Indukované napětí a opatření k ochraně proti němu

Napětí se indukuje na venkovním elektrickém vedení vedením provozovaným v sousedství, toto napětí přímo nesouvisí s napětím samotného vedení, a proto se nazývá indukované.

V souvislosti s touto skutečností jsou v bezpečnostních pravidlech pro provoz elektroinstalace stanovena ochranná opatření, která je nutné přijmout k zajištění bezpečnosti při práci na venkovním vedení. Bezpečnostní opatření jsou také uvedena jako samostatná položka v podmínkách, kdy uzemnění nepomůže snížit hodnotu indukovaného potenciálu odpojených vodičů pod 25 voltů.

Mezitím servisní personál občas zažije elektrický šok v důsledku indukovaného napětí. To se děje kvůli nedostatečnému pochopení skutečné povahy indukovaného napětí, jak k němu dochází, jaký je mechanismus. Nebezpečí tak či onak přetrvává, protože i dotyk řádně uzemněného vodiče, který je náchylný k indukci napětí ze sousedního vedení, může člověka usmrtit elektrickým proudem.

Závěr je takový, že každé nadzemní vedení, které probíhá paralelně s jinými nadzemními vedeními, je po celou dobu vystaveno indukčnímu působení sousedních vedení, ze kterých je na něj indukován potenciál.

Elektromagnetická pole vedení na sebe vzájemně působí, přičemž hodnota indukovaného napětí je kromě délky el. významný je úsek, podél kterého tyto vodiče probíhají paralelně. V každém z vedení je indukován potenciál, který se skládá ze dvou složek: elektrostatické a elektromagnetické interakce.

První složka je elektrostatická. Napětí indukované touto složkou souvisí s interakcí elektrického pole ovlivňujícího vedení na uvažovaném odpojeném. Hodnota indukovaného napětí, sudá podléhající PUE, ale při paralelním průchodu těchto vedení, závisí na napětí na ovlivňujícím vedení. Napětí indukované na odpojeném venkovním vedení je stejné po celé jeho délce a rovná se:

Schéma rozložení indukovaného napětí:

Elektrostatickou složku indukovaného napětí lze snížit na bezpečnou hodnotu po celé délce vedení uzemněním alespoň jednoho místa. To znamená, že pokud je takové nadzemní vedení na svých koncích uzemněno, pak bude účinek působení elektrostatické složky zcela eliminován. Odpojené vzduchové vedení, na koncích uzemněné, musí být při jeho údržbě v souladu s bezpečnostními pravidly uzemněno na pracovišti.

Elektromagnetická složka se svým mechanismem působení liší od elektrostatické. Indukované napětí z elektromagnetické složky je způsobeno působením magnetických polí proudů fázových vodičů náležejících k ovlivňujícímu vedení. Takže EMF nasměrované na odpojené venkovní vedení se bude rovnat:

Zde záleží na koeficientu indukční vazby, který je pro koridory uvažovaných vedení neměnný, ale hodnota EMF je určena délkou úseku, po kterém vedení paralelně následuje. Důležitý je také zatěžovací proud v ovlivňujícím vedení, nikoli však síťové napětí. Napětí vůči zemi v bodě x se bude rovnat:

Ze vzorce je zřejmé, že na začátku vedení bude napětí indukované elektromagnetickou složkou + E / 2, uprostřed vedení 0 a na konci -E / 2. Elektromagnetická složka indukovaného napětí se nemění kvůli izolaci vodiče od země nebo jeho uzemnění v jednom nebo více bodech.

S rostoucím počtem zemnících bodů na venkovním vedení se posouvá pouze umístění bodu nulového potenciálu na vedení. V souladu s touto charakteristikou elektromagnetické složky indukovaného napětí jsou poskytnuta bezpečnostní pravidla.

Z diagramů je patrné, že rozložení elektromagnetické složky napětí indukovaného na odpojeném venkovním vedení závisí na bodě polohy uzemnění. Pokud existuje pouze jedno uzemnění, pak se nulový bod indukovaného potenciálu bude shodovat s jediným uzemňovacím bodem.

Tyto diagramy odůvodňují potenciální nebezpečí pro servisní personál, pokud se práce provádějí současně na dvou nebo více místech nadzemního vedení, protože nadzemní vedení uzemněné v jednom bodě je pod efektivní hodnotou indukované elektromagnetické složky EMF. Pokud tedy jeden z týmů pracuje v uzemněném bodě C, pak je tam napětí nulové.

Druhé pracoviště D může být také vybaveno ochranným uzemněním, ale pak se bod nulového potenciálu posune ve směru mezi body D a C a napětí v bodech D a C sama o sobě mohou překročit bezpečné hodnoty a lidé již budou být vystaven riziku.

Podobný efekt nastává při práci na odpojovač vedení, která je pod vlivem indukovaného napětí z venkovního vedení. Odpojovač musí být uzemněn na straně vedení, pracovníci budou v bezpečí, pokud je toto uzemnění jediné pro servisní vedení.

V opačném případě, pokud je jiné uzemnění, například v rozvodně umístěné na druhém konci servisního vedení, pak se indukované napětí v místě provozu zvýší na maximum a lidé budou v nebezpečí. Obrázek ukazuje vysvětlující schéma.

Faktor indukovaného napětí nutí pracovníky, aby se uchýlili k práci pouze jednoho týmu na vedení, pokud je toto venkovní vedení pod vlivem indukovaného napětí. Další možností je rozdělit linku na více samostatných, nepropojených úseků a ty následně jeden po druhém obnovit, a přestože je toto řešení spojeno se zbytečnými náklady, přistupuje se k němu z důvodu zajištění bezpečnosti osob.Alternativou je živá práce, po které může na jedné lince pracovat několik týmů najednou.

V procesu přípravy pracoviště pro brigádu je zvláštní pozornost věnována spolehlivosti kontaktních spojení fázových vodičů s ochrannými uzemňovacími zařízeními.

Pokud dojde náhodou ke ztrátě kontaktu, bod nulového potenciálu se okamžitě přesune na jiné místo a pracoviště bude pod indukovaným napětím a lidé budou ohroženi. Z tohoto důvodu je nejlepší provést dvě obrany spolehlivosti. Obrázek poskytuje vysvětlení této nuance.

Maximum indukované elektromagnetické složky napětí připadá na hranice interakční zóny vedení, zejména na odpojené odpojovače vedení. V těchto bodech na zemnící sběrnici odpojovače vedení nebo na první podpěře, počítáno od rozvodny, se provádějí měření s uzemněním na obou koncích vedení. Podle toho se vybírají voltmetry, jejichž třída se musí vejít do očekávaných limitů do 500 - 1000 voltů.

Když je znám maximální proud ovlivňujícího vedení, po provedení měření v aktuálním režimu je možné vypočítat maximální indukované napětí, které se vypočítá podle vzorce:

Při měření je důležité mít na paměti základy bezpečnosti. Propojovací vodiče, rám odpojovače i samotný voltmetr lze napájet a pro bezpečný provoz musíte nejprve sestavit měřicí obvod a teprve poté jej připojit k fázovým vodičům.

Připojovací vodiče musí být izolovány na minimální napětí 1000 voltů.Pracovníci by měli nosit dielektrické boty a rukavice. Pokud je v průběhu měření nutné změnit meze měření stupnice voltmetru, je nutné nejprve odpojit celý měřicí obvod od vedení.