Наведенное напряжение что это такое: Наведенное напряжение и защита от него

Наведенное напряжение и защита от него

• Статья
• Видео

Возникновение наводки на воздушных линиях электропередачи и в электроустановках, связанных с ними, представляет опасность не меньшую, чем присутствие рабочего напряжения на них. Также данное явление возникает в бытовых условиях в сети 220 В, поэтому необходимо понимать природу возникновения и меры защиты от наведенного напряжения, о чем мы и поговорим далее.

• Причины возникновения
• В чем опасность явления?
• Наводка в квартире

Причины возникновения

Наведенное напряжение возникает на выведенной в ремонт и обесточенной воздушной линии электропередач (ВЛ), вследствие влияния на нее электромагнитного поля расположенной в непосредственной близости работающей электроустановки или другой ВЛ, которая находится под напряжением. Таким образом, ВЛ, которая проходит параллельно отключенной линии, наводит сторонний потенциал, который представляет существенную опасность для обслуживающей ремонтной бригады.

Значение наведенного напряжения в проводе изменяется в зависимости от протяженности участка, на котором ВЛ идут параллельно, тока нагрузки и величины рабочего напряжения, отдаленности фазных проводов, метеорологических условий. Потенциал, который наведен на ВЛ, объединяет в себе два вида воздействия – электромагнитную и электростатическую составляющую:

• Электромагнитная часть появляется под действием магнитного поля, возникающего от протекания тока по работающей рядом ВЛ. Отличительной особенностью данной составляющей является то, что при заземлении даже в нескольких местах линии, она не изменяет свою величину. Единственное, что можно изменить с помощью заземлений – это расположение точки нулевого потенциала.
• Электростатическая часть, в отличие от электромагнитной, устраняется путем заземления линии в ее концах и в месте ведения работ. Снизить же величину наведенного напряжения возможно установив заземление хотя бы в единственной точке ВЛ.

Давайте рассмотрим подробнее, что это такое – наведенное напряжение и природу его возникновения. Чтобы понять, как оно появляется, обратимся к фото, на котором изображен проводник:

Имеется проводник, обозначенный на картинке как А-А. При протекании по нему переменного тока создается электромагнитное поле, интенсивность которого уменьшается по мере отдаления от проводника (на изображении можно заметить снижение яркости окраски). Также изменяются пульсации электромагнитного поля с изменением направления и величины тока. При попадании в поле любого другого проводника в нем индуцируется наведенное напряжение. Ниже на картинке показаны проводники с подключенными измерительными приборами для определения величины напряжения:

Какое значение считается опасным для персонала? Считается, что если на отключенной ВЛ присутствует наведенное напряжение и его значение не превышает 25 В, то ремонтные мероприятия производятся с применением обычных средств защиты. В случае превышения безопасной величины следует пользоваться специальными средствами защиты и выполнять технические мероприятия, обеспечивающие требуемую степень защиты от опасного воздействия наведенного потенциала.

Такими мерами безопасности могут быть разземление вначале и конце линии, разрез провода, установка заземления на участках ВЛ.

Узнать о том, какие электрозащитные средства используют в установках выше 1000 Вольт, вы можете из нашей статьи!

В чем опасность явления?

Наведенное напряжение можно считать более опасным и коварным в отличие от рабочего в силу того, что на него никак не реагирует защитная аппаратура. Например, при попадании под него ремонтного персонала, работник будет находиться под опасным воздействием до момента освобождения от его влияния. А вот если на человека воздействует рабочее напряжение, то срабатывает защита и происходит автоматическое отключение, вследствие короткого замыкания.

Кстати, о коротком замыкании (КЗ). При КЗ в рабочей линии происходит наводка на отключенную ВЛ и многократное превышение тока, что, естественно, отражается на персонале, занятом ремонтом на отключенной ВЛ. Последствия могут быть весьма плачевными – от сильных ожогов, до протекания тока по жизненно важным органам с их поражением, вплоть до летального исхода. Поэтому не нужно пренебрегать правилами безопасности при проведении работ на отключенных ВЛ.

Что же делать в случае попадания человека под наведенное напряжение? Как избавиться от его воздействия? Необходимо устранить протекание тока через тело человека. Для этого понадобится соединить опасную часть электроустановки с «землей», набросив на нее заземление.

Наводка в квартире

Не считая ВЛ и электроустановок, наведенное напряжение может также возникать в квартире и в частном доме в сети 220 В. Так называемая «наводка» появляется в кабеле, проложенном опять же рядом с проводом, по которому протекает ток. Для примера приведем ситуацию, когда при выключенном выключателе на диодных лампочках появляется еле заметное свечение. Происходит это из-за того, что рядом с проводом, питающим лампы, проложен проводник с фазной жилой. А действие электромагнитного поля никто не отменял. Отсюда и возникает небольшая наводка, величины которой достаточно для того, чтобы «подсветить» светодиоды.

Еще один случай – это наводка в розетке. Возникает она, если произошел обрыв нулевого провода. Тогда при измерении индикатором на клеммах розетки получим две фазы. Но на самом деле, фазный провод как был один, так и останется, а «вторая фаза» пропадет, как только нулевой провод будет заново подключен.

С примером опасного влияния наводки вы можете ознакомиться на видео:

Реальный пример

Вот мы и рассмотрели, что такое наведенное напряжение, чем опасно это явление и какие меры защиты нужно предпринимать для того, чтобы обезопасить персонал от поражения электрическим током. Надеемся, предоставленная информация была для вас понятной и полезной!

Наверняка вы не знаете:

• Как защититься от электромагнитных излучений
• Средства защиты в электроустановках до 1000В
• Как найти место повреждения кабеля

Реальный пример

Наведенное напряжение, что это такое, как защитится

Наведенное напряжение — невидимый враг, который в электрических сетях с высоким U может привести к сильным ожогам, нарушению работы внутренних органов и даже смерти.

В бытовой сети такие риски отсутствуют из-за низкого потенциала, но игнорировать опасность все равно не стоит.

Ниже рассмотрим, что такое наведенное напряжение, и как от него защититься. Укажем причины появления такого фактора на ВЛ (высоковольтной линии), в проводке, квартире и электрических установках.

Знание этих особенностей позволит защититься от негативных воздействий и лучше понимать природу электрического тока в целом.

СОДЕРЖАНИЕ:

Что это такое?

Под термином «наведенное напряжение» скрывается потенциал, который возникает в зоне электромагнитного влияния действующих электроустановок или проводников электротока.

Такая наводка может возникать в зоне высоковольтных линий, электрических установок высокого U и даже бытовой сети. Явление наведенного напряжения состоит из 2-х составляющих, которые рассмотрим подробнее.

Электростатика

Создание потенциала объясняется распространением электрического поля от источника электричества, находящегося в непосредственной близости.

Наибольшее воздействие характерно для двух проводов, которые расположены рядом и находятся параллельно друг относительно друга. При этом один находится под U, а второй нет.

Величина наведенного напряжения зависит от следующих аспектов:

1. Размер разности потенциалов.
2. Расстояние от источника питания с напряжением до другого элемента.

Для лучшего понимания систему можно сравнить с одним или несколькими конденсаторами. Формально наводка формируется по всей длине проводника.

Во избежание накопления заряда необходимо заземлить отключенный проводник. В таком случае наведенное напряжение пойдет в землю, а работа будет безопасна для человека.

Для расчета статического напряжения необходимо перемножить два элемента:

1. Коэффициент емкостного воздействия. Его размер можно получить в справочнике, а сам параметр зависит от расстояния до источника U и типа проводника.
2. Рабочее напряжение.

Чем больше U и чем ближе находится проводник, тем выше наведенный параметр.

Для расчета максимального наведенного напряжения применяется формула:

Электромагнитная составляющая

Существует еще один тип наводки — ЭМ наведенное напряжение. Его суть состоит в распространении магнитного поля на определенной территории во все стороны от проводника.

Чем сильнее ЭМ поле, тем выше наведенное U в отключенном проводнике.

Наведенная ЭДС в отключенной линии электропередача будет равна:

При заземлении проводника в месте соединения с землей потенциал будет равен нулю, но по мере удаления от этого места он увеличится. Это означает, что максимальный параметр разницы потенциалов будет на наиболее удаленных концах линии (ВЛ или КЛ).

Напряжение в точке х относительно земли будет равно:

В чем опасность?

Наведенное напряжение имеет не меньшую опасность, чем обычный потенциал. Если при КЗ проводника работает релейная защита и отсекает аварийный участок, в случае с наведенным U все сложнее. Здесь защитные устройства не сработают, поэтому человек может оказаться под длительным воздействием негативных факторов.

При КЗ на рабочей линии, которая находится возле отключенного участка, на обесточенной ВЛ наведенное напряжение увеличивается в несколько раз. В результате ремонтный персонал оказывается под действием наведенного U, что может привести к ожогам и даже остановке сердца. Величина параметра может достигать 10-20 тысяч Вольт.

В ПУЭ прописано, что U выше 25 В уже опасно для здоровья человека. Вот почему важно внимательно подходить к этому обстоятельству и принимать меры, обеспечивающие дополнительную защиту. Как защититься от проводки, будет рассмотрено ниже в статье.

Читайте также:

Причины появления

При рассмотрении вопроса, связанного с наводкой, важно понимать причины его появления. Для лучшего понимания рассмотрим несколько ситуаций — для квартиры, электрической проводки, электроустановок и ВЛ.

В квартире

Наводка в обычной сети 220 В появляется при обрыве 0-го проводника на ВЛ или до входа в квартиру (дом). Если проверить напряжение с помощью индикатора, лампочка будет светиться в любом из отверстий.

На самом деле, U присутствует только на одном из проводов (фазном), а второй принимает наведенный потенциал. Появляется такое явление, как две фазы в розетке.

После восстановления линии или возврата нуля ситуация нормализуется.

При выполнении ремонтных работ в квартире необходимо отключить входной автомат или достать предохранители, чтобы исключить попадание под напряжение.

В электропроводке

Одним из признаков наведенного напряжения является свечение экономки при отключенном свете. При этом напряжение может достигать 40-60 В.

Такая ситуация возникает при параллельной прокладке линий, питающих розетки и осветительные устройства в квартире.

Для устранения проблемы необходимо пересмотреть маршруты проводки и убедиться в правильности выполнения заземления или зануления.

Но существует еще одна причина. При создании проводки используются 2-х или 3-х жильные провода. Как правило, кабельная продукция укладывается в короба, откуда проводники направляются к своим потребителям.

Если выключатель разделяет не фазный, а нулевой провод, появляется наведенное U. Оно имеет небольшую величину, как отмечалось выше, но ее достаточно для зажигания диодного освещения.

Для решения проблемы необходимо поменять фазу и ноль местами. Сделать это не всегда удается, ведь один из проводов с коробки идет напрямую к источнику света и не проходит через выключатель.

В электроустановках

Выключатели, силовые трансформаторы, трансформаторы тока и напряжения, а также другие электроустановки неизбежно связаны с линией электропередач. Вот почему они часто попадают под наведенное напряжение и чаще всего это происходит при обрыве 0-го проводника.

Во многих электроустановках применяются изолированные кабели, внутри которых находятся плотно уложенные проводники.

Несмотря на небольшую длину участков, может появляться сильная наводка с большими рисками для персонала. Вот почему при выполнении таких работ важно принимать защитные меры, использовать СИЗ и следовать требованиям ПУЭ.

На линии электропередач

Выше мы отмечали, что электростатическая составляющая наводки имеет идентичный потенциал по всей длине проводника. Для расчета нужного значения коэффициент емкостной связи умножается на рабочее влияющее напряжение.

Для обеспечения защиты работников достаточно одного заземления в любой точке.

Отметим, что статическое U может возникнуть не только при наличии рядом ЭМ полей, но и других факторов — молнии или полярного сияния.

Читайте также:

Что такое штепсельная розетка, устройство, виды, монтаж своими руками, высота установки, маркировка и степени защиты

В случае с электромагнитной составляющей, ситуация обстоит по-иному. Этот параметр зависит от расстояния до ВЛ под напряжением, величины рабочего тока, длины линии и сопротивления заземления.

Для расчета наведенного U необходимо перемножить три элемента:

• коэффициент индуктивной связи;
• длина участка параллельно расположенной линии;
• сила тока ВЛ под напряжением.

В отличие от электростатической составляющей, заземления в одной точке недостаточно. Это связано с тем, что потенциал в заземленной точке будет нулевым, но при удалении от этого участка он увеличивается. Чем дальше провод от места заземления, тем выше наводка.

Вот почему при одновременной работе в разных местах персонал может оказаться под действием опасного U. Чтобы избежать проблем, необходимо установить заземление непосредственно в месте работы.

Как защититься, меры безопасности

Из сказанного видно, что наведенное напряжение несет большие риски, что требует ответственности реализации мероприятий по защите людей от попадания в опасную зону.

Организационные меры безопасности:

1. Работники, выполняющие работы в области наводки, должны иметь 3-ю группу по электробезопасности, а руководитель работ — 4-ю.
2. Наличие опыта работ по ремонту и обслуживанию силовых линий, а также элементов молниезащиты.
3. Организация параметра безопасности возле рабочего места, выполнение мероприятий, указанных в заявке и наряде-допуске.
4. Нулевой провод в измеряемой группе считается таковым, что находится под U.
5. Начало и завершение работ оформляется в письменном виде. Как правило, заполняется журнал допуска с подписью работников, заполняется наряд-допуск.

Измерения и работы нельзя проводить в условиях сильного тумана или ветра, осадков или плохой видимости. Если в процессе измерений работник выявляет поврежденный элемент ВЛ или КЛ, работы останавливаются до устранения неполадки.

При работе на линиях с наводкой необходимо учесть следующие нюансы:

1. Заземление должно находиться в зоне видимости рабочего места.
2. При наличии только статического напряжения достаточно одного заземления, но для надежности лучше установить заземлитель в двух местах. Если одно из устройств выйдет из строя, второе подстрахует.
3. В случае с электромагнитной проводкой принимаются более серьезные меры безопасности. В этом случае заземление ставится непосредственно на рабочем месте. В этом случае наведенный потенциал в месте выполнения работ будет равен нулю.

Заземление — надежный способ защититься от наведенного напряжения. Но даже в этом случае отключенная линия будет находиться под негативным воздействием.

Для работы можно выбрать один из вариантов:

1. Отключение электроустановок, которые находятся параллельно к рабочей линии. В таком случае ремонтные работы должны выполняться как можно быстрее, чтобы исключить простой потребителей без электричества или длительное снижение надежности сети.
2. Разделение ремонтируемой линии на несколько участков, которые не имеют электрической связи. Здесь работает принцип, который упоминался выше. Речь идет о том, что величина наводки напрямую зависит от длины участка.
3. Работы под напряжением или с его отключением, но с применением специальных средств персональной защиты. В таком случае действия работника несколько скованы, но зато удается избежать отключения или снижения надежности сети.

Для обеспечения личной безопасности применяются следующие изделия:

1. Сигнализаторы напряжения — показывают факт наличия U или наводки.
2. Применение защитной одежды и ковриков на диэлектрической основе во избежание прохождения тока через организм человека.
3. Использование указателей напряжения, а также электроизолирующих штанг для проверки уровня наведенного U.
4. Работа в ботах и изолирующих перчатках.

При использовании измерительных устройств и СИЗ необходимо ориентироваться на класс U, для которого они предусмотрены.

Читайте также:

Итоги

Опасность наведенного напряжения нельзя недооценивать. При отсутствии необходимой защиты и нахождении отключенной линии в зоне влияния проводника под напряжением наводка может оказаться опасной для жизни.

Осознание возможных рисков, установка заземлений, следованием правилам ПУЭ и применение СИЗ позволяет свести опасность к минимуму.

Эти правила обязательны к выполнению в электроустановках, на КЛ и ВЛ, а также должны приниматься во внимание при выполнении работы в бытовой сети 220 В.

Формула наведенного напряжения — GeeksforGeeks

Электромагнитная индукция — это явление, при котором проводник помещается в определенное положение, а магнитное поле изменяется или остается постоянным по мере движения проводника. В результате это создает напряжение или электродвижущую силу на электрическом проводнике, известную как индуцированное напряжение. Понятие индуцированного напряжения объясняется законом индукции Фарадея. Закон гласит, что индуцированное напряжение определяется как скорость изменения магнитного потока по отношению ко времени через замкнутую цепь.

Что такое наведенное напряжение?

Электромагнитная индукция играет важную роль в генерации индуцированного напряжения. Наведенное напряжение прямо пропорционально числу витков в катушке, магнитному полю и поперечному сечению контура, а изменяется обратно пропорционально с увеличением времени.

• Обозначается символом ε.
• Его единицей измерения являются вольты (В), а размерная формула определяется как [M ¹ L ² A ⁻¹ Т ^-3 ].

Формула наведенного напряжения

Формула для расчета наведенного напряжения: в катушке

dΦ — магнитный поток,

dt — время.

Приведенная выше формула также называется соотношением между наведенным напряжением и магнитным потоком.

Теперь, с точки зрения магнитного поля на проводнике и его площади, формула для наведенного напряжения выражается как:

ε = NBA/t

где,

• ε — индуктивное напряжение,
• Н — число витков в катушке,
• В — магнитное поле,
• А — площадь катушки ,
• t — затраченное время.

Примеры задач

Задача 1. Рассчитайте индуктивное напряжение катушки из 10 витков, если поток равен 2 Tm ² за 5 с.

Решение:

У нас есть,

n = 10

Dφ = 2

DT = 5

Используя формулу, которую мы имеем,

ε = n × dφ/dt

= 10 × 2/5

= 4 В

9 Задача 2. Рассчитайте индуктивное напряжение катушки из 5 витков, если поток равен 2,5 Тл ² в течение 3 с.

Решение:

Мы имеем,

n = 5

Dφ = 2,5

DT = 3

Используя формулу,

ε = N × Dφ

0003

= 10 × 2,5/3

= 25/3

= 8,33 В

Решение:

Мы имеем,

n = 12

φ = 5

T = 10

Используем формулу,

ε = n × dφ

= 12 × 5/10

= 6 В

Задача 4. Рассчитайте поток, если индуцированное напряжение катушки из 7 витков равно 9В на 8 с.

Решение:

Мы имеем,

ε = 9

n = 7

DT = 8

Используя формулу,

ε = N × Dφ/DT

Dφ = ε = ε = N × Dφ/DT

Dφ = ε = ε = ε = N × DT

Dφ =

. dt/N

= 9 (8/7)

= 10,28 Tm ²

Решение:

У нас есть,

ε = 7

N = 12

dt = 10

Используя формулу, которую мы имеем, )

= 5,83 Tm ²

Задача 6: Рассчитайте количество витков, если поток равен 2,93 Tm ² , индуцированное напряжение равно 11 В в течение 4 с.

Решение:

Имеем,

ε = 11

dΦ = 2,93

dt = 4

Используя формулу, которую мы имеем,

ε = N × dΦ/dt

или

N = ε dΦ/dt

= 11 (2,93/4)

= 8 оборотов.

Задача 7: Рассчитать индуктивное напряжение для числа витков 7, магнитного поля 12 Тл, площади поперечного сечения 10 кв. м и времени 5 с.

Решение:

Имеем,

B = 12

A = 10

N = 7

dt = 5

0002 Рассчитать магнитный поток.

Dφ = BA

= 12 (10)

= 120 TM ²

Используя формулу, которую мы имеем,

ε = n × dφ/dt

= 7 (120/5)

= 168 В

Что такое индуктивное напряжение? (с картинками)

`;

Наука

Факт проверен

Гейша А. Легаспи

Дата последнего изменения: 12 октября 2022 г.

Наведенное напряжение – это электрический потенциал, создаваемый электрическим полем, магнитным полем или током. Наведенное напряжение в природных и искусственных материалах тщательно планируется во многих дисциплинах, включая безопасность и защиту оборудования. В ранней истории электричества Бенджамин Франклин продемонстрировал накопление электрических зарядов в облаках, что приводило к электростатическому заряду и слабому свечению определенного материала.

Трение между воздухом и частицами облака создает накопление электростатического заряда в облаках. Напряжения, генерируемые в облаках на больших высотах, могут достигать миллиардов вольт. Когда атмосферные условия создают путь с меньшим сопротивлением между заряженным облаком и землей, молния ударяет там, где большая часть энергии достигает земли. Сильный ток, связанный с ударом молнии, передается на землю через ионизированную часть атмосферы, и это может легко индуцировать напряжение в проводящих материалах, таких как стальные опоры и электрические кабели. Результатом является индуцированное током напряжение, которое может повредить чувствительное электронное оборудование.

Индуцированное полем напряжение создается либо электрическим, либо магнитным полем. Электрическое поле, индуцированное напряжением, возникает, когда конденсатор или конденсатор заряжаются постоянным током, и на одной пластине индуцируется положительный заряд, а на другой пластине отрицательный заряд. На выводах того же конденсатора будет напряжение, и это напряжение, индуцированное полем. При изменении напряжения результирующий ток изменяет уровень напряжения. Когда молния разряжает облачное образование, чрезвычайно высокое напряжение, которое ранее вызвало молнию, снижается до определенного уровня, определяемого условиями воздуха и земли.

Это напряжение может дополнительно создавать магнитное поле, поэтому его можно назвать магнитным полем с индуцированным напряжением. Когда молния попадает в разрядник на вершине радиомачты, скачок тока распространяется по заземляющему кабелю к земле. Этот ток создает переходное магнитное поле, которое может индуцировать напряжение на любом близлежащем проводнике. Трансформация может повторяться так часто, как позволяет интенсивность первоначальной энергии. Это может указывать на то, почему повреждение оборудования из-за скачков тока и напряжения во время грозы может быть обширным.

В электрическом трансформаторе первичная обмотка индуцирует напряжение на вторичной обмотке. Формула индуцированного напряжения предполагает, что отношение выходного напряжения к входному равно отношению числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки.