Отыскание замыкания на землю на воздушных линиях 6-35 кВ.
Главной задачей персонала электрических сетей является содержание оборудования в состоянии эксплуатационной готовности. Наиболее частым видом повреждения в электросетях является замыкание одной из фаз на землю, которое составляет до 80% всех повреждений. Эти замыкания возникают вследствие пробоя изоляции или обрыва проводов воздушной линии. Работа электрической сети с замыканием на землю допускается в течении определенного времени, но является крайне нежелательной. В этом режиме повышается напряжение двух неповрежденных фаз, что увеличивает вероятность перекрытия изоляции этих фаз и отключение воздушной линии. Эксплуатационный персонал обязан отыскать и устранить повреждение в кратчайший срок.
О появлении замыкания на землю в сети персонал подстанции узнает по приборам контроля изоляции. При замыкании на землю одной из фаз показания прибора, контролирующего изоляцию этой фазы, будут равны нулю при металлическом замыкании. При замыкании через сопротивления показания уменьшатся, а показания приборов двух других фаз возрастут в раз при металлическом замыкании и увеличатся при замыкании через сопротивление.
В высоковольтных сетях с изолированной нейтралью, контроль изоляции легко реализовать при помощи трёх вольтметров. Вольтметры подключаются к контактам основной вторичной обмотки трёхфазного трёхобмоточного трансформатора напряжения (например, типа НТМИ, возможно применять однофазные трансформаторы напряжения).
Рисунок. Принципиальная схема контроля изоляции (замыкания на землю) с помощью вольтметров: ТН – измерительный трансформатор напряжения; РН – реле контроля фаз.
При нарушении изоляции любой из фаз (замыкании на землю) величина напряжения на этой фазе упадёт, а величины напряжения на двух других неповреждённых фазах – возрастут. Более того, при пробое изоляции и металлическом замыкании фазы на землю, вольтметр на повреждённой фазе покажет нуль, а величины напряжения на других фазах возрастут в 1,73 раза и вольтметры покажут линейные напряжения.
 |
 |
 |
| а | б | в |
Рисунок. Диаграмма фазных напряжений: а – в нормальном режиме; б – при замыкании фазы А на землю через сопротивление; в – при металлическом замыкании фазы А.
О критическом снижении изоляции фазы, оперативный персонал может узнать и по работе сигнальных устройств. Таким устройством часто выступает реле контроля изоляции, которое подключают к выводам дополнительной вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения, собранной по схеме разомкнутого треугольника. При возникновении замыкания на землю, на этой обмотке формируется напряжение нулевой последовательности, реле контроля фаз срабатывает и подаёт сигнал.
После обнаружения поврежденной линии, если нагрузка этой линии не может быть немедленно снята без ущерба для потребителей, поврежденные линии по возможности изолируются от основной цепи. Персонал должен учитывать, что замыкание на землю через некоторое время перейдет в междуфазное, поэтому надо действовать быстро.
Отыскание места однофазных замыканий на землю осуществляется с помощью переносных приборов, измеряющих вблизи ВЛ уровень магнитного поля токов нулевой последовательности. Организации, эксплуатирующие электрические сети, должны быть оснащены переносными приборами для определения мест замыкания на землю воздушных линий 6-35 кВ. Наиболее широко в энергосистемах используются переносные приборы серии ПОИСК, КВАНТ, СПЕКТОР и др. Все перечисленные приборы работают на магнитоэлектрическом принципе.
Рисунок. Прибор «Квант-К» для контроля тока нагрузки и определения мест повреждения в распределительных электросетях
Применение этих приборов в первую очередь обуславливается возможностью отыскания места повреждения в электрических сетях без поочередного отключения линии и, следовательно, без перерыва энергоснабжения потребителей. В случае возникновения большого переходного сопротивления в месте замыкания на землю, изоляция может дожигаться с помощью передвижной установки до значения необходимого для определения скрытого повреждения линии с помощью переносных приборов. При этом значительно сокращаются трудозатраты персонала по отысканию места повреждения в электрических сетях.
Подготовка к работе. Поиск повреждения на воздушных линиях выше 1кВ производится по наряду. До выезда на поиск повреждения ВЛ необходимо проверить исправность прибора в основных режимах. Следует поднести прибор к проводу питания какого-либо электроприбора, при приближении прибора правой стороной перпендикулярно проводу показания прибора должны заметно увеличиваться, при исправности стрелка прибора должна находится в приделах 45-75% шкалы.
Определение места замыкания. Определение места замыкания начинается с определения поврежденной ВЛ. Для этого необходимо произвести измерения магнитного поля вблизи всех ВЛ, отходящих от шин питающей подстанции. Измеряющий должен подойти к одной из отходящих ВЛ вблизи выхода ее из территории подстанции на расстояние 5-8 метров от оси ВЛ, стать лицом к ВЛ, держа прибор перед собой перпендикулярно оси ВЛ, при этом руки оператора должны быть расположены в районе органов управления прибора.
Устанавливается необходимый режим чувствительности, при котором стрелка прибора не зашкаливает. Показания прибора и режим чувствительности следует запомнить, такие же измерения производятся вблизи других отходящих воздушных линий. Повреждение ВЛ определяется по максимальному из всех измерений показаний прибора. После определения поврежденной воздушной линии измерения производятся в местах разветвлений этой воздушной линии. Показания на поврежденном ответвлении значительно больше, чем на неповрежденном. Для определения места повреждения на поврежденном ответвлении производится последовательное измерение вдоль этого ответвления. Переход через место повреждения определяется по резкому снижению показаний прибора.
Рисунок. Схема сети и эпюры показаний прибора в различных ее участках
Рекомендуется производить измерения в том же режиме чувствительности, в котором производились измерения при отыскании поврежденной ВЛ на подстанции.
В процессе поиска места повреждения возможно самоустранение замыкания, а так же отключения поврежденной ВЛ релейной защитой при переходе однофазного замыкания в междуфазное, поэтому рекомендуется в процессе поиска контролировать наличие в сети замыкания на землю, для этого при измерении на подстанции на расстоянии 5-6 метров от любой из ВЛ прибор переводят в режим измерения напряжения и запоминают показания прибора. Примерно такие же показания будут при измерении в любой точки сети при таком же удалении от ВЛ, если замыкание сети сохранится. При отыскании замыкания показания прибора уменьшатся в 5-10 раз, а при отсутствии напряжения, в случае отключения ВЛ, будут близки к нулю.
Использование переносных приборов для определения мест повреждения в распределительных электрических сетях – это малые затраты, удобства и оперативность.
ПТБ при отыскании места замыкания на землю. В месте замыкания на землю появляется опасность поражения людей и животных шаговым напряжением. Обнаружив оборванный и лежащий на земле провод, запрещается приближаться на расстояние не менее 8 метров к лежащему на земле проводу. Запрещается приближаться к железобетонным опорам при наличии признаков протекания тока замыкания на землю: возникновении электрической дуги на стойках, а в местах заделки опоры в грунт испарении влаги из почвы. Следует организовать охрану, установить предупреждающие знаки или плакаты, сообщить о происшедшем диспетчеру РЭС.
Ниже приведен видеофильм в котором показаны правила отыскания замыкания на землю на воздушных линиях 6-35 кВ.
