Методы измерения наведенного напряжения в сетях 0,38/10 кВ МУП «Рязанские городские распределительные электрические сети»



В данной работе описано наведенное напряжение, его влияние на линии, напряжением 0,38/10 кВ, описаны различные способы измерения данного явления, произведен сравнительный анализ, выбран наиболее информативный способ измерения.

Ключевые слова: наведенное напряжение, методы измерения наведенного напряжения, составляющие влияния наведенного напряжения, воздушная линия под наведенным напряжением.

Наведенное напряжение — это разность потенциалов между проводящими частями электроустановок (воздушных линий (ВЛ) или электрооборудованием трансформаторных подстанций (ПС)) и точкой нулевого потенциала, возникающая вследствие влияния электромагнитного поля действующего электрооборудования на электроустановки, находящиеся в непосредственной близости, [1, 2].

Наведенное напряжение характеризуется тремя составляющими влияния:

1. Емкостное влияние. Это тип влияния, при котором на отключенной и выведенной в ремонт ВЛ возникает электрический заряд под действием электрического заряда ВЛ, находящейся под рабочим напряжением. Данное влияние полностью исчезает после заземления (с малым сопротивлением) отключенной линии хотя бы в одной точке.
2. Кондуктивное влияние. Данный тип влияния возникает на отключенной ВЛ при обрыве провода на действующей ВЛ, пересекающей отключенную ВЛ, в месте их пересечения. Проявление данного влияние весьма редко, но оно является наиболее опасным из-за возникновения больших напряжений прикосновения к заземленным опорам и механизмам.
3. Индуктивное влияние. Оно проявляется в появлении на отключенной ВЛ продольной электродвижущей силы (ЭДС) от переменного магнитного поля действующей ВЛ. Наличие поперечно емкостных и активных сопротивлений приводит к появлению напряжений «провод — земля». Индуктивное влияние возникает как на разземленной, так и на заземленной отключенной ВЛ. Индуктивное влияние создает напряжение на ВЛ при любых схемах заземления и без заземления проводов отключенной ВЛ.

Изучение проявления данных явлений необходимо начать с определения линий, находящихся под наведенным напряжением.

Воздушная линия под наведенным напряжением это такая линия ВЛ и/или воздушная линия связи (ВЛС), которые проходят по всей длине или на отдельных участках вблизи действующих ВЛ или вблизи контактной сети электрифицированной железной дороги переменного тока и на отключенных проводах которых при различных схемах их заземления и при наибольшем рабочем токе влияющих ВЛ наводится напряжение более 25 В.

По заданию муниципального унитарного предприятия «Рязанские городские распределительные электрические сети» (МУП РГРЭС) необходимо исследовать линии, находящиеся под наведенным напряжением. Были предоставлены перечни данных линий. В них представлены 39 линий, их наименования и характеристики, а так же наименования наводящих линий.

Наведенное напряжение является очень опасным, так как отсутствует реакция аппаратуры защиты на данное напряжение. При попадании человека под наведенное напряжение, он будет находиться под опасным влиянием, пока его не эвакуируют.

Целью работы является выбор наиболее безопасного и информативного метода измерения наведенного напряжения в сетях напряжение 10/0,38кВ.

Задачи работы:

1. Выбор методики измерения наведенного напряжения в сетях 10/0,38кВ;
2. Выбор приборов для измерения наведенного напряжения в сетях 10/0,38кВ;
3. Составление методических указаний по измерению наведенного напряжения в сетях 10/0,38кВ, обслуживаемых МУП «РГРЭС».

Теоретическая часть

Методика исследования наведенного напряжения в сетях 0,38/10 кВ.

Измерение наведенного напряжения необходимо производить в местах, где значения наведенных напряжений наибольшие, а именно:

– в начале и конце ВЛ;

– в местах разделения двухцепных ВЛ на одноцепные;

– в точках, где изменяется расположение воздушных линий относительно друг друга;

– в местах транспозиции отключенной или наводящей ВЛ (рис.1).

Рис. 1. Максимальные значения наведенного напряжения

Существуют различные методы определения наведенного напряжения, [1–4]. Рассмотрим два метода наиболее широко применяемых в электрических сетях.

По одному из них измерения наведенного напряжения на отключенной ВЛ проводятся при нормальном режиме работы влияющей линии в период передачи наибольшей мощности. При прохождении отключенной ВЛ и ВЛС вблизи нескольких влияющих линий основное влияние на значение наведенных напряжений оказывает, как правило, линии, ближайшие к отключенной ВЛ и ВЛС, а в отдельных случаях — линии, более удаленные, но с наибольшей токовой нагрузкой, [2,4]. До начала измерений воздушная линия, на которой предусматривается проведение измерений, должна быть отключена и заземлена по концам (в распределительном устройстве (РУ)). В местах отключения должны быть заземлены все три фазы ВЛ. В общем случае измерения на отключённой ВЛ производятся с заземлением на месте измерения одновременно всех трёх фаз; при этом все установленные в месте измерения переносные заземления должны быть присоединены к одному и тому же заземлителю (опоре, заземляющему спуску) (рис.2).

Рис. 2. Измерение по первому методу

Наведенное напряжение рассчитывается по формуле:

U_{навед.макс.} = U_{навед.изм} ,(1)

где: U_{навед.изм. —} измеренное напряжение, В;

— наибольший рабочий ток влияющей ВЛ, А;

— ток нагрузки, влияющей ВЛ при измерении, А.

Данный метод очень сложен в использовании, так как требуется более точное определение воздействия двух и более наводящих линий, а так же определение наведенного напряжение в каждом фазном проводнике.

Рассмотрим другой метод измерения наведенного напряжения при различных схемах заземления, [2,3,4].

ВЛ отключается и заземляется, устанавливается переносное заземление на рабочем месте (в целях безопасности в рамках подготовки рабочего места), на диэлектрический коврик устанавливается переключатель и измерительные приборы, на расстоянии не менее 20 метров от опоры и других заземляющих устройств в землю заглубляется измерительный электрод, собирается схема (рис.3).

Рис. 3. Измерение наведенного напряжения при различных схемах заземления

Заземленные измерительные провода подключаются к проводам ВЛ, снимается переносное заземление, установленное на рабочем месте, с использованием изолирующих штанг и переключателя выполняется отключение заземления измерительных проводов и их поочередное соединение с измерительным прибором. Перебором вариантов заземления или разземления проводов и подключения измерительного прибора выбирается схема с максимальным значением наведенного напряжения.

Для определения значения наведенного напряжения при различных схемах заземления и без заземлений ВЛ работу продолжают в следующем порядке:

1. Отключается заземление во втором РУ и проводится измерение наведенного напряжения по схеме без заземления во втором РУ;
2. Отключается заземление в первом РУ и проводится измерение на незаземленной ВЛ при помощи киловольтметра;
3. Включается заземление в первом РУ, проводится измерение наведенного напряжения по схеме без заземления во втором РУ.

На ВЛ, имеющих более двух РУ, измерение выполняется аналогично.

По окончанию измерения рассчитывают значение максимального наведенного напряжения U_макс. при наибольшем рабочем токе влияющей ВЛ:

U_макс. =U_изм ,(2)

где — U_изм — измеренное напряжение, В;

— ток нагрузки влияющей ВЛ в момент измерения, А;

— наибольший рабочий ток влияющей ВЛ, А

При прохождении ВЛ в коридоре нескольких влияющих ВЛ:

U_макс = U_изм ,(3)

где — — сумма максимально возможных значений токов, протекающих по влияющим ВЛ, А. Ее значение рассчитывается по формуле:

= ,(4)

где — — сумма максимально возможных измеренных значений токов, протекающих по влияющим ВЛ, A. Рассчитывается по формуле:

= ,(5)

Для измерения наведенного напряжения был выбран второй метод, так как он наиболее информативен и удовлетворяет требованиям безопасности. В качестве прибора для измерения был выбран прибор КНН с ИНН-15 (рис.4).

Рис. 4. Комплект измерения наведенного напряжения с ИНН-15

Вывод

1. В качестве измерения наведенного напряжения в сетях 10/0,38 кВ компании МУП РГРЭС предложен второй метод измерения.
2. Измерение при различных схемах заземления удовлетворяет информативности и необходимой точности для сравнения при предварительном расчете.
3. Данные исследования будут использованы при составлении методических указаний для электротехнического персонала МУП РГРЭС.

Литература:

1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи: Учебник для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов.–7-е изд., перераб. и доп.– М.: Высш. школа, 2008. — 528 с.
2. Стандарт организации ПАО “ФСК ЕЭС”: Методические указания по определению наведенного напряжения на отключенных воздушных линиях, находящихся вблизи действующих ВЛ. — М: ВЛ — спецэнерго, 2009. — 27 с.
3. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок РД 153–34.0–03.150–00, ПОТ Р М-016–2001. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. — 180с.
4. Целебровский Ю. Безопасность работ на ВЛ, находящихся под наведенным напряжением, Информационно-справочное издание «Новости ЭлектроТехники», Новосибирский ГТУ, URL:http://www.news.elteh.ru/arh/2008/51/07.php — 2017.