Меню

Нормы тока утечки у изоляторов



Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

В соответствии с ПУЭ, минимальная длина пути тока утечки по изоляторам нормируется в зависимости от степени загрязненности атмосферы (СЗА). Установлено семь уровней СЗА: к районам с первым уровнем СЗА отнесены леса, тундра, болота, луга с незасоленными почвами, не попадающие в зону влияния промышленных и природных источников загрязнения; к районам со вторым уровнем СЗА – районы со слабозасоленными почвами и сельскохозяйственные районы, в которых применяются химические удобрения и химическая обработка посевов; к районам с третьим – седьмым уровнями СЗА – районы с промышленными источниками загрязнения различной интенсивности, зависящей от расстояния от источника, характера и объемов производства.

Соотношение уровней СЗА может быть охарактеризовано относительными значениями минимальной длины пути тока утечки по гирлянде изоляторов, приведенными в табл. 2.13 (за единицу приняты значения для первого уровня СЗА).

  1. Относительные значения минимальной длины пути тока утечки для различных уровней СЗА
  2. Среднее число изоляторов на опорах ВЛ при различных уровнях СЗА
  3. Потери мощности в гирлянде изоляторов линии 110 кВ
  4. Потери мощности в гирлянде изоляторов линии 110 кВ, приведенные к расчетным условиям
  5. Удельные потери мощности от токов утечки по изоляторам воздушных линий
  6. Удельные потери электроэнергии от токов утечки по изоляторам ВЛ

Относительные значения минимальной длины пути тока утечки для различных уровней СЗА

Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

В соответствии с данными табл. 2.13 при увеличении уровня СЗА должно быть соответственно увеличено число изоляторов в гирлянде. Их отношение для различных уровней СЗА (табл. 2.14) приблизительно соответствует отношениям табл. 2.13 – для линий напряжением 110 кВ и выше число изоляторов в гирлянде в районе с седьмым уровнем СЗА больше, чем в первом в 2,5 раза, а для линий напряжением 6–35 кВ – в 2 раза. Значения напряжения, приходящегося на один изолятор линий, приведены в табл. 2.15. 86

Среднее число изоляторов на опорах ВЛ при различных уровнях СЗА

Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

В нормальном эксплуатационном режиме по изоляторам течет так называемый фоновый ток утечки. Специфика процесса протекания фонового тока состоит в том, что его увеличение приводит к подсушиванию увлажненной поверхности изоляторов и последующему увеличению их сопротивления, в результате чего ток стабилизируется на определенном уровне. По оценкам специалистов ОАО «НИИПТ», длительный фоновый ток в условиях увлажнения изоляторов колеблется в диапазоне 0,5–1 мА. Эта оценка подтверждается имеющимися исследованиями [3], в которых приведены результаты измерения потерь мощности на гирлянде изоляторов линии 110 кВ для различных видов погоды и степени загрязненности изоляторов в режиме фонового тока (табл. 2.16).

Потери мощности в гирлянде изоляторов линии 110 кВ

Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

Приведенные значения фонового тока справедливы для линий любого напряжения, так как с ростом номинального напряжения количество изоляторов в гирлянде увеличивается практически пропорционально напряжению.

В ПУЭ установлено четыре степени загрязнения (СЗ) изоляторов, обусловленного естественными и промышленными источниками загрязнения атмосферы. Данные табл. 2.16 могут быть отнесены, соответственно, к 1, 2 и 3 СЗ. По влиянию на токи утечки виды погоды могут быть объединены в 3 группы: 1 группа – хорошая погода с влажностью менее 90 %, сухой снег, изморозь, гололед; 2 группа – дождь, мокрый снег, роса и хорошая погода с влажностью 90 % и более; 3 группа – туман. Преобразованные в соответствии с этим данные табл. 16 представлены в табл. 2.17.

Потери мощности в гирлянде изоляторов линии 110 кВ, приведенные к расчетным условиям

Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

Как было отмечено выше, фоновый ток утечки является саморегулирующимся, поэтому его значение не зависит от напряжения 88 линии, а потери мощности на линии любого напряжения могут быть определены по формуле, кВт/км:

Используя данные о среднем числе опор на 1 км линий напряжением 6–20 кВ – 13 шт.; 35 кВ – 8 шт.; 60 кВ – 6 шт.; 110 – 4 шт.; 154 кВ – 3,3 шт.; 220–750 кВ – 2,5 шт., получим удельные потери мощности, приведенные в табл. 2.18.

Удельные потери мощности от токов утечки по изоляторам воздушных линий

Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

Подавляющее большинство (92 %) ВЛ в России проходит по территориям с первой СЗ, около 6 % – второй и порядка 2 % – третьей. Протяженность ВЛ, эксплуатируемых в условиях четвертой СЗ, пренебрежимо мала. Поэтому в практических расчетах потерь мощности от токов утечки по сетевой организации в целом могут использоваться обобщенные значения (без районирования территории по СЗ), полученные на основании приведенных цифр по формуле ∆Р = 0,92 ∆Р1 + 0,06 ∆Р2 + 0,02 ∆Р3 , где 1, 2, 3 – СЗ изоляторов. Обобщенные данные приведены в последних строках табл. 2.18 для каждой группы видов погоды.

Потери электроэнергии от токов утечки определяют на основе данных, приведенных в табл. 2.18, и продолжительности видов погоды в течение расчетного периода. При отсутствии последних годовые потери электроэнергии могут быть определены по табл. 2.19 в зависимости от расположения линии в одном из указанных выше регионов.

Источник

Коварный ток утечки

Проектирование, монтаж и реконструкция систем электроснабжения зданий и сооружений подразумевают внедрение трехпроводной (в быту) или пятипроводной (в промышленности) схем подключения электрооборудования: к фазным и нулевому рабочему проводникам добавляется нулевой защитный проводник.

Ток утечки

Любое нарушение последовательности по данным схемам приводит к неуправляемому растеканию токов по металлоконструкциям, трубопроводам систем водоснабжения и ОВК зданий, т.е. к возникновению токов утечки.

Читайте также:  Бьет током все за что не прикоснусь

А ток утечки, как и блуждающий ток, приводит к коррозионному воздействию на эти системы.

Током утечки называют ток, обусловленный несовершенством изоляции, протекающий в землю или на сторонние проводящие части в электрически неповрежденной цепи.

Основными причинами возникновения тока утечки являются:

  • ошибки монтажа электрооборудования (подключение нулевого рабочего проводника к клемме нулевого защитного проводника, подключение нулевого защитного проводника к клемме нулевого рабочего проводника, подключение под один контактный зажим обоих проводников);
  • нарушение изоляции электроустановок и нулевых рабочих проводников вследствие перегрева или механических повреждений;
  • нарушение контактных соединений нулевых рабочих проводников.

Величина тока утечки «на землю» зависит от величины сопротивления изоляции проводника, которая, в свою очередь, имеет ограниченное значение, и от напряжения сети. Через изоляцию из любой находящейся под напряжением токоведущей части оборудования постоянно протекает незначительная величина тока, безопасное значение которой регламентируется соответствующими актами и называется «нормой тока утечки». Существуют специальные устройства защиты от токов утечки «на землю» — устройства защитного отключения (УЗО). По закону равенства втекающих и вытекающих из узла токов, сумма тока утечки и тока нейтрали (вытекающие из узла) равна току фазы (втекающий в узел). Величина разницы токов (даже наименьшая), протекающих через УЗО в случае появления тока утечки, и будет равна значению тока утечки.

Стоит отметить, что при отсутствии заземления (не в смысле специального провода, а в смысле заземленных предметов или оборудования) применение УЗО не имеет смысла, так как возникновение тока утечки невозможно без наличия заземления. Основной задачей УЗО является отключение электропитания при превышении нормативного значения током утечки, появлении опасности для жизни людей, выхода из строя оборудования или возникновения пожара.

Поэтому помимо контроля и измерения тока утечки, важно также проверять и тестировать УЗО, для чего существуют специальные тестовые измерительные приборы, позволяющие проводить измерения без отключения УЗО. Измерительные приборы для тестирования УЗО помогают определить 2 основных рабочих параметра устройств — ток срабатывания и время срабатывания УЗО, исходя из которых делаются выводы о возможности дальнейшего применения этих устройств.

Ток утечки на землю

Хотя величина тока утечки в сотни раз меньше величины основного (фазного) тока, иногда ее значения могут увеличиваться и достигать опасных для жизни величин (при 16мА человек начинает терять способность самостоятельно освободиться от контактов, находящихся под напряжением, и подвергается смертельной опасности при длительном воздействии с ними; от 100 мА — смертельный ток).

Это может быть связано с уменьшением сопротивления человека электричеству по разнообразным причинам (повышенная влажность, наличие соли на коже и т.п.). Но самым настораживающим является то, что присутствует этот ток в неповрежденной цепи. Поэтому измерять ток утечки необходимо! Для этого существуют специальные токоизмерительные клещи, способные определять малые токи, или так называемые клещи для измерения микротоков.

При использовании токоизмерительных клещей для измерения токов утечки не придется отключать электрооборудование от сети, что является преимуществом при проведении измерений на режимных объектах и больших промышленных предприятиях. Грамотный контроль, своевременное проведение измерений и выявление дефектов (нарушения изоляции, ухудшения соединения контактов проводников и т.п.) на ранних стадиях, т.е. до наступления аварий и устранения последствий, помогут не только обезопасить работу персонала, но и уберегут от внезапного выхода из строя технологического оборудования.

Источник: Gossen-Metrawatt

Источник

Ток утечки в электрических сетях, как проверить и найти ток утечки

Ток утечки как физическое явление Вы наверняка слышали выражение «ток утечки» или «ток утечки на землю», но каждый ли сможет объяснить, что это такое? Из-за чего возникает ток утечки, чем он опасен, как его устранить? На эти вопросы мы и постараемся получить ответ.

УЗО

Во-первых, для возникновения «утечки» току необходима замкнутая электрическая цепь, как и любому току проводимости. И нагрузкой здесь может стать практически любой проводящий объект: тело человека, ванна, труба, часть корпуса электроустановки и т. д. А если ток утечки оказывается чрезмерно большим, то может возникнуть опасность для здоровья людей. Вот почему необходимо иметь представление о данном явлении.

Ток утечки в электрических сетях

Схематически на рисунке изображен путь, который ток утечки проложил себе по телу человека. Почему ток пошел по телу в данном примере? Потому что сопротивление между корпусом и токоведущими частями установки по какой-то причине уменьшилось. Если корпус установки с поврежденной изоляцией заземлен, то ток утечки двинется к земле, и в месте контакта корпуса с землей из-за разогрева может случиться возгорание.

Читайте также:  Организация первой помощи при поражении человека электрическим током

Ток утечки на землю

Ток утечки на землю разогреет место крепления провода заземления к корпусу, это и опасно пожаром. Если такое случится например на объекте горнодобывающей промышленности, где высока вероятность обильного выделения горючих взрывоопасных газов или иных легко воспламеняющихся веществ, это может привести к большой трагедии.

Для сетей с глухозаземленной нейтралью вышеописанная проблема, к сожалению, типична. Но есть и другая не менее опасная возможность. Для трехфазных сетей с изолированной нейтралью характерна утечка тока между фазами по земле через изоляторы, корпус, опоры ЛЭП, в случае если повреждена изоляция хотя бы одной из фаз.

Сопротивление параллельно соединенных изоляторов и опор уменьшается пропорционально их количеству, и при поврежденной изоляции шаговое напряжение может превысить безопасное для человека значение. В любом случае, если норма тока утечки превышена, необходимо срочно осуществить поиск источника неисправности и устранить утечку.

Итак, величина тока утечки связана с сопротивлением изоляции проводников, которое может быть как очень большим, так и малым при нарушенной изоляции. Так или иначе, через любую изоляцию всегда протекает хоть и очень мизерный, но реальный ток от токоведущей части установки, находящейся в данный момент под напряжением, к заземлению или к другой фазе.

Безопасное значение тока утечки регламентировано, его можно посмотреть в документации на соответствующее оборудование, но по причине работы устройства в агрессивной внешней среде, изоляция может повредиться, и ток утечки тогда возрастет. Для защиты от неприятных последствий необходимо применять «устройства защиты от токов утечки на землю».

Что такое УЗО

УЗО

Чтобы защитить себя и своих близких от поражения электрическим током и от лишних расходов за утекающую в землю электроэнергию, необходимо использовать устройство защитного отключения или дифференциальный автомат (автоматический выключатель совмещенный с УЗО), — такое устройство мгновенно сработает и произведет аварийное отключение от сети всех потребителей в самом начале утечки.

Дифференциальный автоматический выключатель

Про УЗО у нас на сайте:

Ток утечки на землю в быту

Ток утечки может создать проблемы и в быту, некоторые люди часто используют этот термин, но понимают ли они сам процесс и осознают ли его потенциальную опасность? Ток ведь движется от фазы к земле через проводящие предметы, такие как металлические трубы, корпус стиральной машины, ванна, батарея — по предметам, не предназначенным в обычных условиях для прохождения по ним тока.

Старение изоляции, оплавленная изоляция, частые перегрузки или механически поврежденная изоляция — вот лишь несколько поводов задуматься, а нет ли здесь токов утечки. Любое нарушение изоляции может привести к утечке тока в жилище и к опасности для жильцов. Давайте же разберемся, как обезопасить себя от этих вредных явлений в быту.

Изначально необходимо понимать, что не существует идеальной изоляции. Конечно, исправная изоляция не опасна, но хоть немного нарушенная изоляция уже несет серьезную угрозу. Прикоснувшись к корпусу стиральной машины, к оболочке кабеля, или просто к вилке, где имеет место утечка тока через поврежденную изоляцию, человек может сильно пострадать и даже погибнуть.

Менее опасным, но не менее неприятным симптомом утечки является повышенный расход электроэнергии — ток проходит через счетчик даже при полностью выключенных потребителях квартиры или дома. Уехали в отпуск, вернулись, и увидели, что холодильник намотал непомерно много. А дело то вовсе не в холодильнике, а в нарушенной где-то изоляции.

Имея представление о природе тока утечки, человек сможет легко найти и устранить неисправность, если на то возникло подозрение. Что может стать причиной для такого подозрения? Например, прикосновение к электрическому обогревателю сопровождается ощущением слабого удара током или прикосновение к стиральной машине во время мытья рук над ванной приводит к похожим ощущениям. Это однозначно указывает на то, что где-то в приборе имеет место поврежденная изоляция. Нужно искать «течь».

Проще всего в домашних условиях использовать мультиметр или индикаторную отвертку. Либо измерить сопротивление мегомметром, если такой вдруг оказался под рукой. Конечно, мегомметр есть далеко не у каждого обывателя дома, поэтому рассмотрим самые простые возможности.

Проверка на утечку при помощи индикаторной отвертки

Оборудование с проводящей оболочкой, такое как холодильник, стиральная машина, водонагреватель — можно очень просто проверить на наличие тока утечки индикаторной отверткой. Осторожно прикоснитесь к корпусу включенного прибора индикаторной отверткой так, словно проверяете наличие фазы в розетке. Если индикатор хоть немного засветится, то это явный признак утечки, — нужно искать повреждение изоляции и, что не менее важно, проверить соединение заземляющего проводника из розетки с корпусом прибора, если такое заземление предусмотрено, и вообще проверить заземление.

Читайте также:  Может ли контур заземления ударить током

Прозвонка омметром

Еще один способ проверки целостности изоляции внутри бытового прибора — при помощи мультиметра. Выдерните проверяемый бытовой прибор из розетки, включите мультиметр в режим омметра, выставьте предел измерения на отметку 20 МОм. Измерьте сопротивление между корпусом прибора и вилкой (между корпусом и каждым из штырей вилки).

Сопротивление должно оказаться более 20 МОм — за пределами шкалы. Если у вас есть мегомметр, то с его помощью можно аналогичным образом провести измерение состояния изоляции на нечувствительном к высокому напряжению оборудовании (мегомметр имеет на своих щупах высокое напряжение).

Старый способ с радиоприемником

Простой бытовой способ поиска утечек в скрытой в стене проводке. Его раньше всегда применяли прежде чем начинать делать ремонт, чтобы рабочих не ударило током во время штукатурки. Брали портативный радиоприемник на средние или длинные волны, выставляли его частоту приема на молчащую станцию, и при всех выключенных потребителях проходились с приемником вдоль пути прокладки проводки. Если динамик начинал издавать шум — в этом месте утечка.

Источник

Сайт для электриков

К потерям, определяемым погодными условиями, относятся три вида потерь: потери на корону, потери от токов утечки по изоляторам ВЛ и подстанций и расход на плавку гололеда.

Теоретически корреляция с погодными условиями существует для большинства составляющих потерь. Уровень электропотребления существенно зависит от погодных условий, поэтому и нагрузочные, и условно-постоянные потери также имеют определенную зависимость от погодных условий. Однако в этом случае наиболее существенным фактором, характеризующим погодные условия, является температура воздуха. Сезонная динамика заметно проявляется в нагрузочных потерях, расходе электроэнергии на СН подстанций и недоучете электроэнергии, обусловленном погрешностями системы ее учета (летом они в относительных единицах выше, так как при снизившихся нагрузках ТТ работают в зонах нагрузок, еще более далеких от номинальных).

Вместе с тем существуют составляющие потерь, значение которых определяется не температурой воздуха, а характером (видом) погоды. К ним прежде всего следует отнести потери на корону, возникающую на проводах высоковольтных линий электропередачи из-за большой напряженности электрического поля на их поверхности. Значение напряженности определяется не только рабочим напряжением и конструкцией фазы линии, но и влиянием внешних образований на проводе (капель дождя, иголок изморози и т. п.). Изменяются и электрические характеристики самого воздуха. В качестве типовых видов погоды при расчете потерь на корону принято выделять (в порядке возрастания потерь) хорошую погоду, сухой снег, дождь и изморозь.

Потери электроэнергии в сетях из-за токов утечки по изоляторам ВЛ обусловлены тем, что увлажнение загрязненного изолятора создает на его поверхности проводящую среду (электролит); это приводит к существенному возрастанию тока утечки. Такие потери происходят в основном во время влажной погоды (туман, роса,моросящие дожди). При интенсивном дожде загрязнения частично смываются. Проведенные расчеты показали, что суммарные потери электроэнергии в сетях из-за токов утечки по изоляторам ВЛ всех напряжений (от 6 кВ) оказываются соизмеримыми с потерями на корону на линиях 110 кВ и выше. При этом приблизительно половина их суммарного значения приходится на сети 35 кВ и ниже, на которых короны не существует. Токи утечки, как и токи короны, имеют чисто активный характер и поэтому являются прямой составляющей потерь электроэнергии.

В постановке проводившихся ранее исследований короны на проводах ВЛ и токов утечки по изоляторам ВЛ много общего. Токи утечки исследовались специалистами по изоляции с целью обеспечения надежности изоляторов. Потери на корону исследовались специалистами по технике высоких напряжений с целью обоснования технической возможности применения (с учетом помех радиосвязи и других проблем электромагнитной совместимости) и экономической конкурентоспособности линий электропередачи сверхвысоких и ультравысоких напряжений. И в той, и другой области исследованиям подвергались критические ситуации. Существуют, например, многочисленные исследования токов утечки в условиях чрезмерного загрязнения изоляторов в предразрядных ситуациях, однако практически невозможно обнаружить экспериментальные данные по токам утечки в более легких условиях. С точки зрения требований к изоляции более легкие условия не представляли интереса
для исследователей.

По этим же причинам мало интереса проявлялось к определению уровней потерь на корону на линиях 110 кВ, так как корона на этих линиях практически не сказывалась на их сопоставительных технико-экономических показателях. В настоящее время потери электроэнергии в сетях энергоснабжающих организаций являются одной из составляющих, определяющих значение тарифа на электроэнергию. При этом с экономических позиций более важным становится расчет потерь на корону в сотнях линий 110 кВ, чем в одной линии 500 кВ. Очевидно, что когда в расчеты включаются даже малые составляющие потерь (в измерительных трансформаторах, счетчиках прямого включения, токоограничивающих реакторах, устройствах присоединения ВЧ-связи и в изоляции кабельных линий), пренебрегать потерями на корону в линиях 110 кВ нелогично.

Источник