Причины поражения током и способы их устранения

При работах под напряжением на ВЛ электропередачи основной опасностью для персонала является опасность поражения током и ожога электрической дугой. Эта опасность существует как для чело­века, работающего на изолирующем устройстве, т.е. находящегося под потенциалом провода, так и для работающего на опоре.

Возможные причины поражения током человека, выполняю­щего эти работы, следующие:

1) недостаточная электрическая прочность устройства, изоли­рующего человека от земли, или вспомогательных изолирующих при­способлений (тяг, захватов и т.п.), вследствие чего изоляция их может быть перекрыта напряжением провода ВЛ относительно земли;

2) недостаточная электрическая прочность изоляции провода линии на месте работы людей, вследствие чего она может быть пере­крыта напряжением провода относительно земли;

3) приближение человека, работающего с изолирующего устрой­ства, к опоре (или работающего с опоры — к проводу) на расстояние, при котором произойдет пробой воздушного промежутка между чело­веком и опорой (или проводом).

Электрическая прочность изолирующих устройств и приспо­соблений, т.е. их разрядное напряжение по поверхности, зависит от длины по изоляции: чем больше длина, тем выше разрядное напря­жение.

Электрическая прочность изоляции провода относительно земли обусловливается разрядным напряжением по поверхности гир­лянд изоляторов. На линиях с деревянными опорами фарфоровая (стеклянная) изоляция усиливается за счет последовательно вклю­ченного участка деревянной траверсы или стойки опоры.

На месте производства работ изоляция провода может быть значительно понижена по сравнению с нормальным уровнем в случае наличия в гирлянде дефектных изоляторов, что часто и является причиной ремонта линии в этом именно месте (замена дефектных изоляторов исправными или замена гирлянды).

Расстояние от человека, работающего с изолирующего устрой­ства, до опоры (или работающего с опоры до провода) зависит глав­ным образом от организации работы и выдерживается, как правило, самим работающим на глаз.

Условия безопасности. Для устранения указанных причин несчастных случаев необходимо, чтобы изоляция устройств, изоли­рующих человека от земли, и вспомогательных изолирующих приспо­соблений, а также изоляция проводов линий на месте работы людей и воздушный промежуток между человеком и частями линии, имею­щими иной потенциал, обладали в период работы разрядными на­пряжениями, превышающими возможное напряжение проводов ли­нии относительно земли в данном месте.

Напряжение провода относительно земли на месте работы лю­дей может значительно превышать фазное напряжение линии в ре­зультате внутренних и атмосферных перенапряжений, значения ко­торых находятся в зависимости от номинального напряжения линии и ряда других факторов.

Условия возникновения и значения внутренних перена­пряжений на месте работы людей. В период работы людей на не отключенной ВЛ внутренние перенапряжения £/_вн могут возникнуть

в результате резких изменений режима работы электрической систе­мы, т.е. явиться следствием переходных электромагнитных процессов в электрических цепях.

Такие изменения режима могут быть вызваны нормальными оперативными переключениями, внезапными изменениями нагрузок, а также повреждениями в сети (обрыв провода, короткое замыкание между проводами, замыкание на землю и т.п.).

Значение указанных перенапряжений U _вн не превышает обычно (2,5...3) U ф, а в редких случаях достигает 4 U ф.

Исходя из условий безопасности работ под напряжением на ВЛ, наибольшие возможные значения U _вн принимаем равными 4 U ф на линиях 35 кВ; 250 кВ на линиях 330…500кВ, т.е. 80кВ на линиях 35 кВ; 250кВ на линиях 110 кВ; 510 кВ на линиях 220 кВ; 570 кВ на линиях 330 кВ и 870 кВ на линиях 500 кВ.

Импульсы перенапряжения принимаем колебательными пе­риодическими синусоидальной формы с частотой 50 Гц.

Условия возникновения и значения атмосферных пере­напряжений на месте работы людей. Как известно, люди, ока­завшиеся вблизи места разряда молнии, подвергаются реальной уг­розе смертельного поражения током молнии.

Для лиц, работающих на воздушных линиях электропередачи, опасными являются не только близкие, но и далекие разряды молнии непосредственно в линию или вблизи нее, поскольку возникающие при этом в линии волны перенапряжения, распространяясь по прово­дам на многие километры, могут достичь места работы, сохранив вы­сокую амплитуду, и явиться причиной поражения людей током.

Поэтому правила техники безопасности запрещают при грозе про­изводство работ на ВЛ и требуют при приближении грозы к месту pa- | бот, т.е. при возникновении хотя бы отдаленных молний и грома, пре­кращения работ, снятия людей с линии и удаления их за край трассы.

Однако атмосферные перенапряжения на линии на месте рабо­ты людей могут появиться и при отсутствии признаков грозы, т.е. и | при соблюдении указанных требований правил, за счет блуждающих волн, возникающих на проводах при разряде молнии в линию или вблизи нее за пределами видимости грозы или слышимости грома.

При работах на отключенных линиях, когда провода их зазем­лены по обе стороны от места работы, что предусмотрено правилами ' безопасности, блуждающая волна, как правило, не опасна для рабо­тающих, поскольку амплитуда ее при достижении заземленной точки провода падает практически до нуля.

При работах под напряжением, когда провода линии не зазем­лены, появление блуждающей волны на месте работ связано с реаль­ной опасностью поражения работающих.

Такие случаи возникновения перенапряжения на месте работы людей являются вполне реальными и должны учитываться при уста­новлении мер безопасности для работ под напряжением.

Чтобы определить значение амплитуды блуждающей волны, достигшей места работы, которая и обусловливает опасность атмо­сферного перенапряжения, надо знать начальную амплитуду волны в момент ее возникновения, а также длину пробега ее по проводам ли­нии до места работы людей и степень ее затухания.

Первоначальная амплитуда блуждающей волны. При большом токе молнии и высоком сопротивлении заземления опор или грозозащитных тросов волна перенапряжения, возникшая на линии в месте грозового разряда, может иметь амплитуду в несколько миллионов вольт, во много раз превышающую электрическую прочность изоляции линии. Такая волна, распространяясь по проводам линии в обе стороны, вызовет перекрытие изоляции на соседних с местом поражения опорах, в результате чего амплитуда ее после пробега небольшого расстояния (несколько пролетов) будет снижена до значения, определяемого раз­рядным напряжением изоляции проводов линии относительно земли.

Дальнейшее распространение волны по проводам линии также будет сопровождаться понижением (затуханием) ее амплитуды, но в значительно меньшей степени. Это затухание будет происходить под влиянием импульсной короны на проводах и тросах, сопротивления земли и проводов и других факторов.

Таким образом, мы можем принять, что наибольшая первона­чальная амплитуда блуждающей волны атмосферного перенапря­жения uq (т.е. на месте возникновения ее) равна импульсной проч­ности изоляции проводов линии относительно земли. Вместе с тем, допуская некоторую погрешность (для случаев, когда разряды сопро­вождаются возникновением весьма высоких напряжений на изоля­ции линии), считаем, что эта блуждающая волна возникает в месте грозового разряда молнии в линию.

Импульсную прочность изоляции проводов относительно земли определяем как 50%-ное разрядное напряжение при полной волне (1,5/40 мкс) отрицательной полярности. При этом для линий на метал­лических и железобетонных опорах амплитуду волны принимаем рав­ной импульсной прочности фарфоровой изоляции, а для линий на де­ревянных опорах — сумме разрядных напряжений фарфора и дерева.

Сведения о разрядных напряжениях гирлянд изоляторов берем из справочной литературы; импульсное разрядное напряжение дере­ва принимаем равным 300 кВ/м.

Полученные значения амплитуд U ₀ сводятся в табл. 24.1.

Длинная волна и отрицательная полярность ее приняты пото­му, что волны тока молнии более чем в 20% случаев имеют длину 40 мкс и более и почти в 98% случаев обладают отрицательной по­лярностью. Кроме того, эти два параметра волны приняты за исход­ные еще и потому, что они ужесточают требования безопасности к ус­ловиям работ под напряжением: длинная волна, обладая меньшей способностью затухания, сохраняет при распространении по проводам от места ее возникновения до места работы людей более высокую ам­плитуду, а первоначальная амплитуда отрицательной волны имеет большее значение, чем амплитуда положительной волны, ограничен­ная той же изоляцией. Таблица 24.1