Комплект переносного заземления для воздушной линии электропередачи
Предлагаемое техническое решение относится к электроэнергетике, в частности, к электрозащитным средствам и средствам подготовки рабочего места при обслуживании линий электропередачи. Задачей предлагаемой полезной модели повышение электробезопасности за счет исключения возможности переноса напряжения с провода ВЛ к работнику при установке первого и снятии последнего фазного зажима, уменьшение физической нагрузки работников при установке его на провода ВЛ с поверхности земли, повышение надежности электроснабжения. Задача решается за счет того, что в комплекте переносного заземления для установки на воздушной линии электропередачи с N проводами, содержащем электроизолирующую штангу-манипулятор, снабженную крюком-захватом, N фазных зажимов, снабженных петлями-ловителями, N-1 закорачивающих проводников, заземляющий проводник, заземляющую струбцину, причем фазные зажимы соединены последовательно посредством закорачивающих проводников, а заземляющая струбцина соединена с заземляющим проводником, введен дополнительный фазный зажим с петлей-ловителем, соединенный с заземляющим проводником.
Предлагаемое техническое решение относится к электроэнергетике, в частности, к электрозащитным средствам и средствам подготовки рабочего места при обслуживании линий электропередачи. Переносные заземления предназначены для защиты работающих на отключенных токоведущих частях электроустановок от ошибочно поданного или наведенного напряжения при отсутствии на рабочем месте стационарных заземляющих ножей.
Известен комплект переносного заземления для воздушных линий электропередачи, содержащий электроизолирующую штангу-манипулятор, заземляющую струбцину, три заземляющих зажима, каждый из которых снабжен несъемной электроизолирующей штангой с ответной частью, узла для присоединения штанги-манипулятора, а также три закорачивающих проводника и заземляющий проводник, образующих звездообразное соединение (Переносные заземления для линий электропередачи до 15 кВ / Энергетик. 2005, 
3. С.24). Комплект заземления предназначен для установки на провода воздушных линий электропередачи с поверхности земли. Относительно большая длина закорачивающих проводников известного комплекта переносного заземления позволяет поочередно поднимать и устанавливать заземляющие зажимы на провода ВЛ с помощью штанги-манипулятора.
Недостатками комплекта переносного заземления являются высокие материалоемкость и транспортная масса, что обусловлено большой длиной закорачивающих проводников, соответствующей расстоянию от проводов ВЛ до поверхности земли (6-9 м для ВЛ 10 кВ). Недостатком также является неудобство раскладывания/укладывания нескольких зажимов вместе с длинными заземляющими и закорачивающими проводниками, так как зажимы цепляются за проводники и заземление приходится или распутывать, или наматывать на специальное приспособление. Этот процесс приводит к преждевременному излому проводников и уменьшению срока эксплуатации известного комплекта.
Кроме того, при установке первого зажима на провод ВЛ, работающей в режиме с изолированной нейтралью, ошибочно поданное рабочее напряжение с провода ВЛ по заземляющему проводнику переносится на заземлитель, расположенный на поверхности земли в непосредственной близости от оператора, что может привести к электротравме.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству (прототип) является комплект переносного заземления для ВЛ, который содержит электроизолирующую штангу-манипулятор, три заземляющих зажима, заземляющую струбцину, два закорачивающих проводника и заземляющий проводник, причем первый и второй заземляющие зажимы соединены посредством первого закорачивающего проводника, второй и третий заземляющие зажимы соединены посредством второго закорачивающего проводника, а третий заземляющий зажим посредством заземляющего проводника соединен с заземляющей струбциной, причем заземляющие зажимы выполнены с петлями-ловителями, а электроизолирующая штанга-манипулятор снабжена крюком-захватом (BY 10162 C1 2007.12.30),
Недостатком комплекта переносного заземления для ВЛ является значительная масса одновременно поднимаемых частей комплекта: для трехфазной ВЛ это не только три заземляющих зажима, два закорачивающих проводника, но и длинный заземляющий проводник. Большое усилие, необходимое при одновременном подъеме к проводам ВЛ трех заземляющих зажимов с закорачивающими и заземляющим проводниками, затрудняет установку переносного заземления на ВЛ с поверхности земли.
Кроме того, при установке первого зажима на провод линии электропередачи, работающей в режиме с изолированной нейтралью, ошибочно поданное напряжение с провода ВЛ по заземляющему проводнику переносится на заземлитель, расположенный на поверхности земли в непосредственной близости от оператора, что может привести к электротравме. Недостатком прототипа является повышенная опасность для персонала, обусловленная возможным наличием на заземляемых проводах рабочего напряжения (ошибочно не отключенного). Опасность возникает при установке заземления как с опоры, лестницы, корзины подъемного механизма, так и с поверхности земли. Эта опасность возникает из-за того, что при установке заземления сначала первый провод воздушной линии электропередачи заземляют и только затем соединяют с другими проводами (закорачивают).
При установке с поверхности земли первого фазного зажима на провод воздушной линии электропередачи (ВЛ), работающей в режиме с изолированной нейтралью, напряжение, ошибочно подаваемое на провода ВЛ, по заземляющему проводнику переносится на заземлитель, расположенный на поверхности земли в непосредственной близости от оператора. При этом по заземляющему проводнику протекает ток от фазного напряжения ВЛ, создающий зону растекания в окрестностях заземлителя.
Напряжение вблизи заземлителя может достигать 4 кВ и более при номинальном напряжении ВЛ 10 кВ, что создает угрозу травмирования работников.
Если электромонтер устанавливает переносное заземление, находясь на опоре ВЛ, то при установке первого фазного зажима на провод линии электропередачи, которая ошибочно находится под напряжением, работник неминуемо окажется под напряжением, так как заземляющий, закорачивающие провода и остальные фазные зажимы находятся у него в руках, касаются его тела или оказываются приближенными на недопустимо близкое расстояние, в результате чего возникает электрическая дуга, приводящая к электротравме.
Кроме того, при соединении с «землей» первого провода линии электропередачи, ошибочно находящейся под рабочим напряжением, ВЛ переходит в режим однофазного замыкания на землю (ОЗЗ). Этот режим характеризуется возникновением волн перенапряжений, вызывающих повреждения изоляции и оборудования как энергосистемы, так и потребителей. Перенапряжения могут переноситься и на другие участки электрической сети. Опасные перенапряжения возникают также при соединении с землей двух проводов линии электропередачи. Такие одно- и двухфазные замыкания на землю опасны для людей и животных из-за растекания тока по поверхности земли вблизи заземлителя.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание комплекта переносного заземления для ВЛ, обеспечивающего повышение электробезопасности за счет исключения возможности переноса напряжения с провода ВЛ к работнику при установке первого и снятии последнего фазного зажима, уменьшение физической нагрузки работников при установке его на провода ВЛ с поверхности земли, повышение надежности электроснабжения, а также повышение удобства эксплуатации переносного заземления для ВЛ.
Задача решается за счет того, что в комплекте переносного заземления для установки на воздушной линии электропередачи с N проводами, содержащем электроизолирующую штангу-манипулятор, снабженную крюком-захватом, N фазных зажимов, снабженных петлями-ловителями, N-1 закорачивающих проводников, заземляющий проводник, заземляющую струбцину, причем фазные зажимы соединены последовательно посредством закорачивающих проводников, а заземляющая струбцина соединена с заземляющим проводником, введен дополнительный фазный зажим с петлей-ловителем, соединенный с заземляющим проводником.
Введение дополнительного фазного зажима, соединенного с заземляющим проводником, повышает электробезопасность за счет того, что при установке комплекта заземления сначала незаземленные провода линии электропередачи соединяют (закорачивают) между собой, и только затем заземляют с помощью дополнительного фазного зажима, предварительно соединенного с заземлителем. Таким образом, достигается исключение возможности переноса напряжения с провода ВЛ к работнику при установке первого и снятии последнего фазного зажима, а также предотвращение опасных режимов одно- и двухфазного замыкания на землю при установке заземления на провода ВЛ.
Повышение удобства в эксплуатации достигается за счет конструкции предлагаемого комплекта, в котором последовательно соединенные фазные зажимы и закорачивающие проводники небольшой длины выполнены и раскладываются отдельно от длинного заземляющего проводника, соединенного с дополнительным фазным зажимом.
На фиг.1 изображен комплект переносного заземления для трехпроводных (N=3) воздушных линий электропередачи; на фиг.2 изображен комплект переносного заземления для воздушных линий электропередачи, установленный на провода трехпроводной ВЛ (N=3) с треугольным расположением проводов.
Комплект переносного заземления для трехпроводной (N=3) воздушной линии электропередачи содержит электроизолирующую штангу-манипулятор 1, снабженную крюком-захватом 2, первый фазный зажим 3, первый закорачивающий проводник 4, второй фазный зажим 5, второй закорачивающий проводник 6, третий фазный зажим 7, дополнительный фазный зажим 8, заземляющий проводник 9, заземляющую струбцину 10. Зажимы 3, 5, 7, 8 снабжены соответственно петлями-ловителями 11, 12, 13, 14. Первый фазный зажим 3 соединен со вторым фазным зажимом 5 с помощью первого закорачивающего проводника 4. Второй фазный зажим 5 соединен с третьим фазным зажимом 7 с помощью второго закорачивающего проводника 6. Дополнительный зажим 8 соединен с заземляющей струбциной 10 с помощью заземляющего проводника 9. Таким образом, фазные зажимы 3, 5, 7 соединены между собой последовательно с помощью закорачивающих проводников 4, 6 и не соединены с дополнительным фазным зажимом 8.
Комплект переносного заземления для воздушных линий электропередачи на трехпроводной (N=3) ВЛ устанавливают следующим образом. Комплект переносного заземления доставляют к месту проведения работ на отключенной линии электропередачи и раскладывают на поверхности земли непосредственно под проводами ВЛ. Заземляющую струбцину 10 устанавливают на электропроводящем заземлителе 15, например, на стальном штыре, который предварительно забивают в землю на необходимую глубину (фиг.2). Крюк-захват 2 электроизолирующей штанги-манипулятора 1 вводят в петлю-ловитель 11 первого фазного зажима 3. Удерживая петлю-ловитель 11 первого фазного зажима 3 с помощью крюка-захвата 2, поднимают первый фазный зажим 3 к первому (нижнему) проводу ВЛ 17 с помощью штанги-манипулятора 1 и затем устанавливают его на этот провод. В результате установки первого фазного зажима 3 на провод 17 первый закорачивающий провод 4, второй фазный зажим 5, второй закорачивающий провод 6 и третий фазный зажим 7 занимают вертикальное положение по направлению вниз от провода ВЛ. После установки первого фазного зажима 3 на провод 17 крюк-захват 2 электроизолирующей штанги-манипулятора 1 выводят из петли-ловителя 11 первого фазного зажима 3 и вводят в петлю-ловитель 13 третьего фазного зажима 7, Затем третий фазный зажим 7 поднимают ко второму нижнему линейному проводу 18 и устанавливают его на этот провод. После установки третьего фазного зажима 7 крюк-захват 2 электроизолирующей штанги-манипулятора 1 выводят из петли-ловителя 13 и вводят в петлю-ловитель 12 второго фазного зажима 5. Затем второй фазный зажим 5 поднимают к третьему (верхнему) проводу 16 и устанавливают его на этот провод. После этого крюк-захват 2 выводят из петли-ловителя 12, опускают электроизолирующую штангу-манипулятор 1 и вводят крюк-захват 2 в петлю-ловитель 14 дополнительного зажима 8, который в это время находится на поверхности земли. Затем дополнительный зажим 8 поднимают к одному из нижних проводов, например, проводу 18 и устанавливают его на этот провод.
Снятие комплекта переносного заземления для воздушных линий электропередачи с проводов ВЛ осуществляют в порядке, обратном порядку установки.
Указанный порядок установки зажимов 3, 5, 7 и 8 обеспечивает снижение физических нагрузок при установке комплекта переносного заземления, так как единовременно с помощью штанги поднимают либо N фазных зажимов с (N-1) закорачивающими проводами, либо дополнительный (N+1)-й фазный зажим с заземляющим проводником. Этим предлагаемый комплект заземления отличается от известного, где штангой-манипулятором одновременно поднимают все зажимы и все проводники.
Проведение всех работ по установке переносного заземления с поверхности земли значительно повышает безопасность ремонтно-эксплуатационного персонала за счет исключения опасности падения с высоты и значительного уменьшения вероятности поражения электрическим током.
Наиболее опасными для электрооборудования с точки зрения перенапряжений, а для людей и животных - с точки зрения растекания тока по поверхности земли, являются одно- и двухфазные замыкания на землю.
Обычные двух- и трехфазные замыкания на ВЛ без соединения с землей менее опасны, так как быстро отключаются защитами.
Таким образом, задача предлагаемого технического решения - повышение безопасности работников и надежности электроснабжения - достигается путем предотвращения режимов одно- и двухфазного замыкания на землю при установке заземления на провода ВЛ.
При эксплуатации электрических сетей бывает, когда из-за несогласованности действий или по ошибке линию включают раньше, чем успеют снять с нее заземление.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение безопасности и при снятии переносного заземления с проводов ВЛ.
Когда на проводах ВЛ еще установлены все зажимы, и предлагаемый комплект, и известные заземления обеспечивают равную безопасность.
В известных заземлениях первыми снимаются один, а затем второй фазные зажимы. При ошибочной преждевременной подаче напряжения ВЛ окажется в режиме двух- и затем однофазного короткого замыкания на землю со всеми выше описанными последствиями.
В предлагаемом комплекте первым снимается дополнительный фазный зажим 8. Если напряжение будет подано до, во время или после снятия этого зажима, ВЛ перейдет в режим обычного трехфазного короткого замыкания. Ток в землю не идет, напряжения шага нет, опасных перенапряжений нет. Линия сразу отключится.
Затем снимают фазный зажим 5. Если напряжение будет подано после снятия этого зажима, линия перейдет в режим обычного двухфазного замыкания. Опасности для людей, животных, электрооборудования нет. После снятия следующего фазного зажима 7 линия перейдет в нормальный безопасный режим работы. Последний фазный зажим 3 можно снимать даже под напряжением, поскольку заземляющий провод с дополнительным фазным зажимом 8 лежит на земле, а закорачивающие провода с фазными зажимами висят вертикально вниз, на безопасном расстоянии от других проводов ВЛ, от земли и от операторов.
И предлагаемый комплект, и известное заземление обеспечивают равную безопасность, если они уже установлены на ВЛ.
Повышение удобства в эксплуатации и увеличение срока службы заземления достигается за счет конструкции предлагаемого комплекта. N фазных зажимов, последовательно соединенные с помощью N-1 закорачивающих проводников небольшой длины, выполнены и раскладываются отдельно от длинного заземляющего проводника с дополнительным фазным зажимом. Эти две части комплекта заземления соединяются между собой посредством провода ВЛ при реализации предлагаемого способа установки.
Таким образом, предлагаемый комплект по сравнению с известными заземлениями позволяет трудоемкость уменьшить, а опасность для людей и оборудования устранить или минимизировать. При этом значительно повышаются удобство в эксплуатации и срок службы заземления, снижается время подготовки и выполнения работы.
Таким образом, установка/снятие предлагаемого комплекта заземления менее опасно, чем установка/снятие известного заземления, причем это справедливо как для персонала, так и для электрооборудования. Задача полезной модели в основном решается за счет уменьшения длительности контакта с заземлителем незамкнутных проводов ВЛ во время установки и снятия переносного заземления.
Источники информации, принятые во внимание:
1. Переносные заземления для линий электропередачи до 15 кВ / Энергетик. 2005, 3. С.24.
2. Комплект переносного заземления для воздушных линий электропередачи. BY 10162 С1 2007.12.30.
Комплект переносного заземления для воздушной линии электропередачи с N проводами, содержащий электроизолирующую штангу-манипулятор, снабженную крюком-захватом, N-фазных зажимов, снабженных петлями-ловителями, N-1 закорачивающих проводников, заземляющий проводник, заземляющую струбцину, причем фазные зажимы соединены последовательно посредством закорачивающих проводников, а заземляющая струбцина соединена с заземляющим проводником, отличающийся тем, что введен дополнительный фазный зажим с петлей-ловителем, соединенный с заземляющим проводником.
