Статическое электричество как составляющая электромагнитной обстановки на высоковольтной электрической подстанции Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.321

СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ

НА ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ

Докт. техн. наук, проф. ФУРСАНОВ М. И., асп. КРИКСИН П. В.

Белорусский национальный технический университет

Высоковольтная электрическая подстанция (ПС) - объект сложный и ответственный. Отказы, повреждения силового оборудования, так же как и сбои в работе вторичных устройств, являлись и являются причиной отключения потребителей, недоотпуска электроэнергии, источником опасности для жизни и здоровья эксплуатационного персонала. Ввиду высоких требований к надежности подстанции необходимо учитывать все влияющие факторы, одним из которых является электромагнитная совместимость технических средств (ЭМС ТС). ЭМС ТС определяется двумя составляющими: помехоустойчивостью технического средства и окружающей электромагнитной обстановкой (ЭМО). Электромагнитная обстановка характеризуется совокупностью электромагнитных явлений и процессов, среди которых выделяют молниевые влияния, влияния токов короткого замыкания и коммутаций в высоковольтной сети, пр.

В статье приведены результаты исследований и анализа электростатических разрядов (ЭСР) в условиях высоковольтной электрической ПС. Исследования базируются на результатах измерений и расчетов величины ЭСР, проведенных на действующих электрических ПС и в искусственно созданных условиях. Выполнено сопоставление полученных результатов с результатами других авторов, проанализированы основные влияющие факторы.

Актуальность тематики. Необходимость обеспечения ЭМС ТС в современной печати поднималась много раз [1, 2]. Обязательное обеспечение ЭМС ТС на высоковольтных электрических ПС предписано рядом современных нормативов [3-5]. В разрезе тематики ЭМС статическое электричество является одним из обязательных для изучения явлений. Результатом воздействия ЭСР на электронные приборы могут быть сбои в работе оборудования, повреждения отдельных элементов, ухудшение эксплуатационных показателей. В целом проблема статического электричества актуальна сама по себе, например в промышленности, где ЭСР могут привести к воспламенению различных субстанций, или в приборостроении, где в результате действия ЭСР повреждаются различные элементы и устройства.

Описание явления статического электричества. Разряды статического электричества относятся к природным явлениям. Причиной возникновения статического электричества могут быть процессы электризации трением или индукции [6]. В условиях ПС наиболее вероятно возникновение ЭСР за счет электризации трением при контакте человека с его одеждой, стулом, полом, рабочими предметами. При таком процессе два различных, изначально нейтральных тела соприкасаются, трутся друг о друга, а потом разъединяются. При этом одно тело передает электроны другому и заряжа-

ется положительно, а другое, получившее электроны, - отрицательно. Полярность и величина зарядов зависят как от свойств материала: структуры, поверхности, диэлектрической проницаемости, объемной и поверхностной проводимости, так и от внешних факторов: размера контактной поверхности, интенсивности трения, силы сжатия, скорости разведения, температуры и влажности воздуха [7].

По своей сути статическое электричество связано с процессами выравнивания зарядов между отдельными твердыми телами, жидкими и газообразными средами, имеющими различный электростатический потенциал. Уравнивание потенциалов сопровождается скользящими, коронными, искровыми или подобными молниям разрядными явлениями. Возможно также уравнивание зарядов за счет электропроводности.

По своим свойствам ЭСР - процессы весьма кратковременные, имеющие небольшой энергетический уровень. Токи в процессе разряда составляют от сотен пико- до нескольких микроампер, а сам заряд - от 3 нано-до 5 микрокулон [7]. Вместе с тем, несмотря на кратковременность и малость энергии, в результате воздействия ЭСР вероятно появление различных проблем в работе электронных технических средств (ЭТС), которые могут быть как очевидными, приводящими к повреждению устройства, так и скрытыми, когда устройство работает, но его параметры ухудшаются [8].

Влияние на ЭТС может осуществляться как за счет тока, так и напряжения разрядов статического электричества. Под действием напряжения возможно разрушение поверхности кристалла либо сквозной пробой диэлектрика. В результате действия тока на границе оксид - полупроводник может образовываться зона локального расплавления полупроводникового материала, а в оксиде - образование точечного отверстия диаметром до 1 мкм.

Среди наиболее распространенных и связанных с ЭСР механизмов можно выделить: тепловой вторичный пробой, расплавление металлизации, объемный пробой, пробой диэлектрика, поверхностный пробой и газовый дуговой разряд. Первые три механизма определяются током разряда, остальные три - напряжением [7].

Предмет и объект исследования. В соответствии с требованиями стандарта [9] испытательный уровень технических средств определяют исходя из приложенного испытательного напряжения. Поэтому в качестве исследуемой величины принято напряжение (потенциал) ЭСР, возникающее в условиях электрической ПС. Кроме того, исследованы зависимость ЭСР от влажности окружающего воздуха и факторы, влияющие на величину ЭСР.

В качестве объекта исследования приняты условия действующей электрической ПС, где наиболее вероятной причиной возникновения ЭСР является электризация трением, возникающая при ходьбе обслуживающего персонала в помещениях закрытых распределительных устройств (ЗРУ) и помещениях релейного щита (РЩ). В процессе ходьбы при соприкосновении подошв обуви с напольным покрытием происходит накопление ЭСР, а разряд - при приближении персонала к заземленным предметам, в том числе к ЭТС.

В качестве наиболее вероятной обуви, в которой движется человек, принимается обувь с резиновой подошвой. Характеристики напольного покрытия принимаются исходя из основных мест установки ЭТС: в ЗРУ - бетонные полы, в помещениях РЩ - бетонные полы с фальшполом, паркет, линолеум.

Методика исследования. Исследование величины потенциала ЭСР тела человека Цэп выполняли методом прямого измерения посредством измерителя параметров электростатического поля ИПЭП-1. Влажность воздуха в помещении определяли при помощи измерителя влажности воздуха ТКА-ПКМ. На основании полученных данных рассчитали неопределенность измерений. Необходимые для расчета неопределенности измерений метрологические характеристики средств измерения приведены в табл. 1.

Таблица 1

Основные метрологические характеристики средств измерения

Наименование средства измерения Основные требования и метрологические характеристики

Измеритель параметров электростатического поля ИПЭП-1 Диапазон измерения потенциала электростатически заряженных объектов Цп: от 0,02 до 10 кВ - с конечными значениями диапазонов Ц 2 и 10 кВ при расстоянии до объекта 2 см; от 0,10 до 50 кВ - с конечными значениями диапазонов Ц 2; 20 и 50 кВ при расстоянии до объекта 10 см. Предел допускаемой относительной погрешности измерения потенциала: + 5 + 0,2^Ц- -, %, - при расстоянии до объекта 2 см; + 10 + 0,5^Цъ -,%, - при расстоянии до объекта 10 см, где их - измеренное значение

Комбинированный прибор: измеритель температуры и относительной влажности воздуха ТКА-ПКМ Диапазон измерения относительной влажности воздуха от 10 до 98 % с погрешностью измерения +5,0 %. Диапазон измерения температуры воздуха от 0 до 50 °С с погрешностью измерения +0,5 °С

Для повышения точности результатов число каждых измерений потенциала ЭСР тела человека п принимали равным 5. Обработку результатов измерений потенциала ЭСР проводили в соответствии с моделью [10]

Цэп = Цэпи( 1 + 5Цэп), (1)

где Цэпи - измеренное значение электростатического потенциала тела человека, В; 5Цэп - влияющая величина, обусловленная погрешностью измерителя параметров электростатического поля ИПЭП-1 при измерении электростатического потенциала, о. е.

Анализ величин формулы (1) проводили в соответствии с рекомендациями [10], результаты анализа представлены в табл. 2. Величины рассматривали как некоррелированные.

Таблица 2

Параметры величин формулы (1)

Величина Свойство и характеристика величины

иэпи, В Тип неопределенности - А; вид распределения - нормальное; значение оценки - изп И; стандартная неопределенность - и {иэш1) Примечание. Значения иэпи и и {иэш1) рассчитывали из результатов наблюдений.

5Цэп, о. е. Тип неопределенности - В; вид распределения - равномерное. значение оценки - 5—ш = 0; интервал, в котором находится значение входной величины (±п): + 0,05 + 0,002 I —1| - при расстоянии до объекта 2 см или V Uзии у + 0,10 + 0,005 \——1| - при расстоянии до объекта 10 см, V Uзии у при этом диапазон измерения Ц - 2000; 10000 В или Ц - 2000; 20000; 50000 В соответственно; стандартная неопределенность - и (5изп) = Примечание. Значение (+п) находили исходя из пределов допускаемой относительной погрешности измерения потенциала заряженного объекта с помощью ИПЭП-1.

Средние арифметические значения £/эпи и стандартные неопределенности и (иэш1) результатов измерений найдем из формул:

_ 1 П

иэпи = - £ иэпи; I = 1.....п; (2)

П Т1

'{иэпи ) =

1 п _ 2

-Е—и "^эпи) . (3)

\ {п1"1) /=1

За оценку измеряемой величины потенциала ЭСР —эп примем среднее арифметическое значение и эп

иэп = иэш1. (4)

Коэффициенты чувствительности с\, С2 получим при вычислении частных производных:

с = ^ = 1- с = диэп = и (5)

С1 ятт 1; С2 шГатт \ и эпи. (5)

диэпи д{5иэп)

Вклады в неопределенности м^Цт), ^(Цш) определим по формулам:

и {иэп ) = с,и {иэпи ); и2 {иэп ) = с2и {5 иза ). (6)

Суммарную стандартную неопределенность при измерении Цш вычислим следующим образом:

ис (иэп ) = ^и1 (иэп ) + м22 (иэп ).

(7)

Расширенная неопределенность при измерении Цп для коэффициента охвата к = 2, что соответствует уровню доверия р = 95 %, составит

Аиш = кис (иэп ).

(8)

Итоговые величины получим в виде результата измерения плюс/минус расширенная неопределенность

иэп = иэп ± Аи (к = 2; р = 95 %).

(9)

Величины, влияющие на потенциал ЭСР. Для анализа величин, которые могут влиять на потенциал ЭСР, проанализируем аналитическую зависимость из [4, с. 40], позволяющую вычислить потенциал ЭСР £Лп по результатам косвенных измерений

и=Щ ЕЁ-

уУ % т=0п = 0

(-1)"

(2т + 1)(2п +1)

1 +

уА

Уу

/" , Л \2 / \ 2 ЛЛ

2 и 2т +1 ^ ( 2п +1 ^

% 4

I

+

1

и

у /

, (10)

где ]о - плотность тока электризации, мкА/м2; = 1/рж, См; уу = 1/ру, См/м -удельные поверхностная и объемная проводимости материала покрытия; ¡1, ¡2, h - размеры покрытия и его толщина, м.

Анализ входящих в формулу (10) величин показывает, что значение потенциала ЭСР зависит от:

• свойств трущихся поверхностей (плотность тока электризации, удельные проводимости);

• плотности соприкосновения поверхностей (плотность тока электризации);

• площади соприкосновения поверхностей (размеры покрытия и его толщина).

Среди переменных характеристик, которые наиболее сильно влияют на величину потенциала ЭСР, ряд исследователей выделяет влажность [6-8]. От нее зависит значение удельного сопротивления материала, которое, как видно из (10), непосредственно влияет на величину потенциала.

Изменение влажности в широких пределах влечет изменение удельного сопротивления на несколько порядков - наглядно такая зависимость показана в табл. 3 [6, с. 52].

Ввиду сильного влияния влажности на параметры поверхности и, как следствие, на значение потенциала ЭСР, кроме самой величины ЭСР, проведем также измерение влажности.

Экспериментальные исследования потенциала ЭСР на высоковольтных электрических ПС. Измерение потенциала ЭСР проводилось авторами по вышеизложенной методике в рамках работ по обследованию электромагнитной обстановки на шести электрических ПС в Беларуси в период с 2011 по начало 2012 г. Исследуемые ПС имели открытые распределительные устройства напряжением 110 кВ, ЗРУ 6 (10) кВ и помещения РЩ.

Таблица 3

Зависимость удельного поверхностного сопротивления от влажности

Материал Удельное поверхностное сопротивление, Ом, при влажности, %

0 100

Политетрафторэтилен 5,0 • 1017 3,6 • 1012

Полистирол 5,0 • 1017 8,4 • 1011

Полиэтилен 5,0 • 1013 1,3 • 109

Нейлон 1012 3,8 • 109

Плавленый кварц 1017 6,5 • 1010

Аминопласт 6,0 • 1014 1013

Ультрафарфор 1016 1013

Измерения потенциала ЭСР проводили в помещениях ЗРУ и РЩ. По результатам обработки результатов измерений была получена величина потенциала ЭСР с учетом расширенной неопределенности и построена зависимость потенциала ЭСР от влажности и типа напольного покрытия в помещении.

Измеренные величины потенциала ЭСР в помещениях ЗРУ приведены в табл. 4. Потенциал измеряли на человеке в кожаной обуви с резиновой подошвой, проходящем по полу расстояние 10 м.

Таблица 4

Величина потенциала ЭСР в помещениях ЗРУ

№ п/п Объект Относительная влажность, % Величина потенциала ± ± расширенная неопределенность, В

1 ПС № 1, ЗРУ 10 кВ 32,9 2852±258

2 ПС № 2, ЗРУ 10 кВ 44,3 1787±198

3 ПС № 3, ЗРУ 10 кВ 49,6 1455±199

4 ПС № 4, ЗРУ 10 кВ 35,4 2565 ±179

5 ПС № 5, ЗРУ 6 кВ 39,4 1989±169

6 ПС № 6, ЗРУ 6 кВ 34,7 2444 ± 242

По результатам данных табл. 4 на рис. 1 приведены значения потенциала ЭСР и соответствующие им величины влажности. Отдельные точечные измерения аппроксимированы стандартной степенной функцией программы Excel.

Влажность, %

Рис. 1. Зависимость величины потенциала ЭСР от влажности в помещении ЗРУ с бетонным полом (точками указаны результаты измерения на отдельных ПС; сплошной линией - аппроксимирующая функция)

Измерение величины потенциала ЭСР проводили также на ПС в помещениях РЩ. Напольное покрытие в исследуемых помещениях было выполнено в виде фальшпола (бетонное основание, отверстия в котором закрывали стальные листы). Потенциал измеряли на человеке в кожаной обуви с резиновой подошвой, проходящем по полу расстояние 10 м. Результаты измерений приведены в табл. 5.

Таблица 5

Величина потенциала ЭСР в помещениях РЩ

№ п/п Объект Относительная влажность, % Величина потенциала ± ± расширенная неопределенность, В

1 ПС № 1, РЩ 35,5 2461±201

2 ПС № 2, РЩ 46,7 1824 ± 143

3 ПС № 3, РЩ 44,0 1953±175

4 ПС № 4, РЩ 30,2 2642 ±142

5 ПС № 5, РЩ 48,6 1402 ±148

6 ПС № 6, РЩ 36,0 2179±173

По данным табл. 5 построен график на рис. 2.

3,0 2,5

к

® 2,0

1,0

25

30

35 40 45 Влажность, %

50

55

= 1,5

Рис. 2. Зависимость величины потенциала ЭСР от влажности в помещении РЩ с фальшполом (точками указаны результаты измерения на отдельных ПС; сплошной линией - аппроксимирующая функция)

Измерения потенциала ЭСР для иных типов напольного покрытия.

В рамках проводимых исследований дополнительно измеряли потенциал ЭСР на человеке при его движении по линолеуму и паркету, т. е. по тем материалам, которые иногда применяются в помещениях РЩ или ОПУ. Исследования проводили в жилых помещениях, влажность воздуха изменяли путем распыления воды. Человек проходил по исследуемому покрытию 10 м в кожаной обуви с резиновой подошвой. Каждый эксперимент повторяли не менее пяти раз. Результаты измерений приведены в табл. 6, 7 и на рис. 3, 4.

Таблица 6

Величина потенциала ЭСР в помещениях с линолеумом

№ п/п Относительная влажность, % Величина потенциала ± ± расширенная неопределенность, В

1 36,7 11587±879

2 45,4 7506 ± 574

3 65,6 5623 ± 357

По данным табл. 6 построен график на рис. 3.

Влажность, %

Рис. 3. Зависимость величины потенциала ЭСР от влажности в помещении с линолеумом (точками указаны результаты отдельных измерений; сплошной линией - аппроксимирующая функция)

Таблица 7

Величина потенциала ЭСР в помещениях с паркетом

№ п/п Относительная влажность, % Величина потенциала ± ± расширенная неопределенность, В

1 27,9 16921±2001

2 45,7 10519±1153

3 66,9 7304 ± 739

По данным табл. 7 построен график на рис. 4.

к

I 12,0

50 55 60 65 70 Влажность, %

Рис. 4. Зависимость величины потенциала ЭСР от влажности в помещении с паркетом (точками указаны результаты отдельных измерений; сплошной линией -аппроксимирующая функция)

Силикон

Стекло

Плексиглас

Нейлон

Шерсть

Шерсть кошки

Шелк

Целлюлоза

Хлопок

Янтарь

Полиуретан

Полистирол

Поливинил

Тефлон

Эпоксидная смола Натуральный каучук Полиэтилен

Рис. 5. Трибоэлектрическая шкала

Зависимость потенциала ЭСР от параметров поверхностей. Величина ЭСР, как было сказано выше, существенно зависит от параметров электризующихся тел. Величина зарядов, возникающая при трении двух тел, может быть определена по трибоэлектрической шкале (рис. 5) [8]. При этом при трении двух материалов тот из них, что расположен в ряду выше, заряжается положительно и тем сильнее, чем более разнесены материалы по шкале.

Среди прочих параметров электризующихся тел наиболее важными являются их удельные сопротивления, так как от их ве-

личины зависит скорость стекания заряда и, как следствие, уравнивания потенциала. Зависимость удельного объемного сопротивления от вида материала приведена в табл. 8 [8].

Таблица 8

Материал Удельное объемное сопротивление, Ом • м

Бетон 6,3 • 105

Ксилолит 6,3 • 105

Асфальт 1012-1014

Линолеум 106-1010

Поливинилиденовая плитка 107-109

Поливинилхлоридная плитка 1012-1014

Цементно-песчаный пол 2,2 • 105

Клинкерный кирпич 1,2 • 105

Керамическая плитка 8,8 • 105

Березовый паркет 6,4 • 105

Существенную зависимость потенциала ЭСР от объекта, получающего заряд, подтверждают также данные исследований других авторов [7, 8], результаты которых приведены в табл. 9.

Таблица 9

Объект (человек), получающий заряд Напряжение, кВ

Идущий по полу с поливинилхлоридным покрытием 200-9000

Работающий за верстаком 100-3000

Держащий пластмассовую сумку перед верстаком 300-7000

Заполняющий приемный бункер автоматического сортировочного устройства 100-2000

Идущий по нейлоновому ковру 10000-15000

Идущий в ботинках на каучуковых подошвах 1000

Идущий по ковру в ботинках на каучуковых подошвах 14000

Идущий по полу, вымощенному плиткой, в ботинках на каучуковых подошвах 13000

Идущий по деревянному полу 800

Сидящий на рабочем месте 3000

В исследованиях [4] показана зависимость потенциала ЭСР от характеристик напольного покрытия и одежды оператора (табл. 10).

По результатам исследований авторы получили следующие зависимости величины потенциала от параметров напольного покрытия (указаны максимальные из измеренных значений плюс расширенная неопределенность):

• 2,7 кВ - фальшпол;

• 3,1 кВ - бетонное покрытие;

• 12,5 кВ - линолеум;

• 18,9 кВ - паркет, покрытый лаком.

Полученные результаты и зависимости подтверждают выводы других авторов: величина потенциала тем выше, чем больше удельное сопротивление напольного покрытия.

Таблица 10

Характеристика Наибольший потенциал оператора, кВ

напольного покрытия одежды и обуви оператора

Синтетическое покрытие (ковролин), покрытый лаком паркет Синтетическая одежда и обувь 30,0

Синтетическое покрытие (ковролин), покрытый лаком паркет Синтетическая одежда и кожаная обувь 30,0

Обычный (виниловый) линолеум Синтетическая одежда и обувь 15,0

Токопроводящий (бетонный) пол или антистатический линолеум Синтетическая одежда и обувь 12,0

Обычный (виниловый) линолеум Синтетическая одежда и кожаная обувь 8,0

Токопроводящий (бетонный) пол или антистатический линолеум Синтетическая одежда и кожаная обувь 6,0

Синтетическое покрытие (ковролин), покрытый лаком паркет Хлопчатобумажная одежда и кожаная обувь 4,0

Обычный (виниловый) линолеум Хлопчатобумажная одежда и кожаная обувь 2,0

Токопроводящий (бетонный) пол или антистатический линолеум Хлопчатобумажная одежда и кожаная обувь 0,5

Зависимость потенциала ЭСР от влажности. Результаты проведенных исследований (табл. 4-7, рис. 1-4) показывают сильную зависимость потенциала ЭСР от влажности окружающего воздуха. Такие же существенные зависимости величины потенциала ЭСР от влажности отмечены и другими авторами (например, [8]).

Как видно из [8], с увеличением влажности в от 10 до 55 % значение потенциала ЭСР уменьшается в 4-15 раз. Зависимости потенциала ЭСР для различных материалов от влажности приведены в [7, 8, 11].

Помехоустойчивость технических средств. Как было отмечено ранее, в результате воздействия ЭСР в работе ЭТС могут возникать различные нарушения. Для исключения появления проблем при эксплуатации ЭТС необходимо, чтобы их помехоустойчивость была выше величины воздействующих помех. Помехоустойчивость ЭТС определяется и классифицируется исходя из степени жесткости испытаний (испытательного уровня). Данные по испытательным уровням для величин ЭСР приведены в [9].

Требования к испытательному уровню ЭТС устанавливаются в зависимости от особенностей их применения, в частности от диапазонов изменения влажности, электризующей способности материалов. Некоторые рекомендации по выбору испытательного уровня приведены в [9].

Применительно к высоковольтным подстанциям, исходя из представленных в статье материалов, можно заключить:

• в помещениях высоковольтных электрических ПС с обычными бетонными полами ЭТС будет помехоустойчиво, если его испытательный уровень составляет не менее 2;

• при применении в качестве напольного покрытия линолеума или паркета испытательный уровень ЭТС должен быть выше 2 и устанавливаться исходя из дополнительных исследований: анализа изменения влажности, применяемых материалов и их электризующей способности.

В Ы В О Д Ы

1. Разряды статического электричества являются распространенным и высоковероятным источником помех на высоковольтной электрической подстанции. Наиболее вероятной причиной появления электрических разрядов в условиях электрической ПС является электризация трением.

2. Потенциал электрических разрядов - переменная величина, которая зависит от ряда факторов: параметров трущихся поверхностей, условий трения, влажности окружающего воздуха. Степень влияния указанных факторов на потенциал ЭСР является весьма сильной: изменение влажности в диапазоне от 10 до 55 % влечет за собой изменение потенциала ЭСР до 15 крат.

3. В условиях высоковольтной электрической подстанции в помещениях закрытых распределительных устройств и релейного щита при влажности не менее 20 % на теле персонала, который ходит в кожаной обуви с резиновой подошвой, возможно возникновение потенциала ЭСР величиной до 3 кВ.

4. В случаях применения в качестве напольного покрытия в помещениях с ЭТС линолеума величина потенциала может достигать 12 кВ, а при применении покрытого лаком паркета - 18 кВ.

5. Помехоустойчивость ЭТС, применяемых в помещениях ЗРУ и РЩ с бетонным полом, обеспечивается при испытательном уровне не менее 2.

6. В случае применения в помещениях с ЭТС напольного покрытия из линолеума или паркета необходимая величина испытательного уровня будет выше 2. Необходимое конкретное значение должно анализироваться дополнительно с учетом диапазона изменения влажности, применяемых материалов и возможной величины их электризации.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. К р и к с и н, П. В. Заземляющее устройство подстанции - основа обеспечения электромагнитной совместимости технических средств: опыт Белорусской энергосистемы / П. В. Криксин, Н. В. Бохан // Энергия и Менеджмент. - 2011. - № 6 (63).

2. Ф у р с а н о в, М. И. Очевидные нарушения требований электромагнитной совместимости на высоковольтных электрических подстанциях: примеры и возможные последствия / М. И. Фурсанов, П. В. Криксин // Энергия и Менеджмент. - 2012. - № 1 (64).

3. М е т о д и ч е с к и е указания по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций напряжением 35-750 кВ от электромагнитных влияний и грозовых воздействий: СТП 09110.47.104-08. - Минск: БелТЭИ, 2008.

4. М е т о д и ч е с к и е указания по обеспечению электромагнитной совместимости на объектах электросетевого хозяйства: СТО 56947007-29.240.044-2010.

5. М е т о д и ч е с к и е указания по определению электромагнитных обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях: СО 34.35.311-2004.

6. М а к с и м о в, Б. К. Статическое электричество в промышленности и защита от него / Б. К. Максимов, А. А. Обух. - М.: Энергоатомиздат, 2000.

7. Х а б и г е р, Э. Электромагнитная совместимость / Э. Хабигер. - М.: Энергоатом-издат, 1995.

8. Г о р л о в, М. И. Статическое электричество и полупроводниковая электроника / М. И. Горлов // Природа. - 2006. - № 12.

9. Э л е к т р о м а г н и т н а я совместимость. - Ч. 4-2: Методы испытаний и измерений. Испытания на устойчивость к электростатическим разрядам: СТБ МЭК 61000-4-2-2006.

10. С л а е в, В. А. Руководство по выражению неопределенности измерения / В. А. Слаев. - СПб.: ГП ВНИИМ имени Д. И. Менделеева, 1999.

11. С о в м е с т и м о с т ь технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам: ГОСТ Р 51317.4.2-99.

Представлена кафедрой

электрических систем Поступила 15.05.2012

УДК 621.311

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ОДНОФАЗНОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ В ВОЗДУШНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Канд. тех. наук, доц. КАЛЕНТИОНОК Е. В., магистрант МАЗУРЕК Ю. А.

Белорусский национальный технический университет

Однофазные повреждения в воздушных распределительных электрических сетях составляют до 80 % от общего количества повреждений [1, 2].

В распределительных электрических сетях с изолированной нейтралью однофазное повреждение не приводит к отключению потребителей, поскольку данный аварийный режим работы не вызывает искажения величины междуфазных напряжений. Однако такой режим обладает рядом недостатков, таких как:

• образование дуговых перенапряжений в сети;

• возможность пробоя изоляции;

• возможность возникновения двойных замыканий;

• опасность электропоражения персонала, посторонних лиц и др.

Специфика режимов работы нейтрали и конструктивного исполнения

линий электропередачи 6-35 кВ не позволяет одновременно выявить повреждение и селективно определить его место с помощью средств релейной защиты и автоматики. Как правило, защита от однофазных повреждений выполняется с действием на сигнал [3]. Длительность аварийного режима определяется временем поиска и устранения повреждения в электрических сетях. При этом, как свидетельствует практика эксплуатации электрических сетей, две трети всего времени на устранение аварийного режима уходит именно на поиск места повреждения [1].