ประเภทของการสูญเสียเส้นเหนือศีรษะ การทำแผนที่สายไฟด้วยเลเซอร์ วิธีการหาตำแหน่งกระแสรั่วไหลและการลัดวงจรในสายไฟฟ้า

อเล็กซานเดอร์ ซามาริน – [ป้องกันอีเมล], วาซิลี มาซาลอฟ

การขนส่งไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคถือเป็นงานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในภาคพลังงาน การจ่ายไฟฟ้าใช้สายไฟเหนือศีรษะ (EPL) เป็นหลัก ซึ่งประกอบด้วย สายเคเบิ้ลและอุปกรณ์สำหรับการแปลงพลังงานและการจับคู่โหลด ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของการส่งพลังงานถูกกำหนดโดยสถานะของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟ การตรวจสอบสายไฟเหนือศีรษะช่วยให้คุณสามารถแก้ไขปัญหาต่างๆ มากมายในพื้นที่นี้ได้

การสูญเสียพลังงานระหว่างการส่งผ่านโครงข่ายไฟฟ้าเหนือศีรษะค่อนข้างสูง กำลังสูญเสียไปทั้งบนอุปกรณ์ที่ให้การแปลงพลังงานและบนสายไฟยาว การสูญเสียไฟฟ้าในสายไฟขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสดังนั้นเมื่อส่งผ่านระยะทางไกลแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นโดยใช้หม้อแปลงซึ่งจะลดความแรงของกระแสไฟฟ้าลงด้วยจำนวนที่เท่ากันซึ่งเมื่อส่งพลังงานเท่ากันสามารถลดการสูญเสียได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์การปล่อยประจุต่างๆ ก็เริ่มเกิดขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดการสูญเสียด้วย อุปกรณ์ที่ติดตั้งที่สถานีรวมสัญญาณเพื่อจำหน่ายไฟฟ้าทำให้สามารถควบคุมการไหลของพลังงานและพารามิเตอร์ต่างๆ ได้ เช่นเดียวกับการประเมินการสูญเสียและคุณภาพไฟฟ้า

ลักษณะของการสูญเสียพลังงานในเส้นเหนือศีรษะ

การสูญเสียประเภทต่อไปนี้ในสายไฟเหนือศีรษะสามารถแยกแยะได้:

• การสูญเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากความต้านทานโอห์มมิกของสายไฟ
• การสูญเสียรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
• การสูญเสียเมื่อการปล่อยโคโรนาเกิดขึ้นกับสายไฟและฉนวน
• การสูญเสียเมื่อเกิดปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ในสายไฟเมื่อไม่ตรงกับโหลด
• กระแสรั่วไหลเนื่องจากความล้มเหลวของฉนวน
• กระแสไฟรั่วเนื่องจากการลัดวงจรระหว่างเฟสและความผิดปกติของกราวด์

การปรากฏตัวของสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย (ฝน หิมะ หมอก ลมแรง, น้ำแข็ง) ทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลัดวงจร ความเสียหายบางส่วน และการแตกหักของสายไฟ

เพิ่มประสิทธิภาพการส่งไฟฟ้าผ่านสายไฟฟ้า

เมื่อขนส่งกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟเฉพาะ จะมีการควบคุมโหลดกระแสไฟฟ้าที่อนุญาต ในกรณีนี้จะใช้ค่าขีด จำกัด ปัจจุบันเพื่อกำหนดการหย่อนของสายไฟเหนือค่าวิกฤต ข้อมูลเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในสภาวะที่รุนแรงที่สุด ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นเกิน 90% ของเวลาการทำงานของสายไฟ จึงมีทรัพยากรในการส่งความจุขนาดใหญ่โดยไม่ละเมิดกฎระเบียบ นั่นคือสามารถส่งพลังงานเพิ่มเติมได้ (15–30%) เกือบ 90% ของเวลาใช้งาน การมีระบบตรวจสอบช่วยให้คุณใช้ทรัพยากรเพิ่มเติมนี้ได้โดยไม่ลดกฎระเบียบด้านความน่าเชื่อถือ ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องตรวจสอบระดับปัจจุบันและอุณหภูมิของสายไฟตลอดเส้นทางและปรับระดับกำลังส่งแบบไดนามิกตามสถานะที่แท้จริงของเส้น (รูปที่ 1)

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาระบบตรวจสอบสายไฟเหนือศีรษะ

การตรวจสอบพารามิเตอร์สายไฟของสายไฟทางไกลถูกเสนอเป็นครั้งแรกเมื่อกว่า 40 ปีที่แล้ว พารามิเตอร์ควบคุมแรกผ่านช่องสัญญาณวิทยุเทเลเมตริกคือกระแสในสายไฟ การปรากฏตัวของสิทธิบัตรอเมริกัน "ระบบการวัดระยะไกล" ย้อนกลับไปในเวลานี้ ("ระบบสำหรับการวัดกระแสไฟฟ้าจากระยะไกลในเส้นลวดพร้อมการส่งค่าที่วัดได้ผ่านช่องสัญญาณวิทยุ") โซลูชันที่นำเสนอใช้พลังงานไปยังอุปกรณ์ตรวจวัดจากหม้อแปลงไฟฟ้าเหนี่ยวนำเนื่องจากกระแสไฟฟ้าไหลในสายไฟ วัดผ่านเซ็นเซอร์กระแสของหม้อแปลง สัญญาณจะมอดูเลตวงจรกริดของเครื่องส่งสัญญาณแบบหลอด (รูปที่ 2)

ดังที่เห็นในรูป มิเตอร์วัดกระแสใช้หม้อแปลงวัดและกระแสเพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรหลอดไฟ (วงจรขั้วบวกและไส้หลอด) เครื่องส่งสัญญาณถูกสร้างขึ้นบนแท่นหลอดเดียว สัญญาณ AM RF ถูกใช้โดยการปรับกระแสกริดของออสซิลเลเตอร์ตัวส่งสัญญาณ ต่อมา มีสิทธิบัตรปรากฏว่ามีการใช้ฐานองค์ประกอบทรานซิสเตอร์อยู่แล้ว: ระบบสำหรับส่งสัญญาณเพื่อประกอบชี้สัญญาณที่แตกต่างกันไปตามหน้าที่ของการไหลของกระแสในตัวนำไฟฟ้าแรงสูง (Pat. No. 3,428,896 of 1966) ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา ต้องขอบคุณการพัฒนาเทคโนโลยีสารสนเทศ การนำระบบตรวจสอบสายไฟไปใช้งานเชิงพาณิชย์จึงเป็นไปได้

โครงสร้างของระบบตรวจสอบโครงข่ายไฟฟ้าเหนือศีรษะ

ปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก ระบบต่างๆการตรวจสอบสายไฟเหนือศีรษะ โดยให้ข้อมูลโดยละเอียดแก่ผู้ปฏิบัติงานระบบเกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟเคเบิลเหนือศีรษะ ระบบตรวจสอบประกอบด้วยเครือข่ายหน่วยวัดที่เชื่อมต่อผ่านช่องทางการสื่อสารกับอุปกรณ์ที่ศูนย์ควบคุม หน่วยวัดจะกระจายไปตามเส้นทางสายไฟและติดตั้งบนส่วนรองรับหรือบนสายไฟฟ้าแรงสูงโดยตรง ในรูป รูปที่ 3 แสดงโครงสร้างของระบบติดตาม แบนด์วิธสายไฟ

ห้องควบคุมตั้งอยู่ที่โหนดของเครือข่ายการกระจายพลังงาน ปัจจุบันมักใช้ระบบ SCADA ที่ให้การประมวลผลและการตีความข้อมูลที่ได้รับจากหน่วยวัด (รูปที่ 4) หน่วยการวัดประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้:

• กลุ่มเซ็นเซอร์สำหรับวัดพารามิเตอร์กระแสหลักของสายไฟ
• โมดูลโปรเซสเซอร์สำหรับการประมวลผลข้อมูลที่วัดได้
• ระบบการส่งข้อมูล
• โมดูลจ่ายไฟอัตโนมัติ
• สามารถใช้เซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ ในระบบตรวจสอบได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน:
• สำหรับการวัดกระแสในเส้นลวด
• อุณหภูมิของเส้นลวดในช่วง
• ความเค้นเชิงกลของเส้นลวดที่จุดกันสะเทือน (สเตรนเกจ)
• สำหรับการวัดการลดทอนในเส้นใยนำแสงของสายกราวด์หรือสายเฟส
• สำหรับการวัดการลดลงที่สำคัญ
• สภาพภูมิอากาศ (สถานีตรวจอากาศ);
• ลักษณะการสั่นสะเทือนของสายไฟ (มาตรความเร่ง)

การวัดกระแสไฟฟ้าดำเนินการโดยใช้วิธีการแบบไม่สัมผัส ซึ่งใช้เซ็นเซอร์ที่อิงเอฟเฟกต์ฮอลล์หรือคอยล์ Rogowski

ระบบจ่ายไฟสำหรับหน่วยการวัดอัตโนมัติ

ปัจจุบันเพื่อขับเคลื่อนหน่วยวัดของระบบติดตาม สายการบิน(VL) มีการใช้สองตัวเลือก สำหรับระบบการวัดที่วางอยู่บนเสากระโดงของสายส่งไฟฟ้า ตามกฎแล้วจะใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งชาร์จจากแผงโซลาร์เซลล์ สำหรับโมดูลการวัดที่ติดตั้งโดยตรงบนสายไฟของสายส่งกำลัง กำลังจ่ายจากหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า

หม้อแปลงกระแสจะแปลงพลังงานโดยตรงจากสายไฟ สายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะใช้เป็นแหล่งกระตุ้น (ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า) ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าคือขดลวดวงแหวนที่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติก โมดูลจ่ายไฟเหนี่ยวนำประกอบด้วยหม้อแปลงกระแส, วงจรเรียงกระแส, ตัวสะสมพลังงาน (ไอออนิสเตอร์) และตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของส่วนประกอบดิจิตอลและอนาล็อกทั้งหมดของมิเตอร์

ลิงค์ข้อมูล

ปัจจุบันช่องทางการสื่อสารไร้สายส่วนใหญ่จะใช้ในการส่งข้อมูลในระบบตรวจสอบสายเหนือศีรษะ - เหล่านี้คือโมเด็มวิทยุ GSM หรือ ISM ที่ทำงานที่ความถี่ 434, 868 MHz และ 2.4 GHz

โมเด็ม GSM ถูกนำมาใช้ในตลาดระบบควบคุมกระบวนการอัตโนมัติมานานกว่าสิบปี รวมถึงการส่งข้อมูลในระบบตรวจสอบด้วย รุ่นแรกมีความสามารถจำกัดในการส่งข้อความ SMS และข้อมูลในโหมดแอนะล็อก การทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวในโหมดโมเด็มอะนาล็อกให้ความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลเพียง 9.5 kbaud และชำระเงินตามเวลาที่ใช้บนเครือข่าย ระบบ GPRS ใช้การสลับแพ็กเก็ตตลอดช่องทางการสื่อสารทั้งหมด ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพบริการรับส่งข้อมูลในเครือข่าย GSM ได้อย่างมาก สร้างการเชื่อมต่อเกือบจะในทันที ใช้ทรัพยากรเครือข่าย และใช้ส่วนหนึ่งของช่วงความถี่ในช่วงเวลาของการส่งข้อมูลจริงเท่านั้น ซึ่งรับประกันได้อย่างมาก การใช้งานที่มีประสิทธิภาพย่านความถี่ที่มีอยู่ GPRS ให้บริการส่งสัญญาณหลายจุด (มัลติคาสต์) ระหว่างผู้ให้บริการเครือข่ายเฉพาะและกลุ่มสมาชิกมือถือที่มีเทอร์มินัล GPRS GPRS กำหนดให้ชำระค่ารับส่งข้อมูล ซึ่งจะเรียกเก็บเฉพาะปริมาณข้อมูลที่ส่งและรับเท่านั้น ไม่ใช่เวลาที่โมเด็มอยู่ในสถานะรับ/ส่งสัญญาณ

ในการถ่ายโอนข้อมูลจากโมดูลการวัดไปยังเซิร์ฟเวอร์ระบบตรวจสอบ คุณสามารถใช้เครือข่ายไร้สายที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของโมเด็มวิทยุ xBee จาก Digi ได้ ปัจจุบันตัวรับส่งสัญญาณผลิตขึ้นที่ความถี่ 868 MHz และ 2.4 GHz ตัวรับส่งสัญญาณให้ช่วงการส่งข้อมูลแนวสายตาสูงสุด 4 กม. ขึ้นอยู่กับเครือข่ายของตัวรับส่งสัญญาณ ZigBee ที่มีโทโพโลยีแกนหลัก ทำให้สามารถจัดระเบียบการส่งข้อมูลรีเลย์ผ่านเครือข่ายระหว่างเมตรไปยังเซิร์ฟเวอร์ข้อมูลระบบตรวจสอบได้ ทิศทางการส่งสัญญาณในเครือข่ายการส่งสัญญาณตามสายไฟจะถูกตั้งค่าไปทางเซิร์ฟเวอร์เสมอ เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ คุณสามารถข้ามโหนดที่มีปัญหาซึ่งบล็อกการสื่อสารไปตามสายโซ่ได้

ติดตามสภาพอากาศตามแนวสายไฟ

สายไฟได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิ ปริมาณน้ำฝน ความดันบรรยากาศความชื้น ความเร็วและทิศทางลมเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องวัดเพื่อตรวจสอบสภาพอากาศสำหรับสายไฟ การรู้สถานการณ์สภาพอากาศปัจจุบันตามแนวสายไฟสามารถลดจำนวนไฟฟ้าดับได้ เซ็นเซอร์และระบบตรวจสอบสภาพอากาศควรติดตั้งตามแนวสายไฟ บริษัทพลังงานต้องการข้อมูลสภาพอากาศที่เชื่อถือได้เพื่อจัดการโครงข่ายไฟฟ้าของตนอย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับการตรวจสอบ สามารถใช้สถานีอุตุนิยมวิทยาที่สมบูรณ์ที่ทำงานในโหมดอัตโนมัติหรือเพียงชุดเซ็นเซอร์ระยะไกลที่ติดตั้งบนส่วนรองรับก็ได้

สภาพสายไฟและฉนวนของสายไฟ

ในระหว่างการทำงานอาจเกิดความเสียหายและการสึกหรอของสายไฟ รวมถึงการปนเปื้อนและการแตกหักของฉนวน ในกรณีนี้อาจเกิดการรั่วระหว่างเฟสและไฟฟ้าลัดวงจร รวมถึงความผิดปกติของกราวด์ นอกจากนี้ เนื่องจากสายไฟมีอายุมากขึ้นเมื่อได้รับความร้อนจากกระแสไหล อาจทำให้เกิดความหย่อนคล้อยและการสัมผัสสายไฟที่สำคัญกับวัตถุทั้งบนพื้นและภูมิประเทศได้ ความเสียหายส่วนใหญ่ของสายไฟเหนือศีรษะเกิดจากการลัดวงจรและการแตกหักของสายไฟ ขณะเดียวกันก็กำหนดตำแหน่งของความเสียหายและการบูรณะ พื้นที่เสียหายสายไฟเป็นการดำเนินการที่ซับซ้อนและใช้เวลานานที่สุด การลัดวงจรและการแตกหักทำให้เกิดการสูญเสียไฟฟ้าอย่างมาก

ความสามารถในการส่งของสายเหนือศีรษะถูกจำกัดด้วยความร้อนของสายไฟและความเสถียรของการส่งกำลัง ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อความยาวสายเพิ่มขึ้น ปัจจัยที่สอง (ความเสถียร) จะเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดของกำลังส่ง การหย่อนคล้อยของเส้นลวดมีลักษณะการหย่อนคล้อยในช่วงของสายไฟเกิดขึ้นเนื่องจากการยืดตัวของเส้นลวดเมื่อถูกความร้อนและขึ้นอยู่กับทั้งอุณหภูมิของอากาศและความร้อนของเส้นลวดเองเนื่องจากการไหลของกระแสผ่าน มัน.

ใน เอกสารโครงการสายไฟระบุพารามิเตอร์การหย่อนที่อนุญาตสำหรับแต่ละช่วงเส้นทาง การหย่อนสามารถระบุได้ทั้งโดยใช้สเตรนเกจที่อยู่บนส่วนรองรับ ณ จุดที่สายไฟถูกแขวน และโดยอ้อม ตามเซ็นเซอร์ความเร่งของโมดูลการวัดที่ติดตั้งบนสายไฟโดยตรง นอกจากนี้ยังคำนึงถึงอุณหภูมิของอากาศโดยรอบและสายไฟและปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายไฟด้วย การมีอยู่ของข้อมูลนี้ทำให้สามารถกำหนดโหมดการทำงานที่เป็นอันตรายของสายไฟในช่วงต่างๆ และหากจำเป็น ให้เปลี่ยนทรัพยากรโหลดปัจจุบันที่อนุญาต

น้ำแข็งบนสายไฟ

น้ำแข็งยังก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสายไฟ และพายุหิมะสามารถก่อให้เกิดความท้าทายอย่างรุนแรงต่อความพร้อมใช้งานของระบบ น้ำแข็งและน้ำค้างแข็งเกาะบนสายไฟเหนือศีรษะและสายเคเบิลเกิดขึ้นที่อุณหภูมิอากาศประมาณ –5 °C และความเร็วลม 5–10 เมตร/วินาที น้ำแข็งทำให้เกิดภาระทางกลเพิ่มเติมในทุกองค์ประกอบของเส้นเหนือศีรษะ หากมีการสะสมของน้ำแข็งจำนวนมาก สายไฟและสายเคเบิลอาจแตกหัก วาล์ว ฉนวน และแม้กระทั่งส่วนรองรับสายเหนือศีรษะอาจถูกทำลายได้ น้ำแข็งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้สายไฟ "เต้น" ซึ่งอาจนำไปสู่การติดขัดได้ การมีอยู่ของน้ำแข็งสามารถระบุได้โดยการประเมินการรวมกันของข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์สภาพอากาศ กิมบอลสเตรนเกจ และมาตรความเร่ง

การปล่อยโคโรนาบนสายไฟ

การปล่อยโคโรนาเกิดขึ้นในสนามที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างมาก ซึ่งกระบวนการไอออไนเซชันสามารถเกิดขึ้นได้ในบริเวณแคบใกล้กับอิเล็กโทรด สนามประเภทนี้ยังรวมถึงสนามไฟฟ้าของสายไฟเหนือศีรษะด้วย องค์ประกอบความถี่สูงของกระแสโคโรนานี้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงด้วย หลากหลายความถี่ที่รบกวนการรับสัญญาณวิทยุและโทรทัศน์ การสูญเสียโคโรนาสำหรับสายที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกันมีค่าของตัวเอง (สำหรับสายเหนือศีรษะ 500 kV การสูญเสียโคโรนาโดยเฉลี่ยต่อปีจะอยู่ที่ประมาณ 9–11 กิโลวัตต์/กม.) การมีอยู่ของการปล่อยโคโรนาสามารถกำหนดได้โดยการวิเคราะห์สเปกตรัมของชุดสัญญาณปัจจุบันที่ซิงโครไนซ์กับการประทับเวลา GPS

อิทธิพลของฮาร์โมนิค

ปัญหาหลักประการหนึ่งในการขนส่งไฟฟ้าคืออิทธิพลของแรงดันและกระแสฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นต่อองค์ประกอบของระบบจ่ายไฟ กระแสที่ไม่ใช่ไซนัสในองค์ประกอบของเครือข่ายไฟฟ้าทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานและไฟฟ้าเพิ่มเติม ขนาดของการสูญเสียเหล่านี้ขึ้นอยู่กับระดับความบิดเบี้ยวของไซน์ซอยด์ ส่วนสนับสนุนหลักของการสูญเสียมาจากฮาร์โมนิกที่ 3, 5 และ 7

จำนวนการสูญเสียเพิ่มเติมในเส้นถูกกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ เช่น องค์ประกอบฮาร์มอนิกและขนาดของกระแสฮาร์มอนิกที่สูงกว่า การกระจายไปตามเส้นทางของเส้น และความต้านทานของสายไฟและสายเคเบิล ระดับสูงการสูญเสียพลังงานและพลังงานที่ใช้งานเพิ่มเติมบ่งบอกถึงการมีอยู่ของกระบวนการเรโซแนนซ์ในสายซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพในคุณภาพของไฟฟ้าที่ส่งและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครือข่ายลดลง

การวิเคราะห์ฮาร์โมนิกปัจจุบันช่วยให้คุณสามารถระบุการรั่วไหลและการลัดวงจรได้ รวมถึงระบุตำแหน่งที่ระดับส่วนของเครือข่าย การระบุปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ในโทโพโลยีเครือข่ายทำให้สามารถใช้มาตรการเพื่อการประสานงานกับโหลดได้ดีขึ้น และลดการสูญเสียพลังงานในเครือข่ายระหว่างการขนส่ง

ตัวอย่างของระบบตรวจสอบเชิงพาณิชย์สำหรับเครือข่ายสายไฟเหนือศีรษะ

ปัจจุบันมีการใช้ระบบตรวจสอบเชิงพาณิชย์จำนวนหนึ่งสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าเหนือศีรษะในประเทศของเราและต่างประเทศโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขปัญหาบางอย่าง พิจารณาโครงสร้างของระบบตรวจสอบทั่วไปซึ่งแตกต่างกันไม่เพียงแต่ในลักษณะการทำงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงราคาตลอดจนวิธีการติดตั้งบนสายไฟด้วย

ระบบตรวจสอบสายไฟ SAT-1

ระบบติดตามเชิงพาณิชย์ระบบแรกๆ คือระบบ CAT-1 ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1991 โดยบริษัท The Valley Group, Inc. ในอเมริกา ปัจจุบันมีระบบตรวจสอบ CAT-1 มากกว่า 300 ระบบที่ใช้งานทั่วโลก ระบบให้การตรวจสอบสภาพอากาศและความตึงของสายไฟแบบเรียลไทม์ ณ จุดที่ยึดติดกับส่วนรองรับ โมดูลหลักของระบบติดตั้งอยู่บนส่วนรองรับสายไฟและมีน้ำหนักประมาณ 50 กก. เซ็นเซอร์วัดความตึงลวดเป็นสเตรนเกจในตัวเรือนสเตนเลสสตีลที่มีรูสำหรับติดตั้ง และติดตั้งอยู่ระหว่างฉนวนและส่วนรองรับ พื้นฐานของสเตรนเกจคือทรานสดิวเซอร์การวัด โมดูล CAT-1 หลักประกอบด้วยเคสอะลูมิเนียมกันความชื้นพร้อมหน่วยอิเล็กทรอนิกส์, โมเด็มในตัว, เสาอากาศสำหรับส่งข้อมูลและส่วนประกอบยึด โมดูลนี้ได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานในช่วงอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อม–40…+60 °ซ. เพื่อให้แน่ใจว่าโมดูลทำงานอย่างต่อเนื่อง จึงใช้ 12-V แบตเตอรี่เครื่องชาร์จและแผง แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์(รูปที่ 5)

แม้ว่าการวัดจะเรียบง่าย แต่ระบบก็ใช้อัลกอริธึมการวิเคราะห์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ช่วยให้สามารถระบุและคำนวณพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์มากมายของเส้นเหนือศีรษะ เช่น ความหย่อนคล้อย ความจุกระแสไฟของเส้น และแม้แต่การมีน้ำแข็งอยู่บนสายไฟ ในรูป รูปที่ 6 แสดงโครงสร้างของระบบติดตาม CAT-1 สำหรับการตรวจจับน้ำแข็งบนสายไฟ

มิเตอร์วัดอุณหภูมิกระแสและสายไฟแบบไม่สัมผัส

ปัจจุบัน แนวคิดอีกประการหนึ่งในการใช้โมดูลการวัดสำหรับระบบตรวจสอบ OTLM (Over head Transmision Line Monitoring) ได้กลายเป็นที่แพร่หลาย กล่าวคือ การตรวจสอบปริมาณงานของสายเหนือศีรษะ ต่างจากระบบตรวจสอบ CAT-1 ตรงที่โมดูลการวัด OTLM ติดตั้งอยู่บนโครงสร้าง สายไฟฟ้าแรงสูง- การวัดกระแสในสายไฟและการจ่ายไฟให้กับโมดูลจะดำเนินการโดยไม่ต้องสัมผัส อุปกรณ์นี้ใช้พลังงานจากพลังงานที่ได้รับจากสายไฟผ่านหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า ระบบ OTLM ให้การวัดอุณหภูมิและกระแสสายไฟแบบเรียลไทม์

ในรูป 7 แสดง มุมมองทั่วไปโมดูล OTLM ผลิตโดยบริษัท C&G ของสโลวีเนีย

ลักษณะสำคัญของโมดูลการวัด OTLM:

• เส้นผ่านศูนย์กลางแคปซูล 305 มม. ยาว 300 มม.
• น้ำหนักแคปซูล 10 กก.
• ช่วงการใช้งานบนสายไฟ - สูงถึง 420 kV;
• ความถี่ 50 เฮิรตซ์;
• เส้นผ่านศูนย์กลางของลวดนำกระแสไฟฟ้า 10–50 มม.
• ช่วงกระแสไฟทำงาน 50–1100 A;
• ช่วงการวัดอุณหภูมิสายไฟ –40…+125 °C;
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน –40…+70 °С;
• ความแม่นยำในการวัดอุณหภูมิสูงถึง 1 °C;
• ช่องรับส่งข้อมูล - GSM (900/1100/1800/1900 MHz)
• โปรโตคอลการส่ง SMS/GPRS

อุปกรณ์วัดกระแสในสายไฟและอุณหภูมิของสายไฟที่จุดคงที่ อุปกรณ์มีที่ยึดสำหรับติดตั้งบนสายไฟโดยตรง แหล่งพลังงาน - หม้อแปลงกระแสในตัว พลังงานที่ได้จะถูกนำมาใช้จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ทั้งหมด ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก อุปกรณ์ยังใช้ตัวรับสัญญาณ GPS ค่ากระแสและอุณหภูมิที่วัดได้จึงเชื่อมโยงกับพิกัดเฉพาะของตำแหน่งของบล็อกบนสายไฟและการประทับเวลาที่แน่นอน ข้อมูลการวัดจะถูกส่งไปยังศูนย์ควบคุมที่ติดตั้งระบบ SCADA เป็นระยะๆ ผ่านโปรโตคอล IEC มาตรฐาน ข้อมูลสามารถเข้าถึงได้ผ่านเว็บเบราว์เซอร์

Oscillography ของประวัติอุบัติเหตุ

การลงทะเบียนใน RAM พร้อมการบันทึกวงแหวนของค่าปัจจุบันในแนวเดียวกับการอ้างอิงเวลาทำให้คุณสามารถลงทะเบียนในหน่วยความจำเกี่ยวกับประวัติเหตุการณ์ก่อนเหตุฉุกเฉินและหลังเหตุฉุกเฉิน ณ จุดติดตั้งมิเตอร์บนสายไฟในท้องถิ่น รูปคลื่นที่มีพื้นหลังหลายนาทีและประวัติอุบัติเหตุจะถูกจัดเก็บถาวรใน Random Access Memory (FRAM) ความจุขนาดใหญ่ ข้อมูลนี้สามารถถ่ายโอนไปยังเซิร์ฟเวอร์ศูนย์ควบคุมหรือใช้โดยระบบของโมดูลการวัดต่างๆ เพื่อวิเคราะห์และระบุเหตุการณ์ฉุกเฉิน เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรหรือลวดขาด

วิธีการหาตำแหน่งกระแสรั่วไหลและการลัดวงจรในสายไฟฟ้า

เส้น เครือข่ายไฟฟ้าด้วยกระแสไฟฟ้าสูง ความผิดปกติของกราวด์จะมีความยาวค่อนข้างมาก วิธีการและวิธีการของ WMD ขึ้นอยู่กับการวัดและจัดเก็บพารามิเตอร์ของโหมดฉุกเฉิน และการคำนวณระยะทางไปยังจุดที่เกิดความเสียหาย ผลการวัดจะได้รับการประมวลผลหลังจากที่สายถูกตัดการเชื่อมต่อโดยการป้องกันรีเลย์ การบันทึกสัญญาณเตือนพร้อมกันก่อนที่แหล่งจ่ายไฟของสายไฟจะถูกปิดโดยอุปกรณ์สำหรับตรวจสอบกระแสและแรงดันไฟฟ้าในสายไฟเหนือศีรษะและการประมวลผลผลการวัดร่วมกันโดยใช้วิธีการที่เสนอช่วยให้คุณสามารถกำหนดตำแหน่งของ ความผิด วิธีการนี้อาศัยการบันทึกโดยระบบเซ็นเซอร์กระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ซิงโครไนซ์กับ GPS ตามเวลาที่ผ่านของการกระโดดของแรงดันไฟฟ้าเฟส ค่าการประทับเวลาจะถูกส่งไปยังศูนย์จัดส่งเพื่อการประมวลผล โดยจะพิจารณาส่วนเครือข่ายแบบใช้สายที่เสียหาย สัญญาณเตือนจะถูกวิเคราะห์ โดยแยกฮาร์มอนิกที่สิบเอ็ดออก การวิเคราะห์ลักษณะเฟสตามแนวสายส่งช่วยให้คุณสามารถระบุตำแหน่งของอุบัติเหตุได้

การทำแผนที่สายไฟด้วยเลเซอร์

สำเร็จใน ปีที่ผ่านมาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการปรับปรุงเครื่องมือการสำรวจระยะไกลด้านการบินทำให้สามารถใช้แนวทางใหม่ที่เป็นพื้นฐานในการตรวจสอบภูมิประเทศของสายไฟได้ การใช้การสแกนแผนที่ทางอากาศด้วยเลเซอร์ ทำให้ปัจจุบันสามารถรับแผนที่ที่แม่นยำของตำแหน่งของวัตถุสายส่งไฟฟ้าทั้งหมด รวมถึงเสาและสายไฟที่เชื่อมโยงกับภูมิประเทศ 3 มิติ โครงสร้างแบบผ่อนปรน ตำแหน่งส่วนรองรับ ความสูงของระบบกันสะเทือน ตำแหน่งของวัตถุสำคัญอื่นๆ ในบริเวณใกล้เคียงกับสายไฟ - ทั้งหมดนี้พร้อมให้ผู้ควบคุมระบบ SCADA ใช้งานได้แล้ว พร้อมด้วยข้อมูลการปฏิบัติงานเกี่ยวกับสภาพของสายไฟและสภาพภูมิอากาศ เมื่อสแกนด้วยเลเซอร์ตามเส้นทางสายไฟ การถ่ายภาพความร้อนสามารถดำเนินการแบบคู่ขนานได้ (รูปที่ 8) ตัวอย่างคลาสสิกคือการตรวจจับข้อบกพร่องของฉนวนและการวัดอุณหภูมิของสายไฟเมื่อสำรวจสายไฟและการตรวจสอบความร้อนของสถานะการสื่อสารความร้อนและเปลือกอาคารสำหรับการสูญเสียพลังงานส่วนเกิน

การใช้เครื่องระบุตำแหน่งแบบเลเซอร์ทำให้สามารถรับภาพสามมิติของการนูนและวัตถุพื้นดินทั้งหมดได้ตลอดจนทำการวัดทางเรขาคณิตกับวัตถุเหล่านั้น (รูปที่ 9)

การใช้ตำแหน่งเลเซอร์ร่วมกันและ การถ่ายภาพอินฟราเรดช่วยให้คุณสามารถวัดอุณหภูมิที่แท้จริงของสายไฟและส่วนย้อยได้พร้อม ๆ กัน รวมถึงระบุตำแหน่งของการรั่วไหลของพลังงานและฉนวนที่เสียหาย

ติดตั้งระบบติดตามสด

การทำงานของการติดตั้งระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าของเครือข่ายไฟฟ้าโดยไม่ต้องปิดเครื่องกำลังกลายเป็นวิธีการหลักในการบำรุงรักษาและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศต่างๆ ทั่วโลกบนสายไฟทุกระดับแรงดันไฟฟ้า - ตั้งแต่ 0.38 ถึง 750 kV เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาในสหภาพโซเวียตในช่วงทศวรรษที่ 50 และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ การใช้ระบบนี้ช่วยให้คุณสามารถรักษาการทำงานปกติของเครือข่ายไฟฟ้าเมื่อติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมและดำเนินการบำรุงรักษาตามปกติ ความก้าวหน้าของการทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าให้ ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน

เพื่อดำเนินการ งานติดตั้งบนเส้นเหนือศีรษะที่มีพลังงานไฟฟ้า ลิฟต์ไฮดรอลิก ระบบฉนวน และชุดป้องกันที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าถูกนำมาใช้ ก่อตัวเป็นกรงฟาราเดย์ ซึ่งภายในจะลดผลกระทบของสนามแม่เหล็กให้เหลือน้อยที่สุด (รูปที่ 10) ระบบทั้งหมดรับประกันการปกป้องช่างไฟฟ้าจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านต่ำกว่าเกณฑ์ความไว ซึ่งทำได้โดยการทำให้ศักยภาพของสถานที่ทำงานเท่าเทียมกันในระบบ "ผู้ควบคุมสายไฟ" และเลี่ยงการใช้งานไปพร้อมๆ กัน ฉนวนที่เชื่อถือได้สถานที่ทำงานจากพื้นดินหรือองค์ประกอบสนับสนุนที่มีสายดิน ในเวลาเดียวกัน ช่างไฟฟ้าได้รับการปกป้องจากผลกระทบของสนามไฟฟ้าด้วยชุดป้องกันที่นำไฟฟ้า เพื่อความสะดวกและความสามารถในการผลิตในการติดตั้งบนสายไฟตัวเรือนมิเตอร์ซึ่งเป็นที่ตั้งของเซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้าหม้อแปลงไฟฟ้าและหน่วยอิเล็กทรอนิกส์นั้นทำจากสองส่วน ลำตัวทั้งสองซีกเชื่อมต่อกันด้วยกลไกบานพับ

กลไกบานพับถูกควบคุมเมื่อติดตั้งมิเตอร์กระแสไฟฟ้าบนสายไฟโดยใช้แกนหมุนพิเศษพร้อมประแจหกเหลี่ยม ก่อนการติดตั้ง ให้หมุนกุญแจทวนเข็มนาฬิกา ส่วนต่างๆ ของตัวเรือนจะถูกย้ายออกจากกัน ต่อไปก็ติดมิเตอร์เข้ากับสายไฟ การยึดตัวมิเตอร์กระแสไฟฟ้าบนสายไฟทำได้โดยการหมุนปุ่มกระบวนการตามเข็มนาฬิกา ในกรณีนี้ ตัวเรือนทั้งสองครึ่งมาบรรจบกัน โดยปิดห่วงรอบเส้นลวด ข้อต่อในตัวช่วยให้มั่นใจได้ว่าตัวมิเตอร์กระแสไฟฟ้าจะยึดกับสายไฟได้อย่างแน่นหนา (รูปที่ 11)

บทสรุป

ความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นกำลังบังคับให้ระบบไฟฟ้าต้องดันสายไฟให้ถึงขีดจำกัด ความสามารถทางกายภาพและผลประโยชน์ด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ปฏิบัติงาน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทราบว่ากระบวนการใดที่เกิดขึ้นตามเส้นทางเคเบิล (การทำความร้อนในพื้นที่ การแกว่งของสายไฟวิกฤต การหย่อนยานวิกฤต น้ำแข็ง) จัดให้มีระบบตรวจสอบสำหรับสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ คุณสมบัติเพิ่มเติมช่วยให้คุณเพิ่มประสิทธิภาพการส่งกำลังและลดการสูญเสีย การตรวจสอบไม่เพียงแต่ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการขนส่งไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการให้บริการสายไฟด้วยข้อมูลที่ทันเวลาและแม่นยำยิ่งขึ้นเมื่อระบุตำแหน่งส่วนฉุกเฉิน เช่นเดียวกับการทำนายสถานการณ์ปัญหาบนเส้นทาง การใช้ระบบตรวจสอบขั้นสูงสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าเหนือศีรษะมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะในรัสเซียเมื่อเร็ว ๆ นี้เนื่องจากประการแรกต้นทุนของความเสียหายระหว่างอุบัติเหตุใหญ่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและประการที่สองเนื่องจากความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าลดลงเนื่องจากการสึกหรออย่างรุนแรง และการฉีกขาดทั้งอุปกรณ์ที่ใช้และสายไฟ

วรรณกรรม

1. โซลูชันทางวิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของเส้นเหนือศีรษะโดยอิงจากการใช้ระบบสำหรับตรวจสอบกระแสและอุณหภูมิของสายไฟ การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของพฤติกรรมขององค์ประกอบเส้นในโหมดการทำงานต่างๆ // วัสดุในการนำเสนอ IDGC Hoding
2. Kostikov I. ระบบตรวจสอบ CAT-1 - เพิ่มกำลังการผลิตและความน่าเชื่อถือในสายไฟ // พลังงาน พ.ศ. 2554 ลำดับที่ 3 (38).
3. Zhilenkov N. เทคโนโลยีใหม่สำหรับการส่งข้อมูลไร้สาย // STA พ.ศ. 2546 ฉบับที่ 4.
4. Samarin A.V., Rygalin D.B., Shklyaev A.A. เทคโนโลยีสมัยใหม่การตรวจสอบสายไฟเหนือศีรษะ // วิทยาศาสตร์ธรรมชาติและเทคนิค 2555. ครั้งที่ 1, 2.
5. ระบบ Power Donut2™ สำหรับการตรวจสอบสายส่งเหนือศีรษะ ภาพรวมผลิตภัณฑ์ 2549. USi, Armonk, NY www.usi-power.com
6. แพท. หมายเลข 2,724, 821 (สหรัฐอเมริกา) ระบบการวัดระยะไกล 22 พ.ย. 1955.

โคโรนาอาจเป็นในท้องถิ่นหรือทั่วไปก็ได้ โคโรนาในพื้นที่เกิดขึ้นจากความผิดปกติในสายไฟ ซึ่งเป็นที่ยอมรับได้ แต่โคโรนาทั่วไปที่เกิดขึ้นตามแนวเส้นลวดทั้งหมดนั้นไม่สามารถยอมรับได้ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

1. นำไปสู่การสูญเสียครั้งใหญ่

2. ทำให้เกิดการรบกวนทางวิทยุและเสียงรบกวน

3. นำไปสู่การกัดกร่อนของลวด

โคโรนาทั่วไปบนเส้นลวดจะเกิดขึ้นหากรัศมีของเส้นลวดน้อยกว่าค่าต่ำสุดที่อนุญาต แรงดันไฟฟ้าบนสายไฟขึ้นอยู่กับรัศมีของสายไฟ

โดยที่ U คือแรงดันไฟฟ้าของสายไฟที่สัมพันธ์กับกราวด์ r คือรัศมีของเส้นลวด

รูปที่ 21.1 แสดงแรงดันไฟฟ้าบนสาย E ขึ้นอยู่กับรัศมี ที่แรงดันไฟฟ้า E K โคโรนาทั่วไปจะปรากฏขึ้น ดังนั้นรัศมีของเส้นลวดจะต้องมากกว่า r min

ข้าว. 21.1.

การพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าบนสาย E บนรัศมีลวด r ดังนั้นยิ่งสูงแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ

สายไฟ ยิ่งมีรัศมีของเส้นลวดมากเท่าไร ดังนั้นสำหรับสายไฟ 110 kV หน้าตัดขั้นต่ำคือ AS-70 โดยจะมีหน้าตัดที่เล็กกว่า โคโรนาจะเริ่มต้นขึ้น

เริ่มต้นจาก 330 kV รัศมีของเส้นลวดหน้าตัดขั้นต่ำมีขนาดใหญ่เกินไป ดังนั้นจึงใช้การแยกลวด ในกรณีนี้ แต่ละเฟสของเส้นจะประกอบด้วยลวดขนานหลายเส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างเล็ก แทนที่จะใช้ลวดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เส้นเดียว ซึ่งตั้งอยู่ในระยะทางเท่ากันรอบเส้นรอบวง (รูปที่ 21.2)

มีจำนวนเฟสการแยกที่เหมาะสมที่สุด: 330 – 2 ส่วนประกอบ; 500 – 3; 750 – 4; 1150 – 8 แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยแยกมีอิทธิพลมากที่สุดต่อความแรงของสนามไฟฟ้าสูงสุดของเส้นลวด (รูปที่ 21.3)

รูปที่.21.2. แยกสายไฟ

ที่ 500 kV Dopt30 cm และที่ 1150 kVDopt80 cm ดังที่เห็นได้จากกราฟ การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยกว่า Dopt จะทำให้ E และโคโรนาเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเหนือ Dopt ไม่ได้เพิ่มแรงดันไฟฟ้าสูงสุดอย่างมีนัยสำคัญ แต่ลดการเหนี่ยวนำของสายไฟ ดังนั้น ที่ 500 kV จึงมักจะใช้ D40 cm และที่ 1150 kV D100 cm

22. ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสายเหนือศีรษะและอุปกรณ์กระจายสินค้า

สนามไฟฟ้าของสายไฟและสถานีไฟฟ้าย่อยสามารถมีผลทางสรีรวิทยาต่อบุคคลซึ่งส่งผลต่อสถานะการทำงานของระบบประสาทส่วนกลาง ระบบหัวใจและหลอดเลือด และอวัยวะภายใน เมื่อสัมผัสวัตถุที่เป็นโลหะ เครื่องจักรกลการเกษตร และยานพาหนะที่ไม่ได้ลงกราวด์ บุคคลอาจสัมผัสกับการปล่อยประจุไฟฟ้าในระยะสั้น ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งในระหว่างที่เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินในสายไฟ

ในประเทศของเรา สำหรับสถานีย่อยที่ให้บริการบุคลากรและสายไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ ระยะเวลาการเข้าพักสูงสุดที่อนุญาต สนามไฟฟ้า- หากตรงตามเงื่อนไขที่ระบุในตารางที่ 2 การรักษาสภาพทางสรีรวิทยาของร่างกายด้วยตนเองจะเกิดขึ้นภายใน 24 ชั่วโมงโดยไม่มีผลกระทบตกค้าง:

ตารางที่ 22.1

มาตรฐานเหล่านี้จำเป็นสำหรับบุคลากรที่ให้บริการการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ 50 Hz - 330 kV ขึ้นไป

นอกจากบุคลากรด้านไฟฟ้าแล้ว อาจมีผู้อยู่อาศัยในท้องถิ่นและสัตว์อยู่ในสนามไฟฟ้าของสายเหนือศีรษะ ทั้งนี้ ความแรงของสนามไฟฟ้าใต้เส้นไม่ควรเกิน 15 กิโลโวลต์/เมตร ในพื้นที่ที่มีประชากร และ 20 กิโลโวลต์/เมตร ในพื้นที่ที่ไม่มีผู้คนอาศัยอยู่

ที่สถานีย่อยตามผลการวัดจะมีการจัดทำแผนที่การกระจายความแรงของสนามไฟฟ้าทั่วอาณาเขตของสวิตช์เกียร์แบบเปิดซึ่งใช้ระหว่างการทำงาน หากความแรงของสนามไฟฟ้าในสถานที่ทำงานเกิน 25 kV/m หรือระยะเวลาการทำงานเกินเวลาที่อนุญาตที่ใช้ในสนามไฟฟ้า งานจะต้องดำเนินการโดยใช้วิธีการป้องกันการสัมผัสกับสนาม - ชุดป้องกันหรืออุปกรณ์ป้องกัน

ก) หลักการป้องกัน

คุณสมบัติการป้องกันของชุดจะขึ้นอยู่กับหลักการป้องกันไฟฟ้าสถิต ดังที่ทราบกันดีว่าในตัวนำไฟฟ้าที่นำเข้าไปในสนามไฟฟ้าการจัดเรียงอิเล็กตรอนใหม่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากประจุที่ปรากฏบนพื้นผิวของร่างกายหรือมากกว่าในชั้นโมเลกุลบาง ๆ ของพื้นผิวนี้ที่ด้านข้าง ของร่างกายหันเข้าหาประจุภายนอกที่สร้างสนาม ประจุจะมีเครื่องหมายตรงข้ามกับเครื่องหมายของประจุภายนอก และอีกด้านหนึ่งคือเครื่องหมายของประจุภายนอก ด้วยเหตุนี้ ความแรงของสนามผลลัพธ์ภายในร่างกายจึงกลายเป็นศูนย์ กล่าวคือ ไม่มีสนามภายในร่างกายที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ไม่ว่าสนามนั้นจะแข็งหรือกลวงก็ตาม (รูปที่ 22.1) ดังนั้นเพื่อปกป้องร่างกายจากอิทธิพลของสนามไฟฟ้าก็เพียงพอที่จะวางไว้ในเปลือกโลหะบาง ๆ (หน้าจอ)

ข้าว. 22.1. หน้าจอไฟฟ้าสถิต

จากประสบการณ์พบว่าหน้าจอไม่เพียงแต่สามารถแข็งได้ แต่ยังเป็นตาข่ายด้วย: หากการทอผ้าตาข่ายไม่ได้หายากเป็นพิเศษ เส้นแรง (เส้นแรงดึง) ของสนามไฟฟ้าจะถูกปิดบนสายไฟและจะไม่ทะลุผ่าน เข้าไปในพื้นที่ภายใน (ล้อมรอบด้วยตาข่าย) เพื่อให้มั่นใจถึงการป้องกันที่เชื่อถือได้และขจัดโอกาสที่อาจเกิดขึ้นบนหน้าจอ หน้าจอจึงต่อสายดิน

b) การออกแบบชุดสูท

ชุดป้องกัน (รูปที่ 22.2) ทำจากผ้านำไฟฟ้าพิเศษ ซึ่งประกอบด้วยลวดไมโครหุ้มฉนวนที่จัดเรียงในรูปแบบของตาข่าย ร่วมกับเกลียวทั่วไป

ข้าว. 22.2. ชุดป้องกัน: 1 - ฮู้ดทำจากผ้านำไฟฟ้าที่ทำเป็นชิ้นเดียวกับเสื้อแจ็คเก็ต: 2 − แจ็คเก็ตทำจากผ้านำไฟฟ้า 3 − ตัวนำที่ให้การสื่อสารทางไฟฟ้าระหว่างองค์ประกอบแต่ละส่วนของชุด 4 − กางเกงที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า: 5 - รองเท้าบูทที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้า 6 − ถุงมือผ้าที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

ผ้าเมทัลไลซ์ที่เรียกว่าก็ใช้เช่นกัน - ธรรมดา ผ้าฝ้ายบนพื้นผิวที่มีการพ่นโลหะเป็นชั้นบาง ๆ

ชุดป้องกันทำในรูปแบบของชุดเอี๊ยมหรือเสื้อแจ็คเก็ตพร้อมกางเกงขายาวรวมทั้งเสื้อกันฝนมีฮู้ด ชุดนี้ยังรวมถึงอุปกรณ์ป้องกันศีรษะ รองเท้าพิเศษ และถุงมือหรือถุงมือที่หุ้มด้วยผ้านำไฟฟ้า

ความต้านทานของพื้นรองเท้าไม่ควรเกิน 50 kOhm ซึ่งช่วยให้ชุดสัมผัสกับฐานที่บุคคลยืนอยู่ได้ดี

รายการทั้งหมดของชุดป้องกัน - ผ้าโพกศีรษะ, แจ็คเก็ต, ถุงมือ (ถุงมือ), กางเกงและรองเท้าหรือองค์ประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจะต้องมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ระหว่างกันซึ่งดำเนินการโดยตัวนำสื่อสารพิเศษ (รายการที่ 3 ในรูป 22.2)

ก) ป้องกันหลักการของอุปกรณ์ป้องกัน

คุณสมบัติการป้องกันของอุปกรณ์ป้องกันนั้นขึ้นอยู่กับผลของการลดความตึงเครียดและการบิดเบือนของสนามไฟฟ้าในอวกาศใกล้กับวัตถุโลหะที่ต่อสายดิน หากวัตถุโลหะที่ต่อสายดินถูกนำเข้าไปในสนามไฟฟ้า ประจุที่เกิดกับวัตถุนั้นจะแยกออกจากกัน และประจุที่มีสัญลักษณ์เดียวกัน (ตรงกับเครื่องหมายของประจุของตัวนำที่สร้างสนาม) จะไหลลงสู่พื้น ประจุที่เหลืออยู่บนวัตถุจะถูกกระจายไปทั่วพื้นผิวของมัน แต่จะไม่สม่ำเสมออย่างมาก เป็นผลให้สนามไฟฟ้าเกิดการบิดเบี้ยวอย่างรุนแรงใกล้กับวัตถุที่นำเข้า (รูปที่ 22.3)

รูปที่.22.3. การบิดเบือนของสนามไฟฟ้าเมื่อทำการต่อสายดิน วัตถุโลหะ

ในกรณีนี้ ที่ด้านข้างของวัตถุที่หันหน้าเข้าหาตัวนำเหนี่ยวนำ ความแรงของสนามจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และในด้านตรงข้าม เช่นเดียวกับในพื้นที่ที่ถูกล้อมรั้วหรือคัดกรองโดยวัตถุที่แนะนำ มันจะ อ่อนแอลงอย่างรวดเร็ว

b) การออกแบบและการจัดวาง

อุปกรณ์ป้องกันนิ่ง (หน้าจอ ) เป็นส่วนสำคัญของการออกแบบการติดตั้งระบบไฟฟ้าและมีจุดประสงค์เพื่อปกป้องบุคลากรในระหว่างการปฏิบัติงาน (การตรวจสอบอุปกรณ์ สวิตช์การทำงาน การปฏิบัติหน้าที่ของผู้บังคับบัญชา ฯลฯ ) รวมถึงในระหว่างการซ่อมแซมสวิตช์และหลักตามปกติและที่สำคัญ งานอื่นบางอย่าง พวกเขาทำจากโลหะในรูปแบบของโล่แบน - หลังคา, หลังคาและฉากกั้น

หลังคา (รูปที่ 22.4) ทำจากตาข่ายโลหะที่มีเซลล์ขนาดไม่เกิน 50 x 50 มม. ติดตั้งบนโครงเหล็กฉาก มีการติดตั้งเหนือเวิร์กสเตชันซึ่งดำเนินการเกี่ยวกับการจัดการและบำรุงรักษาอุปกรณ์และอุปกรณ์ ความกว้างของกันสาดต้องไม่น้อยกว่าความกว้างของตู้ และความยาวของส่วนที่ยื่นออกมาต้องไม่น้อยกว่า 1 เมตร

ข้าว. 22.4. หลังคาป้องกันเหนือตู้ควบคุมสวิตช์

วรรณกรรม

1. กฎสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้า วินาที. 4. ฉบับที่ 7 - ม.: สำนักพิมพ์ NC ENAS, 2546. − 104 หน้า

2. แนวทางในการป้องกันเครือข่ายไฟฟ้า 6−1150 kV จากฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าเกินภายใน− เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 1999.−353 p.

4. กฎสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้า วินาที. 1. ฉบับที่ 7 - ม.: สำนักพิมพ์. เอ็นซี อีนาส, 2545.−102 หน้า

5. วิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง / เอ็ด เอ็มวี โคสเตนโก. – ม.: สูงกว่า. โรงเรียน พ.ศ. 2516 – 528 น.

6. เทคนิค ไฟฟ้าแรงสูง: ฉนวนและแรงดันไฟฟ้าเกินในระบบไฟฟ้า / เอ็ด. เอ็ด วี.พี. Larionova.− ม.: Energoatomizdat, 1986.−464 หน้า

7. คู่มืออุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง / เอ็ด. วี.วี. Afanasyeva.− ล.: Energoatomizdat, 1987.−544 หน้า

8. หนังสืออ้างอิงด้านเทคนิคไฟฟ้า: ใน 4t ท.3 การผลิต การส่ง และการจำหน่ายพลังงานไฟฟ้า /ภายใต้ทั่วไป เอ็ด V.G. Gerasimova และคนอื่น ๆ - ฉบับที่ 8 − M: สำนักพิมพ์ MPEI, 2545.−964 หน้า

9. แนวทางการคำนวณโซนป้องกันของสายล่อฟ้าและสายล่อฟ้า / SCNTI – ม., 1974. – 19 น.

10. คำแนะนำในการติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าของอาคาร โครงสร้าง และการสื่อสารทางอุตสาหกรรม − M.: Iz-vo NTs ENAS, 2004. – 46 p.

11. คำแนะนำในการติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่าของอาคารและโครงสร้าง ถ.34.21.12 – 87 / กระทรวงพลังงานของสหภาพโซเวียต – อ.: Energoatomizdat, 1989. –

12. เทคโนโลยีไฟฟ้าแรงสูง / เอ็ด ดี.วี. ราเซวิก. – อ.: พลังงาน, 2519. – 488 น.

13. โดลิน พี.เอ. ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยขั้นพื้นฐานในการติดตั้งระบบไฟฟ้า − M: Energoatomizdat, 1984. −448 p.

14. เทคโนโลยีไฟฟ้าแรงสูง: ตำราเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย / I.M. Bogatenkov, Yu.N. โบชารอฟ, N.I. Gumerova, G.M. อิมานอฟ และคณะ; เอ็ด จี.เอส. คูชินสกี้ – เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: Energoatomizdat. เซนต์ปีเตอร์ แผนก, 2546. – 608 น.