Устройство для защиты от действия электрического поля

(51)4 Н В 11/04 Н 0И 1/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛдц. ИЗОБРЕТЕйий И ОтНРЬПИй ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВУ АВТОРСКОМУ СВИДфТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский инсти-уменьшенйя веса", активная экранируютутпостоянного тока . . щая часть. выполнена в виде оболочки(72) Ф.Г. Кайдановиз эластичного газонепроницаемого ма(53) 621.316.925(088,8) териала.(56) Кайданов Ф.Г. Защита персонала2, 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 по3. Устройство по п,1,проектированию средств защиты от вли- ю щ е е с я тем, что, с цяния электрическогополя в распред- щения надежности и облегчустройствах напряжением 400-500 кВ. эксплуатации, оболочка вьИ., СЦНТИ, 1972. ционированной.Марков Г.А. Стационарная экрани. . 4. Устройство но п 1, о т л и ч арующая перегородка на открытом рас-" :" Ю щ ее с я тем, что проводники дляпределительном устройстве 500 кВ. . заземления выполнены в виде растяжек"Электрические станции", 1976,У 6,регулируемой длины.с. 75-76, : . . 5. Устройство по пп.1,2, о т л и(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЩИТЫ ..ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСК 01 0 ПОЛЯ у на- обеспечения индивидуальной защиты чепример на персонал, обслуживающий вы- ловека прй его передвижении, оболочкасоковольтное оборудование подстанций снабжена электропроводной рукояткой,сверхвысокого напряжения перемеййого .соединенной гибкими электропроводкитока, содержащее активную экрайирую-. ками с электропроводными подошвамищую часть из электропроводящего мате- обуви. отличаелью повыения условщолнена сек ийФ716485 хред М,Дидык Корректор М. Максийишинец Редакт Силькягина аз 3366 Проектная,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро тираж 650 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раув. - .Д им". . ОБ жю "э.лиэю;:,ща .,=; 7"гЪПодписное комитета СССРи открытийкая наб.,д. 4/52 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 кВувеличение 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 электропередачипредставляют собой систему параллельных земле проводов, натянутых междупроводами линии и землей на высоте,превышающей габарит проезжающего подлинией транспорта. Такого же видаэкраны в виде навесов из параллельныхпроводов, натянутых на одинаковой высоте над землей, устанавливают наподстанции для экранирования дежурно- .го персонала при осмотре оборудования вдоль маршрута обхода территорииподстанции. Протяженность таких защитных навесов на открытых распредустройствах 500 и 750 кВ достигает несколь"ких километров. Для снижения напряженности электрического поля до допустимой по нормам величины на рабочихместах над шкафами управления, шкафами сборки или над агрегатными шкафами высоковольтных аппаратов устанавливают защитные экраны в виде сетча 1тых козырьков размером в хесколькоквадратных метров,1, 716485Изобретение относится к техникевысоких напряжений и может быть использовано для защиты персонала подстанции от вредного воздействия электржеского поля, например при монтаж 5ных и ремонтных работах и при периодических осмотрах высоковольтногооборудования,а также для защиты людей, работающих или проходящих подпроводами линий электропередачи сверхвысокого напряженияЧеловек, йаходящийся в распределительном устройстве сверхвысокого напряжения, подвергается вредному биологическому воздействию электрического поля и искровых разрядов. В соответствии с "Нормами и правилами поохране труда при работах на подстанциях и воздушных линиях электропередачи напряжением 400, 500 и 750 кВпеременного тока промьппленной частоты"персонал подстанций может находитьсянеограниченно долго в электрическомполе, напряженность которого не превышает 5 кВ/м, а пребывание в поле снапряженностью 10,15,20 и 25 кВ/мограничивается 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 полязанимают значительную часть территории .ОРУ. Например, на подстанции"Ленинградская" линии электропередачи 750 кВ Ленинград-Москва зоны на 35пряженностью поля свьппе 5 кВ/м занимают примерно 70% территории рабочихячеек подстанции, а зоны напряженностью свыше 10 КВ/м - около 30% этой 40площади. Половина маршрута обходапроходит по зонам найряженностьюсвыше 5 кВ/м и примерно 15% длинымаршрута обхода - по зонам с напряженностью свьппе 10,кВ/м, На другихподстанциях 500 и 750 кВ эти зоны могут занимать еще более значительнуючасть территории, На подстанциях1150 кВ наибольшая напряженность элек"трического поля может превышать30 кВ/м. Наибольшая напряженность подпроводами линий 500 и 750 кВ состав"ляет 10-14 кВ/м,Воздействию особенно сильных электрических полей подвергаетея ремнтный. персонал во время монтажа и ремонтаотклМенного и заземленного высоковольтного оборудования на значительной высоте над землей. Напряженностьз 7164854Напрмер, 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 лр5а лри. защиты иногда прнменяют защитный экра- .работе на оборудовании в отключеннойнирующий костюм. На подстанциях 500 и ячейке от влияния электрических полей,75050 кВ вместо стационарных защитных ко- . создаваемых соседними работающимизырьков для зкранирования рабочего мес- ячейками.. та вблизи шкафа. управления высоковольт Применение таких экранов дорого;ного аппарата устанавлнваютпереносной трудоемко и неудобно в эксплуатациизащитный экран. Практическй это тот же из-за их значительных размеров, Экранзащитный металлический козырек, выпол- имеет высоту 14 м и ширину 18 м. Усиенный иэ мелкоячеистои сетки и натя:- тановка таких стационарных экрановнутый на трубчатую раму. Для йереноски 1 увелйчивает габариты распределительтакого экрана. требуется "по крайней ме- ного устройства подстанции, ухудшаетре двое рабочих. . ее внешний вид,Однако стационарные экранирующиеЭтих недостатк в жн б бтих недостатков мо но было бы из-.ежать применением переносных перегоющие .переносные экраны защищают от 20 родок устанавлив20 родок, устанавливаемых только на вре"электрического поля только человехаф мя ремонта Однмя ремонта. Однако из-за большого ве-.находящегося на земле, эти экраны . .са и очень больших габаритов перенос"непригодны для защиты монтеров лри . ные варианты вертикальныха ты вертикальных экрановработах, связанных с подъемом на.обо- между ячейками на практике не испольрудование, Применение защитнйх кос зуются, Следует также отметить, чтотюмов приводит к дополнительным йемеждуячеечные йерегородки защищаютудобствам в работе, негигиенично, , лишь от электрического ноля, создаваособенйо в жаркую ихолоднуюпогоду, приемого соседней работакпцей ячейкой,недостаточно хорошем контакте между от но не защищают от электрического лодельнь 1 ми частями костюма иплохом его О ля, создаваемого другими источниками,заземлении у рабочего может появиться . например системой шин лрох дящихощущение жжения или покалывания на . над ремонтируемым или монтируемымшее вблизи вбротника и яа запястьях " аппаратом.у манжет. Кроме того, защитный кос-целью изобретения является упротюм оставляет незащищенной наиболее щение и уменьшение веса защи н гуязвимую часть тела человека - лицоустройства повышение надежи сти иВ то же время расчеты и измерения по облегчение условий эксплуатации аказалй, что во внеШнем электрическом также обеспечение индивидуальнойполе почти половина тока смещениями защиты человека при егопередвижении.протекающего через челонекаФ иаводйт 40 Это достигается тем что в предлося на поверхности 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" тролроводящего материала, соединенним электрическим полем на этих ни" 4 ную с проводниками для заземленитях, может создавать на прилегающих активная экранирующая част ыполненаактивная экранирующая часть выполненаучастках кожи человека локальное в виде оболочки из эластичн г гав виде о олочки из эластичного газоэлектрйческое противополе, напряжен непроницаемого материала. Оболочканость которого значителЬно повышает снабжена элементом для заполнения еенапряженность внешнего электРического внутренней части газом Оболочка вы:поля, от которого костюм должен за" полйена секционированной. Проводникищицать. увеличивается также амплйту для заземления вьптолнены в виде расда импульса тока, протекающего чеРез тяжек с регулируемой длиной. Оболочкарабочего при искровом разряде, кото- снабжена электропроводной рукояткой, .рый возникает в момент его прикосно- соединенной гибкими электропроводни.:. " 5 бвения к проводникам, находящимся пой", ками с электропроводными подошвами .другим наведенным потенциалом.: обуви.указанные 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 ков металлических складных экранов 1 сплошным экраном (всего на 20ЗОХ). (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 помощи5проводйого эластичного воздухонепрони-. ремней, к головкам высоковольтных цаемого материала располагаетсямеж-аппаратов, Аппараты в распределитель-. ду источником влияющего электрическо" ном устройстве соединены пофазно, апго поля и защищаемым человеком, Рабо" 1 О параты одной Фазы расположены обычно чий может находиться вне баллона, со на одной прямой. Затем к вентилямсФороны 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 соковольтного 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, од"Баллон может быть выполнен .из по- о 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 ннцаемый материал, применяемый дляможно исйользовать также и на линиях изготовления оболочек дирижаблей и 2 В 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 искусственньиволо- ЗО Защищаемые объекгы можно размещать кон, покрытая полимерной (чаще всего и внутри баллона, наполненного возрезиновой) пленкой, обеспечйвающей , духом, Такие. помещения в виде баллогазонепроницаемость. ,..нов из электройриводных материаловПри необходимости повышенной проч- над рабочим местом могут быть нспольности баллонную материю выполняют мно- зованы для длительной работы в силь 35гослойной с диагональным дублированием. ных электрических полях. В этом слуДля придания баллонной материи не- чае не требуется даже высокой степеобходимой электропроводности можйо ни герметичности. Для фиксации тререкомендовать значительно увеличить буемой формы и размеров баллона до" процентное содержание сажи кои напол статочно поддерживать внутри него нителя в виде тонкой алюйиниевой пуд" : небольшое избыточное давление (до ры в составе резины, которойпройиты. 1,1 ата) йутеи постоянной или нерио" вают баллоннув материю, Набор .Такихдической подпитки. воздухом, Такое баллонов цилиндрической формы, объе-давление может обеспечить обычный диненных гибкимн связями, может быть 4 вентилятор, который подает воздух вразмещен в сложенном состоянии набаллон 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 баллоальных заземляющих гнездах, а экранна воздухом может быть быстро проиэприводят в рабочее положение путем . ведено при помощи компрессорной усзаполнения баллонов воздухом. Для тановки, а поддержание давления в уйеньшения парусности экрана секции баллоне на необходимом уровне - при оболочки можно расположить на значи- :помощи вентилятора. Для повышения тельном расстоянии однуот другой . надежности можно устанавливать по два Зазор между соседними баллонами - . вентилятора, один из которых - резервсекюрями может в два три раза превы- ный, В баллоне соответствующих размешать ширину баллона. Эффективность . ров можно разместить ремонтируемый экрана для реальных размеров ОРУ сни"элемент аппарата или даже весь зазем7 716485 8 ленный. и отключенный высоковольтный На фиг.1 - 10 показаны варианты айпарат, на элементах которого при описываемого защитного устройства. отсутствии защитных средств создаетсяНа фиг.1 показана вертикальная песильное электрическое поле поДдейм регородка между ячейками, Экранируюствием соседнего высоковольтного. обо" щая оболочка 1 установлена на авто 5рудования, находящегося под напряже- прицепе 2 и фиксируется в вертикальнием. Такая оболочка защитит монтераном положении при помощи "оттяжек 3 от электрического поля, создаваемого . с переменной регулируемой длиной. Для не только соседней работающей ячейкой щ повышения надежности оболочка секциораспределительного 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 устайовленных на земле или на заземцилиндра и накидывают сверху на полюс ленных элементах оборудования. или на ячейку отключенного и заземлен-(" . На фиг,2 показано расположение такого аппарата, например при помощи, кого надувного экрана 1 между дейст- подъемных 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 - установка надувных ку подают воздух от компрессорной ус- заземленныхэкранов.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 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 оболочки.проводами действующей ошиновки 9, Если мощность вентилятора недостаточ- проходящей над выключателем.(на или утечка велика, можйо обеспе-З 0 Экран 7 (фиг.4) защитит также рачить дополнительную герметизацию, на- бочего, ремонтирующего заземленнуюстилая на землю листы или полосы .по" ячейку электрического аппарата 6, от лиэтиленовой пленки. Такая оболочка действия электрического поля, созда- защищает также ремонтируемые деталиваемого соседней работающей ячейкой . от попадания влаги и пыли, а рабочего5. 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 айпаратов в северйых райо перед подъемом рабочего на ремонтинах в зимнее время. Такой экран яв" руемый аппарат, так и после уста- ляется йдеальной клеткой Фарадея иновки 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 со-. зован в качестве индивидуального454 . 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 настояЩееустановленный на проводящей рукоятке время исйользуют воздушные вЫключате.-. 10, которую держит в руках рабочий. ли, что связано с содержанием ва тер- Рукоятка 10 при помощи гибкого проритории подстанции воздушного хозяй . водникка 11, прикрепленного к одежства, снособного обеспечить подачуде, соединена с проводящими подошва- в дугогасительные камеры возДуха вод ми обуви 12, В результате тело рабо" давлением в несколько атмосфер. Йоэ-чего оказывается зашунтированным . абУ тому заполнение оболочки защитного .наведенный ток резко снижается. устройства воздухом на современных -На фиг.б показан комплект экранайодстанциях сверхвысокого напряженйя оболочки 7 и проводящих башмаков 12, не является проблемой. соединеннме гибкиии проводниками 11,9 7164На фиг.7 приведен другой вариантпереносного защитного экрана, в котором надувная заземленная оболочка выполнена в форме тороида 13. Такимэкраном может служить, например, обык 5новенная камера автомобильной шины.,выполненная из резины с повышеннымсодержанием сажи. Рукоятка 10 можетбыть выполнена телескопической, чтопозволяет регулировать высоту установки. оболочки-экрана.На фиг.8 показан разрез двух соседних ячеек воздушного выключателя,одна из которых 01 0) находитсяиод напряжением, адругая (ОО)заземлена и ремонтируется,На фиг.9 показан продольный разрез ремонтируемой ячейки выключателя. Для защиты ремонтного персонала 20как при работе на модулях, так и наземле над выключателем устанавлиьаютоболочку 14 из баллонной электропроводной ткани, которая заполняетсяВоздухом при помощи компрессора или 2 ьвентилятора 15, через вентиляционныйканал 16, Наиболее просто герметизация осуществляется при помощи специапьных накладок 17, В качестве дополнительной меры, улучшающей герметичность конструкции, использованы листы полиэтилена 18. Фиксация оболочкив рабочем положении осуществляетсятакже растяжками 3 переменной регулируемой длины, Растяжки крепят в спе 85 оциально предусмотренных для этой цели 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 при 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.