Электрические сети принято классифицировать по большому количеству различных признаков, но в отношении электробезопасности их подразделяют, в основном, так: сети напряжением до 1000 В и сети напряжением свыше 1000 В.

Именно эти тысяча вольт и фигурируют в удостоверении по электробезопасности каждого электрика, будь он хоть главным энергетиком предприятия или рядовым электрослесарем, вчера закончившим ПТУ.

И, вроде бы, все ясно: низкое напряжение – опасности меньше, требования безопасности одни; высокое напряжение – очень опасно, требования строже. Но почему именно 1000 вольт? Не 1500, не 660, а именно 1000?

А все дело в том, что сети переменного тока свыше 1000 В – это всегда сети с изолированной нейтралью. В то же время сети напряжением до 1000 В – это сети с глухозаземленной нейтралью.

Это значит, что нейтраль питающего трансформатора сетей до тысячи вольт имеет электрическое соединение с землей. Это делается для того, чтобы однофазные потребители такой сети даже при несимметричной нагрузке получали одинаковое электропитание с напряжением равным фазному. В быту это 220 В.

Если в сети с глухо заземленной нейтралью произойдет короткое замыкание на землю, то электрический ток стремительно возрастет и сработает аппаратура максимально-токовой защиты. Если же таковой защиты не будет, то все это кончится для сети весьма плачевно, — проводники быстро разрушатся, даже расплавятся, возникнет электрическая дуга и, возможно, произойдет возгорание.

А когда в сети до 1000 вольт происходит замыкание на незаземленный корпус какого-либо прибора, то возникает опасность удара электрическим током для человека, который к этому корпусу прикоснется. Через тело человека ток пойдет в землю. Поэтому в сетях с заземленной нейтралью нужно заземлять корпуса приборов и устройств, чтобы в случае пробоя на этот корпус ток шел прямо на землю, мимо опасного для человека пути.

Это специфические особенности, касающиеся электробезопасности при работе в сетях до 1000 В, нейтраль которых глухо заземлена. В сетях свыше 1000 В нагрузка, как правило симметричная, протяженность линий большая и нейтраль трансформатора изолирована от земли.

В этом случае короткое замыкание на землю лишь ненамного увеличивает электрический ток. Ток утечки на землю приобретает емкостной характер, ведь электрической связи с землей у трансформатора нет. Получается конденсатор (емкость) с такими обкладками: земля – нейтраль трансформатора.

Но тот факт, что ток утечки на землю небольшой, не означает, что он безопасный. Как раз наоборот. Такой ток является более коварным: приборы защиты могут его вообще не обнаружить, а если и обнаружат, то лишь просигнализируют, но не отключат.

Если бы однофазные короткие замыкания в длинных линиях сетей свыше 1000 В всегда приводили к отключению сети, было бы невозможно работать из-за частых и, порой, ложных срабатываний защиты.

Итак, токи утечки в сетях свыше 1000 В – это обычное дело. Но для жизни человека они очень опасны. Ведь даже 10 миллиампер, проходя через наше тело, способны нанести существенный вред здоровью. Поэтому при работе в сетях свыше 1000 В с изолированной нейтралью нужно быть предельно осторожным и организованным. Право работать в таких сетях прописывается у каждого электрика в его удостоверении по электробезопасности отдельной строкой.

Источник

Как определить напряжение ЛЭП?

Большинство обывателей никогда не задумывается об окружающих их линиях электропередач. Чаще всего такое отношение обуславливается отсутствием практического использования этого знания в быту, однако в некоторых ситуациях такая осведомленность может обезопасить от поражения электрическим током и даже спасти жизнь. Поэтому далее мы рассмотрим, как определить напряжение ЛЭП посредством доступных вам факторов.

Классификация ВЛ

Специалисты в области электротехники прекрасно ориентируются не только в обслуживаемых электроустановках, но и в мерах безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении работ и нахождении в непосредственной близи от трасы ВЛ. Однако если вам чужды понятия электробезопасности в части эксплуатации электроустановок, то все попытки порыбачить под опорами ВЛ или произвести какие-либо погрузочно-разгрузочные работы в охранной зоне могут закончиться плачевно.

Именно для предотвращения поражения электрическим током все ваши действия должны производиться в безопасной зоне. Чтобы определить это пространство или зону ЛЭП, вы должны иметь хотя бы элементарные представления о существующих разновидностях.

Все ЛЭП можно разделить по нескольким категориям в зависимости от величины номинального напряжения:

• Низковольтные – это ЛЭП, используемые для питания напряжение до 1 кВ, чаще всего на 0,23 и 0,4 кВ;
• Среднего напряжения – номиналом в 6 и 10 кВ, как правило, применяются в распределительных сетях для питания объектов на расстоянии до 10 км, на 35 кВ для питания поселков, передачи электроэнергии между ними;
• Высоковольтные – это ЛЭП электрических сетей между городами, подстанциями на 110, 154, 220 кВ;
• Сверхвысокие – в них напряжение передается на большие расстояния с номиналом 330 и 500 кВ;
• Ультравысокие – используются для питания от электростанции до распределительных узлов, передают напряжение номиналом в 750 или 1150 кВ.

В целях безопасности для каждого из типа линий предусмотрено расстояние вдоль воздушных ЛЭП, как на постоянной основе, так и при выполнении каких-либо работ. Эти величины регламентированы п.1.3.3 «Правил Охраны Труда При Работе В Электроустановках«, которые приведены в таблице ниже:

Таблица: допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением

Соблюдение вышеперечисленных минимальных расстояний обязательно, так как их несоблюдение приведет к пробою воздушного промежутка . Также существует охранная зона высоковольтных ЛЭП, в которой запрещается строительство домов, размещение технических средств и постоянное нахождение человека.

Определение напряжения ЛЭП

Разумеется, что кабельные линии электропередач в большинстве своем скрыты, да и находящиеся на открытом воздухе далеко не всегда можно различить визуально.

А вот воздушные линии можно определить по:

• Типу применяемых в ЛЭП опор;
• Внешнему виду и числу изоляторов;
• Проводам;
• Размеру охранной зоны;
• Буквенной маркировке на опорах (Т – 35кВ, С – 110кВ, Д – 220кВ).

Буквенная маркировка на опоре

Поэтому далее рассмотрим систему определения величины напряжения ЛЭП по основным визуальным критериям.

По количеству проводов

В зависимости от числа проводов все ЛЭП подразделяются таким образом:

• На напряжение 0,23 и 0,4кВ число проводов будет составлять 2 и 4 соответственно, в некоторых случаях присутствует еще один провод заземления;
• Для напряжения ВЛ 6 – 10кВ используются 3 провода;
• В линиях от 35 до 220кВ один провод для каждой фазы, помимо них могут монтироваться провода грозозащиты. Нередко на опорах ЛЭП устанавливаются сразу две линии то есть 6 проводов.
• При напряжении 330кВ и выше фаза выполняется не одним, а несколькими проводами, уже применяется расщепление фазных проводов для минимизации потерь.

По внешнему виду опор

Помимо этого, многое можно сказать о напряжении в ЛЭП по виду установленных опор. Как указано в таблице выше, каждый номинал напряжения имеет допустимое минимальное безопасное расстояние. Поэтому, чем он больше, тем выше располагаются провода. Соответственно, габариты и конструкция опоры должна обеспечивать допустимые расстояния в стреле провеса.

Сегодня опоры подразделяются по материалу, из которого они изготовлены:

По конструктивному исполнению встречаются:

Внешнему виду и числу изоляторов

Чем выше напряжение в ЛЭП, тем большей электрической прочностью должны обладать изоляторы. Соответственно сопротивление электрическому току повышается за счет увеличения длины пути тока утечки, чем выше напряжение, тем больше сам изолятор, тем больше ребер расположено на рубашке, помимо этого ребра могут усиливаться несколькими кольцами. Еще одним приемом для повышения диэлектрической устойчивости ЛЭП по отношению к опоре является сборка из нескольких последовательно включенных изоляторов – гирлянда ВЛ.

Чем больше гирлянды изоляторов, тем выше разность потенциалов они могут выдержать, однако не стоит путать с параллельно собранными изоляторами, они предназначены для повышения надежности в местах прохода ЛЭП над дорогами, другими линиями, коммуникациями и сооружениями.

Фото примеры внешнего вида

Чтобы сопоставить изложенную выше информацию с ее практической реализацией следует разобрать особенности каждого класса напряжения. Для лучшего понимания, как неискушенному обывателю с первого взгляда определить величину напряжения в ЛЭП, рассмотрим наиболее распространенные примеры.

ВЛ-0.4 кВ

Это линии минимального напряжения, передающие питание к бытовым нагрузкам, опоры выполнены железобетонными или деревянными конструкциями. Изоляторы, как правило, штыревые из фарфора или стекла по одному на каждой консоли, число проводов 2 или 4, размеры охранной зоны составляют 10м.

ВЛ-10 кВ

Эти линии не сильно отличаются от низкого напряжения, как правило, имеют 3 провода, также располагаются на железобетонных стойках, значительно реже на деревянных. Охранная зона для ЛЭП 6, 10кВ составляет также 10м, изоляторы немного больше, имеют более ярко выраженную юбку и ребра.

ВЛ-10кВ

ВЛ-35 кВ

Линии переменного тока на 35кВ устанавливаются на металлические или железобетонные конструкции, оснащаются крупными изоляторами штыревого или подвесного типа (гирлянда от 3 до 5 штук). Могут иметь разделение на несколько линий – три или шесть проводов на опоре, охранная зона составляет 15м.

ВЛ-35кВ

ВЛ-110 кВ

Конструкция опоры для ЛЭП 110кВ идентична предыдущей, но для подвешивания проводов применяется гирлянда из 6 – 9 изоляторов. Охранная зона составляет 20м.

ВЛ-110кВ

ВЛ-220 кВ

Для каждой фазы ЛЭП выделяется только один провод, но он значительно толще, чем при напряжении 110кВ, допустимое приближение не менее 25м. В гирлянде чаще всего 10 или 14 изоляторов, но в некоторых ситуациях встречаются конструкции из двух гирлянд по 20 единиц.

ВЛ-220кВ

ВЛ-330 кВ

ЛЭП с напряжением 330кВ для передачи допустимой мощности уже используют расщепление, поэтому в каждой фазе присутствует два провода. В гирлянде от 16 до 20 изоляторов, охранная зона составляет 30м.

ВЛ-330кВ

ВЛ-500 кВ

Такие ЛЭП сверхвысокого напряжения имеют расщепление на 3 провода для каждой фазы, в гирляндах устанавливается более 20 единиц. Охранная зона также 30м.

ВЛ-500кВ

ВЛ-750 кВ

Здесь применяются исключительно металлические опоры, в каждой фазе используется от 4 до 5 расщепленных жил в форме квадрата или пятиугольника. Изоляторов также более 20, а допустимое приближение ограничено территорией в 40 м.

ВЛ-750кВ

ВЛ-1150 кВ

Такая ЛЭП редко встречается, но в ее фазах расщепление состоит из 8 жил, расположенных по кругу. Гирлянды содержат около 50 изоляторов, а охранная зона составляет 55 м.

ВЛ-1150кВ

Источник

220 000 Вольт! Почему на ЛЭП такое высокое напряжение?

Все видели эти огромные железные конструкции, которые зовутся ЛЭП (Линии Электро Передач). Кто проходил рядом с ними или просто бывал рядом знают как они трещат. Это высокое напряжение вызывает такой треск.

Железные колонны

Обычно высоковольтные ЛЭП имеют напряжение от 220 кВ (220 тысяч Вольт), есть еще 330 кВ, 500 кВ, редко 750 кВ и даже 1000 кВ (1 миллион Вольт).

Спрашивается зачем такое высокое напряжение? Ведь чем выше напряжение, тем больше нужны расстояния до заземленных частей (самой опоры ЛЭП, близкостоящих деревьев, самой земли в конце-концов). Поэтому приходится делать опоры такими высокими и тяжелыми, вырубать очень много деревьев на пути прокладки ЛЭП. Все это очень дорого и трудоемко. Наверняка это все не просто так. И это на самом деле правда.

От источника до потребителя

Дело в том, электрическая энергия вырабатывается далеко в глубине России на гидроэлектростанциях (ГЭС), которые строятся на крупных многоводных реках, поэтому их не построишь там где захочешь. ГЭС находится на плотине, в недрах которой зашиты специальные генераторы. Если говорить упрощенно, они-то и являются источником энергии (на самом деле они лишь преобразовывают механическую энергию падающей воды в электрическую энергию). И вот генераторы «создают» электричество и передают его в провода ЛЭП. Причем напряжение это сравнительно небольшое (6,3 кВ; 10,5 кВ; 13,8 кВ; 15,75 кВ; 20 кВ и 24 кВ).

А потребляется это электричество в основном в районных и областных центрах, которые находятся в тысячах километров от ГЭС. Причем потребляется энергия на совсем малом напряжении (220 или 380 Вольт). Так зачем же ЛЭП имеют такое высокое напряжение?

А с делано это для того чтобы сократить потери энергии при передаче ее на большое расстояние. А также чтобы сократить расход металла на провода и соответственно на саму опору.

Немного физики

Есть в физике такая формула:

То есть передаваемая энергия равна произведению тока и напряжения, при которых эта энергия передается. Например, мы передаем мощность (энергию) 400 Вт (Ватты я написал чтобы проще было воспринимать, на самом деле здесь мощность измеряется в ВА (Вольт*Амперы)). Это можно представить как ток 5 Ампер умножить на напряжение 80 Вольт. Те же 400 Вт мы можем передать при напряжении 40 Вольт и токе 10 Ампер, или 20 Вольт * 20 Ампер и т. д.

И еще.

Здесь необходимо знать еще один факт из физики. У каждого проводника (и вообще у каждого материала) есть свое собственное сопротивление. Материал как бы препятствует протеканию по нему тока. Это вызывает потери, которые проявляются в нагревании проводника.

Чтобы этого избежать нужно использовать проводник большего сечения (то есть брать провод потолще). И чем больше ток, тем больше должно быть сечение провода.

Источник