Безопасностьэксплуатации воздушных линий напряжением 330 кВ
1. Анализ опасных и вредных факторовпри эксплуатации воздушных линий напряжением 330 кВ
Опасные факторы.
Основным опасным фактором приэксплуатации воздушных линий напряжением 330 кВ является возможность поражениячеловека электрическим током. Оценим опасность действия электрического тока начеловека в табличной форме.
Таблица 1. Анализ опасности действияэлектрического тока на человека.
Вид прикосновения
или приближения Схема Формула
Iч, А
Однофазное
приближение
/>
/>
/>
Прикосновение к
оборванному
проводу
/>
/>
/>
Попадание под
шаговое напряжение вдоль оси провода
/>
/>
/>
Попадание под
шаговое напряжение поперёк оси провода
/>
/>
/>
Примечание. Для расчётаиспользовались следующие данные:
Uф=330/√3
– фазное напряжение сети, кВ;
Rч – сопротивление тела человека, Ом. Для пути рука-ногаRч = 1500, для пути гога-нога Rч = 2500;
Rр = 0.5 – сопротивление рабочего заземления нейтрали,Ом;
Rд = 2000 – сопротивление электрической дуги, Ом;
Lоб = 50 – длинна линии до обрывапровода, км;
r0= 0.122 – погонное сопротивление провода АС 240/39,Ом/км;
Rл = Lоб∙ r0/2 = 50∙0.122/2 = 3.05
– сопротивление провода до местаобрыва провода, Ом;
Rтр = 0.817 – сопротивлениетрансформатора АТДЦТН-200000/330/110, Ом;
ρ = 100 – удельное сопротивлениегрунта, Ом∙м;
L = 150 – длинна участка провода,лежащего на земле, м;
d = 0.0216 – диаметр провода, м;
/>
– сопротивление растекания тока провода,лежащего на земле, Ом
/>
– ток замыкания на землю, А;
s=20 – расстояние от человека доучастка провода, лежащего на земле, м;
х = s+0.5∙L =20+0.5∙150 = 95
– расстояние от человека до серединыучастка провода, лежащего на земле, м;
/>
– потенциал провода, В ([Л12], стр. 86);
/>
– потенциал на поверхности земли втом месте, где стоит человек, В;
/>
– коэффициент напряжения прикосновения,учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию ног человека ([Л12], стр. 123);
/>
– напряжение прикосновения, В;
n=2 – расстояние от человека доучастка провода, лежащего на земле, м;
z = n+0.5∙L =2+0.5∙150 = 77
– расстояние от человека до серединыучастка провода, лежащего на земле, м;
a = 0.8 – длинна шага человека, м;
/>
– потенциал на поверхности земли втом месте, где стоит ближняя к проводу нога человека, вдоль оси провода, В
/>
– потенциал на поверхности земли втом месте, где стоит дальняя от провода нога человека, вдоль оси провода, В ([Л12], стр. 86);
/>
– напряжение шага вдоль оси провода,В;
/>
– потенциал на поверхности земли втом месте, где стоит ближняя к проводу нога человека, поперёк оси провода, В ([Л12], стр. 86);
/>
– потенциал на поверхности земли втом месте, где стоит дальняя от провода нога человека, поперёк оси провода, В([Л12], стр. 86);
/>
– напряжение шага поперёк оси провода,В;
Iч – ток, проходящий через человека, А.
К другим опасным факторам приэксплуатации воздушных линий напряжением 330 кВ относится работа на высоте (43м).
Вредные факторы.
При эксплуатации воздушных линийнапряжением 330 кВ наблюдаются также вредные факторы такие как: работа приплохих метеоусловиях (дождь, снег, туман, минусовые температуры, сильныйветер); работа в тёмное время суток; работа в зоне действия электрического полянапряжённость которого равна 5-20 кВ/м.
2. Защитные меры
Защитные меры от опасных факторов.
Защитные меры от возможного поражениячеловека электрическим током при нормальном режиме работы.
Изоляция токоведущих частей. На ВЛ напряжением 330 кВ в качествеизоляции используются стеклянные подвесные изоляторы типа ПС22-А, которые собираютсяв гирлянды. Количество изоляторов в гирлянде – 15.Электрические испытания стеклянных подвесных изоляторов непроводятся. Контроль их состояния осуществляется путём внешнего осмотра ([Л5], п. 1.8.32).
Недоступность токоведущих частей. Наименьшие расстояния от проводов ВЛдо поверхности земли указано в табл. 2.
Таблица 2. Характеристика местности Наименьшее расстояние, м Ненаселённая местность 7.5
Населённая местность: нормальный режим
обрыв провода в соседнем пролёте
8
6
Неэлектрифицированные железные дороги: нормальный режим
обрыв провода в соседнем пролёте
9
7
Автомобильные дороги: нормальный режим
обрыв провода в соседнем пролёте
6.5
6
Примечание. Данные взяты из [Л5], табл. 2.5.22, табл. 2.5.23, табл.2.5.30, табл.2.5.31.
Ориентация обеспечивается за счёт:
а) Маркировка. Согласно [Л5], п. 2.5.15 на опорах ВЛ на высоте2,5-3 м наносятся следующие постоянные знаки: порядковый номер – на всехопорах; номер ВЛ или её условное обозначение – на концевых опорах, первыхопорах ответвлений от линий, на опорах в месте пересечения линий одногонапряжения, на опорах, ограничивающих пролёт пересечения с железными дорогами иавтомобильными дорогами I-V категорий, а также на всех опорах участковтрассы с параллельно идущими линиями, если расстояние между их осями – менее200 м. На двухцепных и многоцепных опорах ВЛ, кроме того, должна бытьобозначена соответствующая цепь;
б) Знак постоянный предупреждающий«Осторожно! Электрическое напряжение». Укрепляется на опорах ВЛ на высоте 2,5-3м; при пролётах менее 100 м укрепляется через опору, при пролётах более 100 м ипереходах через дороги – на каждой опоре. При переходе через дороги знакиобращены в сторону дороги, в остальных случаях – сбоку опоры поочерёдно справой и левой стороны. Знак исполняется в виде равнобедренного треугольника сломаной стрелой внутри. Фон треугольника жёлтый, знак напряжения и кайма чёрныйили красный;
в) Соответствующее расположение ираскраска фаз. Раскраска фаз производится на концевых опорах, опорах, смежных странспозиционными, и на первых опорах ответвлений от ВЛ. Фаза L1 располагается верхней левой иокрашивается в жёлтый цвет. Фаза L2располагается средней и окрашивается в зелёный цвет. Фаза L3 нижняя правая и окрашивается вкрасный цвет. Нейтраль Nокрашивается продольными полосами жёлтого и зелёного цвета.
Защитные меры от возможного поражениячеловека электрическим током при аварийном режиме работы.
В аварийном режиме работы сети вкачестве защитной меры применяют защитное заземление опор. Согласно [Л5], п. 2.5.76 при прохождении ВЛ в местностяхс глинистыми, суглинистыми, супесчаными и тому подобными грунтами с удельнымсопротивлением ρ ≤ 500 Ом∙м следует использовать арматуру железобетонныхфундаментов, опор и пасынков в качестве естественных заземлителей бездополнительной укладки или в сочетании с укладкой искусственных заземлителей. Атакже [Л5], п. 2.5.77, железобетонныефундаменты опор ВЛ могут быть использованы в качестве естественных заземлителейпри осуществлении металлической связи между анкерными болтами и арматуройфундамента.
Проверим, являются ли естественныезаземлители достаточными в нашем случае.
Исходные данные: для металлическихопор ВЛ напряжением 330 кВ в качестве естественного заземлителя используетсяжелезобетонные свайные основания; удельное сопротивление грунта ρ = 100 Ом∙м([Л11], стр. 145, табл. 10.1).
/>
Наибольшее сопротивление заземляющегоустройства опоры ВЛ согласно [Л5],табл. 2.5.21 будет: Rд = 10 Ом.
Для свайного фундамента сопротивлениезаземления сваи определяется по формуле:
/>,
где L = 5 – длинна сваи, м; d = 0.5 – диаметр сваи, м; 1.3 – коэффициент, учитывающий, чтозаземлитель представляет металлическую решетку, а не сплошную поверхность и находитсяв бетоне.
Тогда: /> Ом
Сопротивление заземления всегосвайного участка фундамента опоры: />, где n = 4 – количество свай; ηст= 0.8 – коэффициент использования, учитывающий взаимное экранирование свай ([Л11], стр. 147, табл. 10.4).
Тогда: /> Ом
Так как R
В качестве защитной меры от такогоопасного фактора как работа на высоте используются предохранительные пояса истраховочные канаты.
Защитные меры от вредных факторов.
Запрещается работать на ВЛ,находящейся под напряжением, при тумане, дожде, снегопаде; в тёмное времясуток, а также при ветре. При приближении и во время грозы работы по монтажупроводов и пребывание людей возле опор запрещается.
При проведении работ в тёмное времясуток используются переносные прожекторы.
При напряжённости электрического поля5 – 20 кВ/м ограничивается время пребывания в зоне действия электрическогополя, это время определяется по формуле />.
Электрозащитные средства.
При эксплуатации ВЛ напряжением 330кВ применяются электрозащитные средства, приведённые в табл. 6.3.
Таблица 6.3. № Средство защиты Тип Количество 1
Основные:
Штанга измерительная универсальная ШИУ-500 1 шт.
2
3
4
5
6
Дополнительные:
Диэлектрические перчатки
Диэлектрическая обувь
Защитные ограждения
Плакаты безопасности
Переносное заземление ЗПМЗ
3 пары
2 пары
2 шт.
4 комплекта
2 шт.
опасность электрический токвоздушная линия
3. Молниезащита ВЛ напряжением 330 кВ
Одностоечные металлические опоры содним тросом должны иметь угол защиты (α) по отношению к крайним проводамне более 30° ([Л5], п. 2.5.65).
/>
Согласно рис. 2 для верхнего провода:
/>
Для нижнего провода:
/>
Так как 28.072°
4. Электрозащитные средства
На ОРУ напряжением 110 кВ применяютсяследующие электрозащитные средства:
Основные:
— штангаизмерительная универсальная ШИУ – 110 – 2 шт.;
Дополнительные:
— диэлектрическиеботы – 4 пары;
— диэлектрическиеперчатки – 4 пары;
— защитные очки – 4шт.;
— переносныезаземления – 4шт.;
— переносныеограждения (щиты) – 4 шт.;
— плакатыбезопасности – 4 комплекта;
— предохранительныемонтёрские пояса – 2 комплекта.
Предохранительные монтёрские поясапредназначены для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при работахна высоте.
5 Меры и средства защиты от вредныхфакторов
5.1 Защита от электрических полейпромышленной частоты
В электроустановках напряжением 330кВ существует интенсивное электрическое поле промышленной частоты, егонапряженность составляет 5-7 кВ/м.
Поэтому применяют защитные меры длязащиты персонала от напряжённости электрического поля (ЭП) или снижения её додопустимых значений:
1) Основная защита, есть защитавременем, то есть ограничение времени пребывания в поле Т, часов,напряжённостью в интервале выше 5 до 7 кВ/м включительно вычисляются поформуле:
/> ч,
где Е – напряжённость действующего ЭПв контролируемой зоне, кВ/м.
2) Экранирование рабочих мест илиоборудования. Экраны могут быть стационарными или переносными. Стационарные – алюминиеваясетка, переносные – в виде сетки, навесов, палаток из брезента покрашенногометаллизированной краской. Экран обязательно должен быть заземлен. На ОРУ 330кВ применяют конструктивные методы защиты от полей промышленной частоты:увеличение высоты подвеса проводов, уменьшение диаметра проводов, уменьшениешага расщепления и количества проводов в расщепленной фазе.
3) Методы ориентации – на планестанции наносятся линии за напряженностью.
5.2 Зашита от шума
В качестве индивидуальных средствзащиты от шума используют специальные наушники, вкладыши в ушную раковину,противошумные каски.
5.3 Защита от метеоусловий
Теплая одежда предупреждаетчрезмерное охлаждение организма человека при низких температурах воздуха. Длязащиты головы от атмосферных осадков предназначены каски. При работах вусловиях высоких температур воздуха в течение смены устраиваются перерывы.
5.4 Защита от неудовлетворительного освещения
ОРУ 110 кВ освещается естественным иискусственным светом. Искусственное освещение применяется в тёмное время суток.
Согласно ПУЭ для наружного освещенияиспользуются газоразрядные лампы типа ДРЛ. Для аварийного освещения применяютсялампы накаливания. Светильники рабочего и аварийного освещения на открытомпространстве питаются от разных независимых источников. Аварийное освещение присоединяется кнезависимому источнику питания или на него переключается при погасании рабочегоосвещения.
6. Пожарная безопасность
Пожарная опасность на ОРУ напряжением110 кВ обусловлена наличием в принимаемом оборудовании горючих веществ иматериалов: изоляция обмоток трансформаторов тока и напряжения,маслонаполненное оборудование (больше 1000 кг в единице) – трансформаторы,краска корпусов электрических аппаратов, изоляция контрольных кабелей релейнойзащиты.
Причины пожара на ОРУ могут бытьэлектрического и неэлектрического характера.
Причины электрического характера:
- при коротких замыканияхпо проводникам протекают большие токи, вследствие чего происходит нагревпроводников, загорается изоляция и окружающие предметы. Устраняетсямаксимальной токовой защитой (МТЗ);
- перегрузкапроводников при протекании по проводникам токов, на которые они не рассчитаны.Устраняется тепловой защитой;
- удары молнии натерритории ОРУ. Устраняется с помощью грозозащитных тросов и стержневых молниеотводов,установленных на порталах;
- электрическиеискры и дуги, которые появляются в аварийных режимах, а также в нормальныхрежимах при коммутационных процессах. Не опасны для невзрывоопасной среды;
- большоепереходное сопротивление при сужении пути протекания тока и в местах контактоввозникает местный нагрев. Устраняется путем выполнения контактов массивными илинеразъемными (сварными).
Причины неэлектрического характера:
— неисправность оборудования;
- несоблюдениеперсоналом правил пожарной безопасности.
Практические меры пожарнойбезопасности:
- выполнение подвсем маслонаполненным оборудованием, маслоприёмников засыпаных гравием. Маслоприёмникрассчитываются на поглощение 80 % масла для выключателя с большим объемоммасла;
- фундаментымаслонаполненного оборудования выполнены из огнеупорных материалов;
- маслоприёмникитрансформаторов выполняются с маслоотводами, выполненными в виде подземныхтрубопроводов или открытых кюветов или лотков. С помощью последних маслоотводится в маслоприемник закрытого типа, удалённого от оборудования станции напожаробезопасное расстояние.
- прокладываниекабельных линий в железобетонных желобах закрытых сверху железобетоннымиплитами;
Площадка ОРУ 110 кВ оборудованастационарной системой пожаротушения. Тушение пожаров происходит с помощью воды.При возникновении пожара система приводится в действие с пульта системыпожаротушения ОРУ 110 кВ.
Также тушение пожара производится спомощью ручных огнетушителей типа ОУ-4.
Литература
1. Охрана труда в электроустановках /Под ред. Б.А. Князевского. — М.: Энергоатомиздат, 1983.-336 с.
2. Долин П.А. «Основы техники безопасностив электроустановках». — М.: Энергия, 1984.-484 с.
3. Правила устройстваэлектроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 1986.-648 с.