По выведенным на базе теории электромагнитного поля формулам проведены расчеты напряженности электрического поля возле проводов трехпроводных ВЛЭП.
Вычисления проводились в двух случаях: в первом случаи опора считалась деревянной, неискажающей картины поля, и вычисления проводились для трехпроводной линии; во втором случаи, для упрощенного учета влияния металлической или железобетонной опоры, вводилась дополнительная проводящая поверхность, перпендикулярная плоскости земли.
Расчеты проводились для трех распространенных вариантов крепления проводов ВЛЭП 10 кВ на опоре, а также для провода, расположенного вблизи проводящей поверхности. Проведен анализ изменения напряженности, ее вертикальной и горизонтальной проекций.
Учет влияния земли и дополнительной проводящей поверхности проводился с помощью метода зеркальных изображений. Заряды реальных и фиктивных проводов учитывались в комплексной форме. Результирующее значение Е определялось посредством разложения каждого вектора на вертикальную и горизонтальную проекции. Модуль вектора напряженности электрического поля в произвольной точке под трехфазной ВЛЭП:
На рисунке 9 представлены графики изменения напряженности электрического поля Е и её проекций Ех, Еу в зависимости от высоты h при боковом смещении от оси опоры х = 0,1 м под проводами ВЛЭП 10 кВ расположенными вертикально.
Рисунок 18.
а - схематичный вид опоры с вертикальным расположением проводов в один ярус;
б - зависимость действующих значений напряженности Е (В/м) электрического поля и её проекций от высоты h (м). Габариты линии (м): На= 10, Нв = 10,9, Нс = 11,8, dA= -0,5, dB = 0,5, dC = -0,5, радиус провода r = 0,006.
Анализ результатов расчетов позволяет сделать следующие выводы:
1. Изменение соотношения вертикальной проекции к модулю вектора напряженности Еу/Е объясняется тем, что вектор Е с ростом высоты h поворачивается в пространстве. На высоте 1,8 м (на этой высоте проверяют с помощью наличие напряжения на проводах ВЛЭП) от земли направление вектора Е близко к вертикальному. Выше 10 м (выбранное расстояние от земли до нижнего провода) проекция Еу меняет знак; по этой причине значение Еу для всех типов расположения проводов в зоне непосредственно под нижним проводом ниже максимума, который находится при меньшей высоте h.
2. Значение Е на высоте 1,8 м составляет 2-3 % о значения Е на высоте 9,4 м (предельно допустимая высота подъема человека при расстоянии до нижнего провода 10 м).
3. Значение Е зависят при постоянной высоте h от бокового смещения х. По мере приближения к проводам изменения Е и Еу от х все более существенны.
4. Для различных типов расположения проводов значение Е и Еу при одинаковых h и боковых смещениях различны.
5. Присутствие вблизи проводов заземленных проводящих предметов, вблизи земли при этом уменьшается.
Представленные данные и результаты их анализа следует учитывать при определении области применения СН, уровня чувствительности, разработке конструкции антенны и т.д. В частности, полученные результаты показывают, что антенны СН, предназначенных для определения напряженности с земли могут воспринимать одну вертикальную составляющую Еу в то время как антенны касочных СН обязаны измерять модуль вектора напряженности Е.
СНИ, предназначенные для крепления на одежде, менее чувствительны, чем ручные.
В данных сигнализаторах антенна электрического поля расположена параллельно телу человека.
Большинство современных СНИ имеют системы визуальной и акустической сигнализации, устройства контроля работоспособности.
Следует отметить, что сигнализаторы напряжения позволяют также проверять исправность защитного заземления у включенного электрооборудования, правильность установки выключателей освещения, определять расположение скрытой проводки, находящейся под напряжением 220 В.
Схожесть принципов действия СНР и СНК толкает разработчиков к созданию универсального прибора с возможностью крепления, как на каске, так и на спецодежде, позволяющего определять наличие напряжения на проводах ВЛЭП с различным рабочим напряжением. Возникающие трудности, связанные с необходимостью обеспечить различную чувствительность, решают с помощью механических переключателей диапазонов работы. Введение переключателя снижает надежность работы и увеличивает риск неправильного использования СН, вызванного ошибочным выбором рабочего диапазона
Проведенный анализ существующих конструкций СН позволил выявить недостатки и определить направления по разработке новых средств защиты, увеличивающих безопасность эксплуатации ВЛЭП.
СИГНАЛИЗАТОРЫ – УКАЗАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ БЕСКОНТАКТНЫЕ.
Указатели напряжения бесконтактные (УНБ) для ВЛЭП напряжением свыше 1000В по принципу действия похожи на СН, но отличаются меньшей чувствительностью.
Расстояние срабатывания УНБ составляет несколько сантиметров, поэтому для обеспечения возможности проверки наличия напряжения они крепятся на изоляционной штанге. Так как нет необходимости непосредственного контакта с проводом, то упрощается позиционирование УНБ, но снижается достоверность тестирования на наличие напряжения. Отсутствие непосредственного контакта не позволяет создать указатели источника питания в рабочей части, что усложняет и удорожает конструкцию. Наличие источника питания вынуждает устанавливать переключатель питания, снижающий надежность работы. Некоторые производители решают эту проблему автоматическим включением при установке рабочей части УВНБУ-6-220 кВ на штангу.
УНБ изготавливаются в металлическом или массовом корпусе. Оба варианта допускают непосредственный контакт с проводом. УНБ в металлическом корпусе не обладают направленностью срабатывания, что позволяет располагать их относительно провода произвольно. В то же время есть УНБ с ярко выраженной направленностью срабатывания.
Вследствие схожести принципа действия и предназначения УНБ можно классифицировать как особь сигнализаторов напряжения.
Список литературы
1. Васюра, Ю.Ф., Черепанова, Г.А., Палашева, С.Е. // Электротехника и энергетика: Сб. науч. тр. ВятГТУ (№ 2) / ВятГТУ. – Киров, 1997. – С.141-144.
2. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. Министерство энергетики Российской Федерации. М.: Электроком, 2003.
3. Ким, К.К. Сигнализаторы напряжения для воздушных ЛЭП 6…35 кВ / Ким К.К., Красных А.А., Морозов А.С. // Безопасность жизнедеятельности.–2003.–№6.–С. 24-27.
4. Красных, А.А. Бесконтактные указатели напряжением свыше 1000 В / Красных, А.А., Хлебников, В.А , Морозов, А.С. // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2003. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 22-23.
5. Красных, А.А., Литвинов, Д.Г., Машковцев, И.И. Прибор для измерения электрического поля и определения допустимого времени пребывания персонала в электрическом поле. // Электротехника и энергетика: Сб. науч. тр. ВятГТУ (№ 2) / ВятГТУ. – Киров, 1997. – С. 7-9.
6. Красных, А.А. Особенности применения устройств для проверки указателей напряжением выше 1000 В в полевых условиях / Красных, А.А., Хлебников, В.А // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2003. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 19-22
7. Красных, А.А. Сигнализаторы напряжения индивидуальные / Красных, А.А., Морозов, А.С. // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2003. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 27-28.
8. Красных, А.А. Указатели напряжения для электроустановок напряжения выше 1000 В / Красных, А.А., Хлебников, В.А // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2003. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 17-19.
9. Красных, А.А. Указатели напряжения до 1000 В / Красных, А.А., Литвинов, Д.Г., Феофилактов, С.А. // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2003. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 29-30.
10. Кривошеин, И.Л. Малогабаритное устройство для проверки указателей высокого напряжения в полевых условиях / Кривошеин, И.Л., Машковцев, И.И., Булатов, А.С. //Ежегодная региональная научно-техническая конференция ВятГТУ «Наука – производство – технологии - экология»: Сб. материалов /ВятГТУ. – Киров, 2000. – Т. 3. – С. 78-79.
11. Морозов, А.С. Системы сигнализации для устройств контроля наличия напряжения // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2002. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 31-32.
12. Попов, В.А. Анализ факторов, влияющих на наведение напряжения при ремонте воздушных линий / Попов, В.А., Медов, Р.В., Бессоницын, А.В. // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2004. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 209-210.
13. Попов, В.А. Оценка зависимости уровня электромагнитной составляющей наведенного напряжения от несимметрии тока влияющей воздушной линии электропередачи / Попов, В.А., Якимчук, Н.Н. // Наука – производство – технологии - экология: Всероссийская научно-техническая конференция: Сб. материалов в 5 т. – Киров, 2004. – Т. 4 (ЭТФ). – С. 139-140.
14. Правила применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках. ПО Союзтехэнерго / Минэнерго СССР.– 8-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1987.
15. Шарандин А.А. Проблема определения наведенного напряжения на воздушных линиях электропередачи / Техника безопасности. – 2004, –№ 6. –С.12.
