de aardingsbus van de lijnscheider of op de eerste steun, gerekend vanaf het onderstation, worden metingen uitgevoerd met aardingen aan beide uiteinden van de lijn. Dienovereenkomstig worden voltmeters geselecteerd, waarvan de klasse moet passen binnen de verwachte limieten tot 500 - 1000 volt.

Wanneer de maximale stroom van de beïnvloedende lijn bekend is, wordt het na het uitvoeren van metingen in de huidige modus mogelijk om de maximale geïnduceerde spanning te berekenen, die wordt berekend met de formule:

Het is belangrijk om de basisprincipes van veiligheid in gedachten te houden tijdens het meten. De aansluitdraden, het frame van de scheider en de voltmeter zelf kunnen onder spanning worden gezet en voor een veilige werking moet u eerst het meetcircuit in elkaar zetten en pas daarna aansluiten op de fasedraden.

Aansluitdraden moeten geïsoleerd zijn voor een spanning van minimaal 1000 volt.Werknemers moeten diëlektrische laarzen en handschoenen dragen. Als het tijdens de meting nodig is om de meetgrenzen van de voltmeterschaal te wijzigen, moet u eerst het volledige meetcircuit loskoppelen van de lijn.