Устройство для защиты от действия электрического поля

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЩ-Ш 'ОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, на-- пример на персонал, обслуживакщий высоковольтное оборудование подстанций сверхвысокого напряжения перейенного тока» содержащее активную экранирую-' щую часть из электропроводящего материала, сое дине ннуй с проводниками для заземления, от личаю ще е- С я тем, что, с Целью упрощения и ; уменьшения веса., актиёнйя экранирующая часть выполнена в виде оболочки из эластичного газонепроницаемого материала. /2.Устройство по П.1, о т л и ч аю И1 е ее я тем, что оболочка Снабжена элементом для заполнения ее внутренней части газом,3.Устройство по П.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и облегчения условий эксплуата1Д1И, оболочка вьщолнена секцйонирбйанной,4.Устройство по П.1, о т л и ч а- » щ ее с я тем, что проводники для заземления выполвены в виде растяжек регулируемой длины.5.Устройство во пп. 1,2, о т л ич а ю щ ее с я тем, 'что, с целью дбеспечёння индивидуальной защиты человека при его передвижении, оболочка снабжена эйектрбпроводнбй рукояткой, .соединенной гибкими! электропроводникамк с эйектропроводными подощвами обуви,'•€(Ло» »^00ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБ ЛИК (51)4 Н 02 В 1 1/04 Н 02 Н 5/12

А 61 И 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .2575354/24-07 . рйала, соединенную с проводникамй (22) 02.02.78 .: . для заземления, о т л и ч а ю щ е е(46) 07.04.88. Вюл. Я - 13 с я тем, что, с целью упрощенйя и (71) Научно-исследовательский инсти- уменьшенйя веса", активная экранируютут постоянного тока . . щая часть. выполнена в виде оболочки (72) Ф.Г. Кайданов . из эластичного газонепроницаемого ма(53) 621.316.925(088.8) териала. (56) Кайданов Ф.Г. Защита персонала 2. Устройство по п.1, о т л и ч аподстайций от влияния электрического ю щ е е с я тем:, что оболочка снабжеполя. "Электрические станции",, 1974, .на элементом для заполйения ее внутВ 1, с. 63-66., ренней части газом.

Временные руководящие указания о 3. Устройство по п.1, о т л и ч апроектированию средств защиты от вли-. ю щ е е с я тем, что, с целью повыяния электрического поля в распред- шения надежности и облегчения условий устройствах напряжением 400-500 «В. эксплуатации, оболочка выполнена секМ., СЦНТИ, 1972. : ционированной.

- Марков Г.A. Стационарная экрани. . 4. Устройство но п.1, о т л и ч арующая перегородка на открытом рас-" : " Ю щ е е с я тем, что проводники для пределительном устройстве 500 кВ. заземления выполнены в виде растяжек

"Электрические станции", 1976» ш 6, регулируемой длины. с. 75-76. : . : 5. Устройство по пп.1,2, о т л и(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛД{ИТЫ . .ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ» на- обеспечения индивидуальной защиты че пример на персонал, обслуживающий вы- ловека прй его передвижении» оболочка соковольтное оборудование подстанций снабжена электропроводной рукояткой, сверхвысокого напряжения перемеййого .соединенной гибкими электропроводкитока, содержащее активную экрайирую- . ками с электропроводными подошвами щую часть из электропроводящего мате- обуви.

2 поля на монтируемой ячейке воздушного выключателя в ОРУ 750 кВ может достигать 15 кВ/м и вьппе. При работе на высоте влияние электрического поля приводит к дополнительной опасности падения рабочего с высоты вследствие непроизвольных двигательных реакций, вызываемых электрическими искровыми разрядами. Эти разряды возникают между рабочими и токоведущими частями из-за различия потенциалов, наведенных на ремонтируемом оборудовании и инструментах . для снижения напряженности электрического поля на подстан= циях и под проводами линии устанавливают экраны либо увеличивают высоту шин, токоведущий частей и проводов путем увеличения высоты порталов, линейных опор, заземленных оснований высоковольтных аппаратов. Это значительно увеличивает стоимость линий и подстанций. Например, на линиях электропередачи 500, 750 и 1150 кВ увеличение высоты проводов над землей на 1 м приводит к увеличению стоимости линии примерно на 1 — 2%.

Экраны, устанавливаемые для снижения напряженности электрического поля имеют обычно активную экранирующую часть, опоры или рукоятки, а также заземляющие проводники, присоединяемые, например к контуру заземления.

Экраны под линиями электропередачи представляют собой систему параллельных земле проводов, натянутых между проводами линии и землей на высоте, превышающей габарит проезжающего под линией транспорта. Такого же вида

I экраны в виде навесов из параллельных проводов, натянутых на одинаковой высоте над землей, устанавливают на подстанции для экранирования дежурно- . го персонала при осмотре оборудования вдоль маршрута обхода территории подстанции. Протяженность таких защитньгх навесов на открытых распредустройствах 500 и 750 кВ достигает нескольких километров. Для снижения напря- " женности электрического поля до допустИмой по нормам величины на рабочих местах над шкафами управления, шкафами сборки или над агрегатными шкафами высоковольтных аппаратов устанавливают защитные экраны в виде сетча1 тых козырьков размером в хесколько квадратных метров.

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для защиты персонала подстанции от вредного воздействия электржеского поля, например при монтаж5 ных и ремонтных работах и при периодических осмотрах высоковольтного оборудования, а также для защиты людей, работающих или проходящих под проводами линий электропередачи сверхвысокого напряжения °

Человек, йаходящийся в распределительном устройстве сверхвысокого напряжения, подвергается вредному биологическому воздействию электрического поля и искровых разрядов. В соответствии с "Но йиами и правилами по охране труда при работах на подстанциях и воздушных линиях электропере- 20 дачи напряжением 400, 500 и 750 кВ переменного тока промьппленной частоты" персонал подстанций может находиться неограниченно долго в электрическом поле, напряженность которого не пре- 25 вышает 5 кВ/м, а пребывание в поле с напряженностью 10 15 20 и 25 кВ/м ограничивается временем 3 ч, 1,5 ч, 10 и 5 мин соответственно. Напряженность поля вблизи земли на подстанциях 500 и 750 кВ достигает 25 кВ/м.

Зоны с повышенной напряженностью поля занимают значительную часть территории .ОРУ. Например, на подстанции

"Ленинградская" линии электропередачи 750 кВ Ленинград-Москва зоны на35 пряженностью поля свыше 5 кВ/м занимают примерно 70Х территории рабочих ячеек подстанции, а зоны напряженностью свыше 10 кВ/м — около ЗОХ этой40 площади. Половина маршрута обхода проходит по зонам найряженностью свыше 5 кВ/м и примерно 15Х длины маршрута обхода — по зонам с напряженностью свьппе 10,кВ/м. На других подстанциях 500 и 750 кВ эти зоны могут занимать еще более значительную часть территории. На подстанциях

1150 кВ наибольшая напряженность элек" трического поля может превышать

30 кВ/м. Наибольшая напряженность под проводами линий 500 и 750 кВ состав- ляет 10-14кВ/м.

Воздействию особенно сильных электрических полей подвергаетея ремнтный . персонал во время монтажа и ремонта отклМенного и заземленного высоковольтного оборудования на значительной высоте над землей. Напряженность з 716485

Напрмер, на подстанциях 750 кВ.ус- междуячеечных защитных экранах (экратанавливают обычно несколько десят- нирующих вертикальных перегородках), ков козырьков размером 2 ° 2,5 м . : которые устанавливают на подстанциях . В качестве индивидуального средства 500 и 750 кВ для защиты персонала пр

5 а при . защиты иногда прнменяют защитный экра- . работе на оборудовании в отключенной нирующий костюм. На подстанциях 500 и.. ячейке от влияния электрических полей, 750

50 кВ вместо стационарных защитных ко- . создаваемых соседними работающими зырьков для зкранирования рабочего мес- ячейками. . та вблизи шкафа. управления высоковольт- tð Применение таких экранов дорого; ного аппарата устанавливают переносной трудоемко и неудобно в эксплуатации защитный экран. Практическй это тот же из-за их значительных размеров. Экран защитный металлический козырек, выпол- имеет высоту 14 м и ширину 18 м. Усиенный иэ мелкоячеистои сетки и натя:- тановка таких стационарных экранов нутый на трубчатую раму. Для йереноски1 увелйчивает габариты распределительтакого экрана. требуется "по крайней ме- ного устройства подстанции, ухудшает ре двое рабочих. - ее внешний вид.

Однако стационарные экранирующие Этих недостатк в жн б б тих недостатков мо но было бы из-. ежать применением переносных перегоющие .переносные экраны защищают от 2о родок устанавлив

2п родок, устанавливаемых только на вреэлектрического поля только человекаэ мя ремонта Одн мя ремонта. Однако из-за большого ве-. . находящегося на земле, эти экРаны . .са и очень больших габаритов переноснепригодны для защиты монтеров riprr . ные варианты вертикальных а ты вертикальных экоанбв работах, связанных с подъемом на..обо между ячейками на практике не испольрудование. Применение защитных кос- 25 зуются. Следует также отметить, что тюмов приводит к дополнительным не междуячеечные йерегородки защищают удобствам в работе, негигиенично, -, лишь от электрического поля, создаваособенйо в жаркую и холодную погоду при емого соседней работакпцей ячейкой, недостаточно хорошем контакте между oi но не защищают от электрического подельными частями костюма и . плохом er o jg ля, создаваемого другими источниками, заземлении у рабочего может появит . например системой шин прох дящих ощущение жженйя или покалывания на . над ремонтируемым или монтируемым шее вблизи воротника и яа запястьях аппаратом. у манжет. Кроме того, защитный кос- целью изобретения является упротюм оставляет незащищенной наиболее щение и уменьшение веса защи н г уязвимую часть тела человека — лицо ° устройства повышение надежи сти и

В то же время. расчеТы и измерения Ilo облегчение условий эксплуатации а казалй, что во внеШнем электрическоМ также обеспечение индивидуальной поле почти половина тока смещениями защиты человека при его передвижении. протекающего через челонека, наводит- 4О Это достигается тем что в предлося на йоверхности его головы. В слу" женном устройстве для защиты от дейчае выполнения защитного костюма из ствия элек ичекого поля содержащем .ткани, металлизированной металличес активную экранирующую часть из элеккими нитями, заряд, наводимый внеш" тропроводящего материала, соединенним электрическим полем на этих HH" 4 ную с проводниками для заземлени тях, может создавать на пр легающих активная экранирующая част ыполнена активная экранирующая часть выполнена

Участках кожи человека локальное в виде оболочки из эластичн г га в виде о олочки из эластичного газоэлектрйческое противополе, напряжен- непроницаемого материала. Оболочка ность котоРого значителЬно Повышают снабжена элементом для заполнения ее напряженность внешнего электРическо о внутренней части газом Оболочка вы:поля, от которого костюм должен за" полйена секционированной. Проводнйки

rrrrrrrrazs. Увеличивается также амплитУ для заземления вьптолнены в виде расда импульса тока, протекающего через тяжек с регулируемой длиной. Оболочка рабочего при искровом разряде, котО снабжена электропроводной рукояткой, . рый возникает в момент его прикосно . соединенной гибкимш электропроводни:. .: 55 вения к проводникам, находящимся nojt " ками с электропроводными подошвами .. другим наведенным потенциалом. : обуви. укаэанные недостатки частично уст,- Такая конструкция защитного устранены в прототипе - стационаРных ройства позволяет выполнить его склад5 716485 6 ным и одновременно избежать недостат- жается незначительно по сравнению со

4 ков металлических складных экранов i сплошным экраном (всего на 20 » ЗОХ). (громоздкости, большого веса, слож- В другом варианте экрана баллоны циности конструкции). Защитная оболочка линдрической, сферической и т.п. фор, в виде надувного баллона из электро- мы прикрепляют, например прн помощи

5 проводного эластичного воздухонепрони-. ремней, к головкам высоковольтных цаемого материала располагается меж- аппаратов. Аппараты в распределитель-ду источником влияющего электрическо- ном устройстве соединены пофазно, inrî поля и защищаемым человеком. Рабо" 0 параты одной фазы расположены обычно чий может находиться вне баллона, со на одной прямой. Затем к вентилям сФороны противоположной высоковольт- баллонов подсоединяют шланги от компным аппаратом или шинам, которые яв- рессора и баллоны заполняют. воздухом. ляются источником сильных электричес- Таким образом, между головками выких полей. Однако возможны варианты 15 соковольтиого апйарата, подлежащим выполнения такого устройства, когда ремонту, и источником электрического рабочий вместе с ремонтируемью объек- поля создается заземленный защитный

: том располагается внутри баллона, за- экран огромнйх размеров. Экран таких полненного воздухом. размеров, выполненный из металла, одБаллон может быть выполнен из по- 20 нако невозможно установить и закрелимерного материала (майлар и др.) пить на ремонтируемом аппарате. ипи из баплонной материи. Баллонная Экраны в виде легких надувных балматерия - гибкий газо- и водонепро-, лонов изэлектропроводного материала ницаемый материал, применяемый для можно исйользовать также и на линиях изготовления оболочек дирижаблей и 26 электропередачи высокого напряжения. аэростатов, надувных плотов, лодок, Например, для защиты монтеров при репневматических строительных"конструк- монте отключенной цепи двухцепной лиций и др. Силовой основой баллонной - нии прй работающей соседней цеци, при материи является ткань из прйроднйх, окраске опор,и т.п. сйнтетическйх или искусственных воло- 30 Защищаемые объекты можно размещать кон, покрытая полимерной (чаще всего и внутри баллона, наполненного возрезиновой) пленкой, обеспечивающей духом. Такие. помещения в виде баллогазонепроницаемость. . . нов из электройриводных материалов

При необходимости повышенной проч-: над рабочим местом могут быть испольности баллонную материю выполняют мно-: зованы для длительной работы в силь35 гослойной с диагональным дублированием. ных электрических полях. В этом слу

Для придания баллонной материи не- . чае не требуется даже высокой степеобходимой электропроводности можйо ни герметичности. Для фиксации тререкомендовать значительно увеличить буемой формы и размеров баллона допроцентное содержание сажи кои напол- <0 статочно поддерживать внутри него нителя в виде тонкой алюйиниевой пуд" : небольшое избыточное давление (до ры в составе резины, которой пройиты - . 1,t ата) йутеи постоянной или нерио" вают баллоннув материю. Набор .таких . дической подпитки. воздухом. Такое баллонов цилиндрической формы, объе- . давление может обеспечить обычный диненных гибкймИ свЯзЯми, может быть 4 вентилЯтоР, который поДает воздУх в размещен в сложенном состоянии на баллон по специальному вентиляционноавтомобильном прицепе. По прибытии . му каналу. Требуемая мощность вентина место установки концы электропро- лятора определяется кубатурой балловодных растяжек закрепляют в специ- на. Первоначальное заполнение балло альных заземлякиЦих гнездах, а экран ® на воздухом может быть быстро проиэприводят в рабочее положение путем . ведено при помощи компрессорной усзацолнения баллонов воздухом. Для тановки, а поддержание давления в уменьшения нарусности экрана секции баллоне на необходимом уровне - при оболочки можно расположить на значи- :помощи вентилятора. Для повышения тельном расстоянии одну от другой . надежяости можно устанавливать по два

Зазор между соседними баллонами вЂ, . вентилятора, один из которых — резервсекциями может в пса три раза превы- ный. В баллоне соответствующих разме-. шать ширину баллона. Эффективность . Ров можно разместить ремонтируемый экрана для реальных размеров ОРУ сии" элемент аппарата или даже весь зазем. . 716485 8 ленный и отключенный высоковольтный На фиг.1 — 10 показаны варианты айпарат, на элементах которого при описываемого защитного устройства. отсутствии защитных средств создается На фиг.1 показана вертикальная песильное электрическое поле поД дей- . . регородка между ячейками. Экранируюствием соседнего высоковольтного. обо - щая оболочка 1 установлена на авторудования, находящегося под напряже- прицепе 2 и фиксируется в вертикальнием. Такая оболочка защитит монтера i ном положении при йомощи "оттяжек 3 от электрического поля, создаваемого . с переменной регулируемой длиной. Для

1 не только соседней работающей ячейкой щ повышения надежности оболочка секцио-. распределительного устройства, но и. нирована. Оттяжки одновременно слуверхним ярусом ошиновки, проходящей жат проводниками, заземляющими экнад аппаратом высокого напряжения, ран-оболочку. Оттяжки закрепляются например над воздушным выключателем . в специальных заземляющих гнездах 4, Легкий баллон выполняют в виде поЛу- 5 устайовленных на земле или на заземцилиндра и накидывают сверху на полюс ленных элементах оборудования. или на ячейку отключенного и заземлен - " Ha фиг.2 показано расположение такого аппарата, например при помощи "", кого надувного экрана 1 между дейстподъемных механизмов. Края оболочки вующей ячейкой 5 и ремонтируемой прижимают к земле при помощи сйеци- 20 ячейкой 6 воздушного выключателя. альных грузов или накладок, в оболоч- : На фиг.З вЂ” установка надувных ку подаю г воздух от компрессорной ус- заземленных экранов.7 сферической или тановки или от резервного вентилято - цилиндрической формы — оболочек на ра. Утечка из-за неплотного прилега- ремонтируемых модулях воздушного вык-: ния краев оболочки к земле или к уло - 25 лючателя 8 для защиты рабочих, ремонженным на земле железобетонным йлитам - тирующих эти модули, от действия может быть достаточно малой, чтобы электрического поля, создаваемого поддерживать заданную форму оболочкй. проводами действующей ошиновки 9, Если мощность вентилятора недостаточ- проходящей над выключателем. на или утечка велика, можйо обеспе- 30 Экран 7 (фиг.4) защитит также рачить дополнительную герметизацию, на- бочего, ремонтирующего заземленную стилая на землю листы или полосы по" ячейку электрического аппарата 6, от лиэтиленовой пленки. Такая оболочка действия электрического поля, создазащищает также ремонтируемые детали ваемого соседней работающей ячейкой . от попадания влаги и пыли, а рабочега «i 5. Проводящую рукоятку экрана 10 от осадков. Не представляет труда вставляют в специальные заземляющие обеспечить обогрев воздуха внутри . гнезда, предусмотренные на заземленбаллона. Особенно полезна такая обо- ном оборудовании. Заполнение экрана лочка прй монтаже и. ремонте высоко- воздухом может осуществляться как вольтных алпаратов в северйых райо- О перед подъемом рабочего на ремонтинах в зимнее время. Такой экран яв- pyemiA аппарат, так и после усталяется йдеальной клеткой Фарадея и новки экрана прн помощи убирающегося .снижает: электрическое, поле на рабо- . шланга. Экран в виде заполняемой чем месте до йуля. . воздухом оболочки может быть испольОболочка хранится в сложенном co- . зован в качестве индивидуального

45 ф . стоянии и приводится в рабочее:поло- средства защиты. жение путем заполнения воздухом лишь.. На фиг.5 представлен переносной на время работы. На всех современных экран-оболочка сферической формы 7, .подстанциях 400 кВ и выше в настояЩее установленный на проводящей рукоятке время исйользуют воздушные вЫклмчате.- . 10, которую держит в руках рабочий. ли, что связано с содержанием на тер- Рукоятка 10 при помощи гибкого проритории подстанции воздушного хозяй . водникка 11, прикрепленного к одежства, снособного обеспечить подачу де, соединена с проводящими подошва» в дугогасительные камеры воз@уха вод ми обуви 12, В результате тело рабодавлением в несколько атмосфер. Йоэ- чего оказывается зашунтированным . а

У тому заполнение оболочки защитного наведеннь|й ток резко снижается. устройства воздухом на современных — Ha фиг.б показан комплект экранайодстанциях сверхвысокого напряженйя: оболочки 7 и проводящих башмаков 12 не является проблемой. соединеннме гибкиии проводниками 11. (9 7164 На фиг.7 приведен другой вариант переносного защитного экрана, в котором надувная заземленная оболочка выполнена в форме тороида 13. Таким экраном может служить, например, обык5 новенная камера автомобильной шины., выполненная из резины с повышенным содержанием сажи. Рукоятка 10 может быть выполнена телескопической, что позволяет регулировать высоту установки. оболочки-экрана.

На фиг.8 показан разрез двух соседних ячеек воздушного выключателя, одна из которых (У 0 ) находится под напряжением, а другая (О О) заземлена и ремонтируется.

На фиг.9 показан продольный разрез ремонтируемой ячейки выключателя. Для защиты ремонтного персонала 2О как при работе на модулях, так и на земле над выключателем устанавлиьают оболочку 14 из баллонной электропроводной ткани, которая заполняется воздухом при помощи компрессора или 2б вентилятора 15, через вентиляционный канал 16, Наиболее просто герметизация осуществляется при помощи специальных накладок 17, В качестве дополнительной меры, улучшающей герметичность конструкции, использованы листы полиэтилена 18. Фиксация оболочки в рабочем положении осуществляется также растяжками 3 переменной регулируемой длины. Растяжки крепят в спе1

85 о циально предусмотренных для этой це- . ли заземляющих гнездах 4.

На фиг.10 показано небольшое переносное защитное устройство, собранное нз трех надувных баллонов 1 прямоугольной формы, соединенных между собой растяжками 3 и распоркой 19.

Это защитное устройство установлено вблизи шкафа управления 20, железобетонных опор 21 и под металлической рамой 22 высоковольтного аппарата 23.

Использование газонепроницаемой оболочки из электропроводящего мате" риала в качестве устройства для защиты от влияния электрического поля позволяет значительно уменьшить вес защитных экраног и заменить стационарные экраны сравнительно простыми складными и переносными экранами.

Наличие на любой подстанции развитого воздушного хозяйства позволяет приводить эти экраны в рабочее положение без каких-либо дополнительных затрат, неизбежных при конструировании складных металлических экранов таких больших размеров прн обычном выполнении.

Замена стационарных межячеечных экранов перевозной или переносной складной оболочкой позволяет уменьшить ко- личество межячеечных экранов на подстанции по крайней мере на порядок, а территория подстанции при этом значительно сокращается.

736485

Техред м,дндык - Корректор M. Максимишинец

Редактор Н. Сильнягина

Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москвл, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3366

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4