Контроль за наведенным напряжением

Решить задачу распознавания наведенного напряжения позволяет разработанный в ЗАО «Техношанс» способ определения наведенного напряжения.

Особую ценность этому способу придает то, что все действия по обнаружению наведенного напряжения могут быть выполнены с помощью серийно изготавливаемых указателей напряжения и электроизолирующих штанг с поверхности земли (без подъема на опоры линии электропередачи), что существенно повышает безопасность персонала. Физической основой предлагаемого способа является то, что расстояния между отключенной линией электропередачи и действующей линией более высокого напряжения во много раз превышают расстояния между фазными проводами отключенной линии. В этом случае переменные электрические потенциалы, наводимые на проводах отключенной линии, оказываются практически совпадающими по фазе и амплитуде.

Мгновенные значения разности потенциалов на проводах отключенной линии не могут достигнуть напряжения срабатывания двухполюсного указателя, рассчитанного на номинальное линейное напряжение этой линии. Отсутствие показаний двухполюсного указателя свидетельствует об отсутствии рабочего напряжения на проводах линии электропередачи. В этом случае при наличии какого-либо напряжения на проводах линии электропередачи есть основания классифицировать его как наведенное.

Способ определения наведенного напряжения содержит два этапа и осуществляется путем последовательного применения однополюсных и двухполюсных указателей напряжения.

На первом этапе обнаружения наведенного напряжения касаются рабочей частью однополюсного указателя поочередно каждого провода той цепи линии электропередачи, которая должна быть отключена. Если индикаторная часть однополюсного указателя напряжения не срабатывает, можно сделать заключение об отсутствии, как рабочего, так и наведенного напряжения. В этом случае можно приступать к установке переносного заземления и выполнять ремонтные работы на линии электропередачи.

Если по какой-либо причине линия осталась под рабочим напряжением, для нее справедливы векторная диаграмма напряжений, представленная на рисунке 2, и следующие соотношения:

где Uл.раб. -- действующее значение рабочего линейного напряжения, В;

Uном. -- номинальное напряжение цепи линии электропередачи, В;

Uф.раб. -- действующее значение рабочего фазного напряжения, В.

В этом случае блок индикации однополюсного указателя напряжения сигнализирует о наличии напряжения. Если цепь линии отключена, но на ее проводах присутствует наведенное напряжение, справедливы векторная диаграмма напряжений, представленная на рисунке 4, и следующие соотношения:

где Uл.нав. -- действующее значение наведенного линейного напряжения, В;

Uф.нав. -- действующее значение наведенного фазного напряжения, В.

Рисунок 2. Векторная диаграмма трехфазной системы напряжений на проводах неотключенной линии электропередачи

В этом случае индикаторная часть однополюсного указателя напряжения также сигнализирует о наличии напряжения.

Во всех случаях срабатывания однополюсного указателя напряжения можно сделать вывод о наличии либо рабочего, либо наведенного напряжения. Это означает, что перед установкой переносного заземления необходимо классифицировать напряжение на проводах линии электропередачи, что составляет содержание второго этапа обнаружения наведенного напряжения. На этом этапе электродами-наконечниками двухполюсного указателя касаются проводов линии электропередачи таким образом, чтобы обеспечить поочередное попарное сравнение электрических потенциалов фазных проводов, т. е. индикацию линейных напряжений. В соответствии с диаграммами на рисунках 4 и 5 блок индикации двухполюсного указателя покажет наличие только рабочего линейного напряжения Uл.раб., присутствующего на проводах неотключенной по какой-либо причине линии электропередачи. В этом случае нельзя устанавливать переносное заземление и проводить ремонтные работы до отключения линии.

При наличии только наведенного напряжения элемент индикации двухполюсного указателя не покажет наличие напряжения (вследствие незначительной величины Uл.нав.), что позволяет классифицировать напряжение на проводах как наведенное. В этом случае можно устанавливать переносное заземление и проводить ремонтные работы на отключенной цепи линии электропередачи, принимая соответствующие меры обеспечения безопасности.

В ЗАО «Техношанс» разработаны и изготавливаются электрозащитные средства, входящие в систему технических средств, позволяющих производить работы на ВЛ 6-10 кВ (в том числе и все операции по подготовке рабочего места) с поверхности земли без подъема на опоры линии электропередачи.

На основе этого комплекса электрозащитных средств разработана Инструкция по выполнению работ при проведении классификации напряжения (рабочее или наведенное) на линиях электропередачи, расположенных вблизи других действующих электроустановок, позволяющая реализовать предложенный выше способ.

Разработанный способ классификации напряжения успешно прошел испытания в ОАО «Мосэнерго» на отключенной ВЛ 10 кВ в «коридоре» из двух действующих ВЛ 220 кВ.

ПРИБОРЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ КОНТРОЛЯ НАД НАПРЯЖЕНИЕМ.

УКАЗАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ДО 1000 В.

Перед выполнением работ на отключенных воздушных линиях электропередачи (ВЛЭП) необходимо проведение проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях, которая осуществляется с помощью основного средства защиты - указателя напряжения (УН) контактного типа.

Указатели напряжения изготовляются двух типов: однополюсные, действующие при прохождении емкостного тока, и двухполюсные, действующие при прохождении активного тока.

Однополюсные УН до 1000 В применяются для определения фазного провода в электроустановках с глухозаземленной нейтралью. Они имеют однотипные конструкции, в которых контакты-наконечники выполняются в виде жала отвертки. Недостатком всех однополюсных указателей является чувствительность к наведенному напряжению вследствие емкостных и индуктивных связей (между жилами в кабеле, проводами в пучке и т.д.).

Двухполюсные указатели напряжения более универсальны и вследствие этого шире распространены. Они, как правило, работоспособны и в цепях постоянного тока.

В указателях низкого напряжения, выпускавшихся промышленно до 1990-1995 годов, источником сигнала о наличии напряжения является, как правило, только неоновая лампа, которая достаточно легко может быть повреждена механически. При использовании указателя в наружных установках и в солнечный день световой сигнал ее мало заметен.

В разработках последних лет в качестве устройства индикации все чаще используются светодиоды. Применение светодиодов значительно увеличивает яркость свечения и надежность работы прибора, а также позволяет уменьшить габаритные размеры указателя и его массу. К сожалению, при использовании указателя в солнечный день световая индикация напряженности прибора может оказаться малозаметной. Поэтому в данных условиях необходима комбинированная индикация, состоящая, например, из синхронной подачи световых и звуковых сигналов, что улучшает восприятие опасной ситуации.

Отечественной промышленностью также выпускаются указатели, позволяющие помимо вышеперечисленного, оценивать уровень напряжения. Это достигается благодаря использованию специальных газоразрядных индикаторов (например, ИН-9), которые способны менять длину светящегося столба вдоль стержневого катода пропорционально протекающему току, или за счет применения нескольких индикаторов, каждый из которых сигнализирует о достижении напряжением определенного значения (порога).

Среди двухполюсных указателей особое место занимают универсальные указатели напряжения. В некоторых из них, кроме вышеперечисленных функций (проверка наличия-отсутствия напряжения и оценка уровня проверяемого напряжения), присутствует и такая функция, как определение гальванической связи в цепи ("прозвонка" цепи). В универсальные УН для светозвуковой сигнализации и для проверки гальванической связи цепи устанавливаются источник питания.

Авторами собрана информация об основных типах УН, применяемых в электроэнергетике, и о новых разработках. Анализ полученных данных позволяет разделить двухполюсные указатели напряжения на узко специализированные (УН-1М («РЕТО», г. Москва), ПИН90М («Энергоприбор», г. Ереван) и т.д.) и универсальные («Контакт-55ЭМ», «Контакт-57Э» («Экипаж», г. Харьков), «Барс-020» («Барс», г. Новосибирск), «УНЗП 24-380В» («ЭНЕСКОМ», г. Минск) и т.д.).

Основным недостатком большинства универсальных УН является наличие переключателей режимов работы прибора, что приводило к травматизму персонала.

С учетом проведенных исследований сформулированы требования к универсальному УН:

· высокая надежность работы;

· наличие функций определения полярности и рода тока, а также определения фазного провода, проверки гальванической связи;

· наличие комбинированной индикации;

· отсутствие переключателей режимов работы;

· простота и удобство пользования.

В НПЦ «Электробезопасность» ВятГУ (г. Киров) разработан универсальный УН «Комби» (рисунок 6), удовлетворяющий этим требованиям. К основным достоинствам прибора относятся: хороший дизайн; отсутствие переключателей; сохранение, при отсутствии элемента питания, функция проверки наличия напряжения, определения рода тока, нахождения фазного провода; применение впервые в УН витого соединительного провода.

УКАЗАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В

Анализ травматизма по РАО "ЕЭС России" показывает, что большая часть несчастных случаев при работе на электроустановках обусловлена несоблюдением правил техники безопасности. Работа с УН свыше 1000 В, находящимися в эксплуатации, сопряжена с некото-рыми трудностями, обусловленными большими габаритами и массой УН, низкой надежностью распознавания сигнала о наличии напряжения и т.д. Эти обстоятельства провоцируют осознанный отказ работников от прове-рок с помощью УН, и приводят, как следствие, к травмам.

Однако, за по-следние годы наблюдается повышение качества УН. Происходит это, в ос-новном, вследствие применения современной элементной базы и более подробного рассмотрения принципов работы УН. Например, основной не-достаток старейшего указателя типа УВН-80 - это низкая надежность распознавания сигнала о наличии напряжения (особенно в солнечную погоду) из-за использования для визуальной сигнализации неоновой лампы. Известно, что неоновые лампы подвержены эффекту старении (снижение прозрачности колбы, уменьшение свечения лампы, повышение напряжения возникновения разряда), что также снижает надежность работы УН в целом. Следует учитывать, что отсутствие светового сигнала вследствие порчи лампы может расцениваться как отсутствие напряжения на проверяемом объекте, хотя в действительности объект находится под напряжением.

Учитывая это, разработчики современных УН вынуждены были отказаться от использования неоновых ламп для визуальной сигнализации. Так, в УН стали применяться светодиоды, которые позволяют значительно уве-личить яркость свечения по сравнению с неоновой лампой, а применение их совместно с фокусирующими линзами позволяет значительно увеличить расстояние распознаваемости тревожного сигнала. Для улучшения 1 восприятия визуальной информации в УН свыше 1000 В применяются: бленды, но применение подобных устройств значительно увеличивает га- и массу рабочей части, что затрудняет попадание контактом- наконечником на провод воздушной линии электропередачи может стать причиной замыкания проводов. Помимо визуальной сигнализации, в современных УН нашла применение акустическая сигнализация. Основная особенность заключается в том, что с ее помощью оператор может получать информацию, даже если он занят выполнением других задач, не связанных с контролем напряжения. В старых УН (УВН-80) подобная сигнализация отсутствовала из больших габаритных размеров излучателей, а также большой потребляемой мощности, необходимой для обеспечения требуемого уровня звукового давления. В современных УН для акустической сигнализации наиболее целесообразно использовать миниатюрный электродинамический излучатель со встроенным генератором. Другими достоинствами современных УН являются: использование фокусирующей линзы и затенителя, тактильной сигнализации (УВНК-10) - разработчик "Техношанс" г. Минск), малые габариты и масса рабочей части (УВН(С) 6-10 кВ - разработчик «Электроприбор», г. Краснодар), отсутствие источника питания (УВНИ - 10СЗ - разработчик РЭТО, г. Москва).

К сожалению, современные УН также не лишены недостатков. Рабочие части некоторых типов УН имеют большие габаритные размеры (УВНК-6-З5кВ - разработчик «Электроком», г. Москва; УВН80-2М - разработчик ООО "Энергозащита", г. Ереван), оснащены встроенным источником питания (УВНК 6-35кВ, УВНИ-10СЗ-ИП - разработчик РЭТО г. Москва), обладают значительной массой (УВНИШ-10СЗИП - разработчик РЭТО, г. Москва, УВНК6-35кВ).

Но даже такой УН обладает некоторыми недостатками: большие габаритные размеры, высокая стоимость. В связи с этим очевидна задача разработки новых более удобных и надежных УН, удовлетворяющих следующим требованиям:

· минимальная масса и размеры рабочей части;

· яркость светового сигнала должна быть достаточной для уверенного распознавания при высоком уровне внешней засветки;

· уровень звукового давления должен быть достаточным для уверенного распознавания при высоком уровне внешних шумов;

· высокая надежность;

· малая стоимость.

БЕСКОНТАКТНЫЕ УКАЗАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ВЫШЕ 1000 В.

Принцип действия бесконтактного указателя основан на электростатической индукции.

УНБ состоят из рабочей части, изолирующей части и рукоятки. Рабочая часть содержит источник питания, измеритель и индикатор напряжения В зависимости от уровня напряжения ВЛЭП расстояние срабатывания УНБ может составлять от нескольких сантиметров до метра. УНБ и изготавливаются в металлических или пластмассовых корпусах при этом оба варианта допускают непосредственный контакт с проводом ВЛЭП. УНБ в металлическом корпусе не обладают направленностью срабатывания, что позволяет произвольно располагать их относительно провода.

В отличие от УН, отсутствие необходимости непосредственного контакта с проводом упрощает позиционирование УНБ относительно провода, но при этом снижается достоверность тестирования на наличие напряжения. Отсутствие прямого контакта с проводом ВЛЭП не позволяет создать УНБ без источника питания в рабочей части, что усложняет и удорожает его конструкцию в целом. Наличие источника питания вынуждает устанавливать переключатель питания, снижающий надежность работы УНБ.

Эту проблему можно решить, например, с помощью устройства автоматического включения при установке рабочей части УНБ на штангу

Анализируя характеристики УНБ, находящихся в эксплуатации и новейших разработок (УВНБ - разработчик КБ "Луч", г. Ярославль; УН 6-10/Б01 и УВНК 6-35 - разработчик "Электроком", г. Москва), можно сделать вывод, что все они обладают примерно одинаковыми параметрами, за исключением типа источника питания и общей массы.

Специфика эксплуатации и проверки УНБ ставит под сомнение использование их как основного средства защиты, к каковым их относят некоторые производители. Встроенная проверка не может гарантировать достоверности работоспособности УНБ, а тестирование с помощью приборов для проверки контактных указателей напряжения в полевых условиях затруднено или невозможно.

Поэтому, при эксплуатации УНБ необходимо помнить, что они являются только дополнительным средством защиты и не могут быть единственным средством для проверки наличия напряжения.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРОВЕРКИ УКАЗАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ ВЫШЕ 1000 В В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

Перед началом работы с указателем напряжения свыше 1000 В (УН) необходимо проверить его исправность путем прикосновения контактного электрода к токоведущим частям, заведомо находящимся под напряжением. На практике нередки случаи, когда поблизости от места, где должно быть проведено определение отсутствия напряжения, нет токоведущих частей, заведомо находящихся под напряжением (полевые условия). Поэтому, в таких случаях рекомендуется использовать для проверки спе-циальные приборы, служащие носимыми источниками высокого напряже-ния (ППУ).

Ранее в качестве ППУ использовались мегомметры на 1000 В и 2500 В, при вращении рукоятки которых вырабатываемое ими напряжение подводилось к контактному электроду УН. Этот способ проверки исправности указателей имеет явный недостаток - требует наличия специального устройства, которое нередко тяжелее указателя и более громоздко. Еще один способ проверки УН, применяющийся за границей, заключается в том, что указатель, изолирующие трубки которого изготовлены из специального материала (например, пластического поливинилхлорида), натирается сухой тканью. В результате на нем возникает электростатический за ряд, который при касании контактом-наконечником указателя заземленного предмета стекает в землю, вызывая свечение лампочки. Достоинство этого способа является его простота, а недостатком - то, что он обеспечивает проверку главным образом лампы, а не указателя в целом.

Существует еще один способ, обладающий теми же достоинствами и недостатками, что и предыдущий. Он основан на использовании специальной неоновой лампы, внутри которой имеется маленькая капелька ртути. При легком покачивании лампы (т.е. указателя) капелька ртути генерирует электрический заряд, благодаря которому происходит ионизация инертного газа, заключенного в колбе лампы, и его свечение в виде неярких вспышек.

Данный способ применяется в указателях, изготовленных в Германии и США. Ранее на практике часто применялся способ проверки исправного УН путем приближения его щупа к свече зажигания работающего двигателя автомашины или мотоцикла. Однако, сейчас это строго запрещено правилами, Все вышеописанные способы проверки не являются эквивалентными по отношении к реальной воздушной линии (ВЛ), т.к. не обеспечиваю условии проверки, эквивалентных тем, в которых УН используется на практике, т.е. форма напряжения не является синусоидальной, а его значение не составляет 25% от физического напряжения ВЛ и частота не равна 50 Гц.

Анализируя устройства для проверки указателей напряжения свыше 1000 В, как находящиеся в эксплуатации, так и представленные на прошедших за последние годы выставках на ВВЦ (г. Москва), можно также сделать вывод о том, что далеко не все они соответствуют существующим требованиям.

Основным недостатком большинства устройств является отличная от 50 Гц частота испытательного напряжения (15 кГц - УПУН-1 и УПУН-2 - разработчик «Электроприбор», г. Краснодар). Повышение частоты испытательного напряжения влечет за собой снижение емкостного сопротивления указателя, что снижает напряжения зажигания. При этом неисправные указатели, имеющие высокие токи утечки (потребления), повышенное напряжение и т.п., уверенно срабатывают при проверке, но могут неправильно указать отсутствие напряжения на контролируемом с их помощью электрооборудовании в сетях с частотой 50 Гц.

Для подтверждения факта влияния частоты на параметры указателя были проведены испытания рабочей части УН типа "Оса" (разработчик НПЦ «Электробезопасность" ВятГУ, г. Киров). Для этого человек, держащий рабочую часть УН в руке, контактом-наконечником прикасался к электроду генератора синусоидального напряжения, корпус кото-рого не-изменном значении выходного напряжения, изменялась его частота с фиксацией интервала мигания индикаторного светодиода (рисунок 3). Во втором, при выбранной постоянной частоте мерцания, фиксировалось значение выходного напряжения в зависимости от его частоты (рисунок 9б).

Рисунок 3. Графики зависимости:

а - интервала мерцания светодиода от частоты выходного напряжения;

б - выходного напряжения от его частоты.

Аналогичные зависимости были получены и для других типов УН. Результаты испытаний подтвердили то, что с ростом частоты выходного значения напряжения происходит снижение напряжения срабатывания УН, что обусловлено уменьшением его емкостного сопротивления.

В Южных электрических сетях Кировэнерго на макете реальной ВЛ проведены экспериментальные исследования по определению напряжения срабатывания различных УН. Результаты экспериментов показали, что значение напряжения срабатывания УН составляет порядка 1,5 кВ (25% от фазного напряжения), что соответствует требованиям.

Страницы: 1, 2, 3