Indukované napětí: příčiny a ochranná opatření

Mezi technickými opatřeními, která zajišťují bezpečnost práce v elektrických instalacích, zaujímá důležité místo odlehčení napětí a uzemnění živých částí. Zdá se, že tato opatření zajišťují úplnou absenci napětí na pracovišti, ale není tomu tak vždy.

Důvody pro výskyt indukovaného napětí

Mezi takové situace patří výskyt takzvaného indukovaného napětí na částech bez napětí. Vyskytuje se v důsledku blízkých živých částí, které jsou pod napětím a kterými protéká proud. Charakter indukovaného napětí je:

• elektrostatický;
• elektromagnetické

Abyste pochopili výskyt elektrostatické části indukovaného napětí, můžete si představit kondenzátor, jehož jedna deska je živé vedení a druhá jsou části pod proudem bez napětí. V důsledku kapacitní vazby se na druhé „desce“ kondenzátoru objeví napětí v závislosti na:

• napětí na odpojené „desce“;
• velikost kapacitní vazby mezi vedeními (určená především vzdáleností mezi nimi);
• kapacita „kondenzátoru“ v závislosti na délce připojených částí vedoucích proud.

Elektromagnetická složka vzniká díky elektrickému poli, které vzniká, když proud protéká vedením bez napětí v důsledku indukční vazby mezi vodiči. Transformátor pracuje na podobném principu, pokud je zbaven svého jádra. Současně se jeho účinnost prudce sníží, ale neztratí svůj výkon.

Výskyt indukovaného napětí elektromagnetické povahy

Velikost napětí indukovaného magnetickým polem sousedního vodiče závisí na:

• velikost proudu v sousedním vedení (lze očekávat prudký nárůst velikosti indukovaného napětí v režimu zkratu);
• velikost indukční vazby mezi vedeními (také v závislosti hlavně na vzdálenosti);
• délka úseku, kde spojení existuje.

V obou případech hraje důležitou roli délka, po kterou dochází k interakci mezi vodiči. Nejčastěji mají dlouhé paralelní úseky nadzemní vedení položená blízko sebe (obvykle na stejných podpěrách). Proto by se tento škodlivý účinek měl očekávat při práci na venkovních vedeních, z nichž jedno zůstává pod napětím, nebo při práci na kabelovém vedení umístěném rovnoběžně s venkovním vedením.

Čtěte také: Co je plazma: vlastnosti, aplikace a vyhlídky pro čtvrté skupenství hmoty

U třífázového kabelového vedení se magnetická pole vytvářená každou fází téměř úplně ruší v důsledku symetrického uspořádání vodivých jader, takže kabelová vedení indukují indukované napětí na paralelních vedeních mnohem méně často. A pokud jsou indukované, pak nejčastěji při použití jednofázových kabelů nebo při výskytu asymetrických zkratů v krátkých časových úsecích – do jejich vypnutí reléovou ochranou (obvykle ne déle než pár sekund).

Bez ohledu na povahu jeho výskytu bude dopad indukovaného napětí na elektrické instalace a živé organismy stejný.

Vliv indukovaného napětí na elektrická zařízení a sítě

Výsledné napětí vlivem rušení přímo nesouvisí s dopravovanou elektřinou. Z tohoto důvodu může indukované napětí způsobit poruchy v normálním provozu elektrických instalací, poruchy v provozu telemechaniky a automatizačních systémů. Kromě toho se indukované napětí vyskytuje nejen v elektrických vedeních, ale také v komunikačních vedeních (způsobujících rušení), potrubí (další problémy vznikají v důsledku přítomnosti elektrického personálu v servisních organizacích) atd.

Z hlediska bezpečnosti práce vytváří indukované napětí další nebezpečí. Toto nebezpečí není zřejmé, a proto vyžaduje zvláštní přístup z hlediska zajištění opatření pro bezpečný výkon práce, neboť napětí se může indukovat nejen na živých částech elektrických instalací, ale také na stínění kabelů nebo na kabely ochrany před bleskem nadzemních vedení. .

Efektivní metody pro snížení účinků indukovaného napětí

Pokud je úroveň indukovaného napětí v elektrické instalaci 25 voltů nebo vyšší, práce zahrnující dotyk živých částí takové instalace je klasifikována jako speciální práce a vyžaduje další bezpečnostní opatření. Za prvé, zaměstnanci s oprávněním k výkonu takové práce mohou takovou práci vykonávat. Tito pracovníci musí podstoupit další bezpečnostní prověrky.

Organizace provozující venkovní vedení musí identifikovat místa, kde se může vyskytovat indukované napětí. Měření se provádí při proudové zátěži s následným převodem do režimu maximálního provozního proudu. Pro všechny typy prací, kde se může vyskytnout indukované napětí, musí být vypracovány plány provádění prací (WPP), které musí uvádět umístění stacionárního a přenosného uzemnění na odpojených živých částech a také umístění a pořadí instalace propojek pro potenciální vyrovnání.

PPR také stanoví postup při používání izolačních ochranných prostředků v elektrických instalacích. Musíte pochopit, že pro boj s elektrostatickou součástí stačí uzemnit odpojené vedení na obou stranách. U elektromagnetické složky je vše složitější. Pokud uzemníte vedení v jednom bodě, potenciál tam bude nulový a bude se zvyšovat, jak se bude vzdalovat od uzemňovacího bodu. Uzemnění na dvou místech povede pouze k posunu bodu nulového potenciálu, ale v odpojené oblasti bude pouze jedno, takže práce současně na více místech na takovém vedení bude nebezpečná.

Bezpečnostní pravidla stanoví dvě technologie pro provádění práce pod indukovaným napětím:

• při oboustranném uzemnění vedení a na pracovišti při provádění opatření k vyrovnání potenciálů nebo při splnění podmínek pro práci bez odlehčení napětí;
• při uzemnění vedení pouze na pracovišti.

Před zahájením práce je třeba změřit dotykové napětí. Měření se provádí voltmetrem přímo na pracovišti. Pokud dotykové napětí překročí 2 volty, je nutné provést opatření k vyrovnání potenciálů. Bezpečnost lze také zajistit použitím izolačních podložek nebo přijetím opatření pro vyrovnání potenciálu pomocí kovového plechu připojeného k drátu, se kterým se má pracovat. Během práce musí personál zůstat na tomto listu.

Při práci s teleskopickými zvedáky musí být zvedací mechanismus uzemněn. A když se kolébka přiblíží k uzemněnému vodiči, na kterém se má pracovat, musí být pracovní plošina připojena k vodiči, aby se vyrovnal potenciál. K tomu je třeba použít izolační tyč a přenosné uzemnění.

Pokud uvedená opatření nelze provést, má se za to, že se práce provádějí bez úlevy od stresu, přičemž jsou přijata vhodná bezpečnostní opatření. V tomto případě smí na lince pracovat pouze jeden tým.

Technická opatření při práci pod indukovaným napětím jsou podrobně popsána v části XXXVII „Pravidel ochrany práce při provozu elektrických instalací“.

Pro snížení úrovně rušení, ke kterému dochází na komunikačních linkách vlivem indukovaného napětí, se nejčastěji používá drátové stínění. Stínění poskytuje ochranu před elektrostatickou částí indukovaného napětí, ale také zeslabuje indukční vazbu (stínící plášť musí být uzemněn). Určitý vliv má i použití různých dolnopropustných filtrů.

Praktická doporučení pro prevenci indukovaného napětí

Výskytu indukovaného napětí lze zcela zabránit tím, že se vyhneme paralelnímu pokládání dlouhých úseků venkovních nebo kabelových vedení (a dokonce i jejich křížení). To je stěží možné, ale při navrhování je třeba se pokusit zajistit pokládání paralelních kabelových vedení a nadzemních vedení v maximální možné vzdálenosti od sebe. Společnou instalaci kabelových a venkovních vedení nelze vůbec doporučit, a to ani na vzdálenost do 100m.

Pokud se třífázové kabelové vedení skládá ze tří jednofázových kabelů, měly by být položeny pokud možno ve tvaru stlačeného trojúhelníku (v průřezu). To povede ke vzájemné kompenzaci magnetických polí každé fáze.

Přestože Pravidla poskytují ucelená doporučení pro zajištění bezpečnosti při práci pod indukovaným napětím, není v tuzemské technické literatuře publikováno mnoho materiálů na téma studia výskytu indukovaného napětí a opatření k jeho snížení. Navíc vyvstala otázka oddělení bezpečnostních opatření při práci pod indukovaným napětím do samostatné části Pravidel bezpečnosti práce. Chcete-li se ponořit do tohoto tématu, doporučujeme seznámit se se zahraničními články a normami, například s australským standardem Safe Work Practices on High Voltage Cables // TransGrid pracovní instrukce č. D2005/01698.

Jaké jsou tam dráty – všechny typy kabelů a drátů

Barevné a alfanumerické značení vodičů a kabelů v elektrických instalacích v souladu s GOST

Jaké profese souvisí s elektřinou?

Jaký je potenciál a potenciální rozdíl mezi dvěma body

Popis charakteristik, obsazení pinů a příklady schémat zapojení lineárního regulátoru napětí LM317

Přehled protokolů moderní průmyslové automatizace – Modbus, Profinet, EtherCAT atd.