Полимерная труба как важнейший элемент кабельной системы 6–500 кВ

78

КЛ1

сеть

КЛ2

0,5

I

Н

нагрузка

0,5

I

Н

КЛ1

сеть

КЛ2

1,0

I

Н

нагрузка

Способы снижения 
напряжений, наведенных 
на кабельные линии 6–500 кВ

УДК 621.315.21

Дмитриев

М

.

В

.,

к.т.н., доцент Санкт-

Петербургского 

политехнического 

университета

В

№

 6(45) 

журнала

 «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

. 

Передача

и

распределение

» 

за

 2017 

год

была

опубликована

статья

 «

Напряжения

, 

наведенные

на

кабель

-

ные

линии

 6–500 

кВ

» [1], 

где

было

показано

, 

что

на

отключенные

кабели

может

наводиться

напряжение

промышленной

частоты

 50 

Гц

, 

достигающее

десятков

вольт

на

каждый

километр

длины

трассы

и

представляющее

опасность

для

ремонтного

и

обслуживающего

персонала

. 

Новая

статья

на

эту

тему

призвана

дополнить

собой

соображения

, 

изложенные

в

материале

 2017 

года

.

Ключевые

слова

:

кабельная линия, одно-

фазный кабель, магнит-

ное поле, наведенное 

напряжение, безопас-

ность персонала

ВВЕДЕНИЕ

Статья [1] рассматривала наводки, которые возникают на отключенных 

от сети кабелях за счет магнитного поля расположенных поблизости:

– кабельных линий (КЛ);

– воздушных линий (ВЛ).

Согласно [1] наведенное напряжение промышленной частоты 50 Гц 

зависело  от  многих  факторов  и  в  нормальном  режиме  работы  сети 

могло достигать 50 Вольт на каждые 1000 м длины трассы и каждые 

1000 А тока работающей КЛ или ВЛ, а при коротком замыкании (КЗ) 

в сети — до 500 Вольт на 1000 м и 1000 А тока КЗ. 

Указанные  значения  наводок  представляют  серьезную  опас-

ность для людей, которые занимаются прокладкой КЛ, их ремон-

том  и  обслуживанием.  К  сожалению,  в  отечественных  норматив-

ных  документах  по  кабельным  линиям,  например  в  [2],  внимание 

уделяется, главным образом, земляным работам и проверке того, 

что КЛ отключена (см. п. 5.3 из [2]), а наведенные напряжения даже 

не упоминаются как заслуживающий внимания фактор риска. По-

этому  в  [1]  предложено  инициировать  разработку  национального 

стандарта  по  вопросам  обеспечения  безопасности  работ  на  КЛ 

в условиях наведенных напряжений. 

По имеющейся информации, в насто-

ящее  время  создание  такого  стандарта 

пока еще не планируется, однако несколь-

ко  сетевых  компаний  проявили  интерес 

к  тематике  и  пытаются  сформулировать 

позицию по данному вопросу, чтобы луч-

ше  защитить  свой  персонал.  Автор  на-

деется, что новая статья по наводкам не 

только  дополнит  первую  статью  [1],  но 

и  послужит  поводом  еще  раз  обратить 

внимание на существующую проблему.

РАСЧЕТНАЯ

СХЕМА

Наводки на отключенную КЛ могут быть 

от  соседних  КЛ  и/или  ВЛ,  причем  как 

только от одной линии, так и сразу от не-

скольких; как от линии такого же класса 

напряжения,  так  и  от  линии  иного.  Для 

определенности  рассмотрим  наиболее 

часто  встречающийся  случай  —  двух-

цепную КЛ (рисунок 1), где единственным 

источником  наводок  на  отключенную 

Рис

. 1. 

Двухцепная

КЛ

:

а

) 

обе

цепи

в

работе

; 

б

) 

одна

из

цепей

отключена

б)

а)

кабельные линии

79

А1

В1

С1

А2

В2

С2

А1

С1

С2

А2

В2

В1

S

АВ

S

ВС

S

12

S

АВ

S

ВС

S

12

цепь  является  другая  цепь,  оставшаяся  в  работе. 

При этом положим, что обе цепи выполнены одно-

фазными кабелями (рисунок 2).

Согласно  [1]  причиной  наводок  на  отключенную 

цепь  (пусть  КЛ2)  является  магнитное  поле  фазных 

токов КЛ1, зависящее от следующих факторов:

– взаимное  расположение  однофазных  кабелей 

(ряд или треугольник);

– расстояния 

S

AB

 и 

S

BС

 между фазами цепи;

– расстояние 

S

12

 между соседними цепями;

– схема  заземления  экранов  КЛ  (двустороннее, 

одностороннее и др.);

– режим КЛ1 (нормальный режим или КЗ в сети);

– вид КЗ (симметричное или несимметричное);

– наличие  транспозиции  самих  однофазных  кабе-

лей (не путать с экранами).

Если в [1] расчеты наведенных напряжений на от-

ключенную КЛ2 выполнены по формулам, то сейчас 

проведем их с помощью известной канадско-амери-

канской компьютерной программы EMTP. Примене-

ние EMTP потребовалось потому, что к перечню вли-

яющих факторов теперь добавлены еще несколько:

– заземление  жил  по  концам  отключенной  КЛ2, 

выполняемое на время работ;

– число фаз КЛ2, в которых одновременно выпол-

няются работы;

– вид  транспозиции  однофазных  кабелей  (меня-

ются  местами  только  две  крайние  фазы  или  же 

меняются местами все три фазы КЛ).

НАИБОЛЕЕ

ОПАСНАЯ

ФАЗА

ОТКЛЮЧЕННОЙ

КЛ

2

Цепь  КЛ1  вызывает  наводки  на  жилы  и  экраны  от-

ключенной КЛ2, однако основное внимание уделим 

только экранам КЛ2, поскольку они находятся ближе 

к поверхности кабеля, то есть именно к экранам пер-

сонал прикоснется в первую очередь.

Наводка  на  элементы  отключенной  КЛ2  опреде-

ляется величиной магнитного поля, которое создано 

работающей КЛ1 в месте прохождения КЛ2. В [1] по-

казано, что наибольшей величины это поле достига-

ет в следующих условиях:

– фазы КЛ1 проложены в ряд с большим расстояни-

ем 

S

АВ

 между фазами;

– расстояние 

S

12

  между  цепями  КЛ1  и  КЛ2  мини-

мально.

В  [1]  рассмотрены  наводки  только  для  средней 

фазы В2, поскольку как раз до нее вычисляется рас-

стояние между цепями 

S

12

. Однако важно понимать, 

что  при  рядной  прокладке  наибольшая  наводка 

будет  не  для  средней  фазы  В2,  а  для  той  из  двух 

крайних (А2, С2), которая ближе всего к работающей 

цепи КЛ1 (в условиях рисунка 2 это фаза А2, и для 

нее в [1] расчеты не демонстрировались).

На  рисунке  3  приведены  наводки  для  наиболее 

опасной  фазы  А2  и  пунктиром  для  сравнения  при-

ведены наводки для средней фазы В2 (заимствова-

ны из статьи [1]). Поскольку наведенные напряжения 

существенно снижаются по мере роста 

S

12

, то здесь 

и далее использована логарифмическая шкала. На-

пример, в случае 

S

12

 = 0,5 м и 

S

АВ

 = 0,2 м наводка со-

ставляет на 1000 м длины трассы и 1000 А тока КЛ1:

– около 50 В для фазы В2 (пунктирная линия № 3);

– около 90 В для фазы А2 (сплошная линия № 3), 

что опаснее для персонала, чем при работах на 

фазе В2.

Минимальные наводки на КЛ2 характерны, когда 

однофазные  кабели  лежат  сомкнутым  треугольни-

ком,  поскольку  при  этом  происходит  хорошая  ком-

пенсация  магнитных  полей  трех  фаз  работающей 

КЛ1. На самом деле, в рамках треугольника степень 

компенсации полей также зависит и от диаметра ка-

белей 

d

: чем меньше 

d

, тем лучше удается прибли-

зить друг к другу три магнитных поля, и тем лучше 

они компенсируют друг друга. 

В [1] при изучении сомкнутого треугольника диа-

метр  однофазного  кабеля  принимался 

d

  =  100  мм, 

и это значение характерно скорее для кабелей 110–

500 кВ. Здесь же, в новой статье, говоря о сомкну-

том треугольнике, примем 

d

 = 50 мм, что относится 

скорее  к  кабелям  классов  6–35  кВ.  Чтобы  просле-

дить  степень  влияния 

d

  на  наводки  при  прокладке 

фаз сомкнутым треугольником, на рисунке 3 на при-

мере  В2  даны  значения  напряжений  как  для  слу-

чая 

d

 = 50 мм (зависимость № 1), так и для случая 

d

 = 100 м (зависимость № 1', взятая из [1]). Видно, 

что, скажем, при 

S

12

 = 0,5 м наводка для 

d

 = 50 мм 

составляет 6 В / 1000 м / 1000 А, а для 

d

 = 100 мм на-

водка больше и равна 10 В/1000 м/1000 А.

Итак, можно утверждать, что с ростом номиналь-

ного напряжения кабелей и сечения их жилы наве-

денные напряжения становятся опаснее, поскольку 

б)

а)

Рис

. 2. 

Основные

способы

расположения

однофазных

кабелей

двухцепной

КЛ

: 

а

) 

в

ряд

; 

б

) 

сомкнутым

тре

-

угольником

Рис

. 3. 

Напряжение

, 

наведенное

на

экраны

отключенной

КЛ

2: 

сплошная

линия

 — 

наводка

на

крайнюю

фазу

А

2; 

пунктир

 — 

наводка

на

среднюю

фазу

В

2

1) 

S

AB

 = 

d

 = 0,05 м

1') 

S

AB

 = 

d

 = 0,1 м

2) 

S

AB

 = 0,1 м

3) 

S

AB

 = 0,2 м

4) 

S

AB

 = 0,3 м

S

12

, м

U

Э

, В / 1000 А / 1000 м

4

3
2

1'

1

3,5

0

100

10

1

0,1

0,5

1

1,5

2

2,5

3

№

 3 (54) 2019

80

при этом, во-первых, происходит рост диаметра ка-

беля 

d

, что ухудшает компенсацию полей трех фаз 

работающей КЛ1. Во-вторых, происходит рост токов 

жил  работающей  КЛ1  (соразмерно  сечению),  а  на-

водка на КЛ2 как раз пропорциональна этим токам.

Отметим, что все расчеты рисунка 3 выполнены 

при  одностороннем  заземлении  экранов  работаю-

щей КЛ1 и отключенной КЛ2, поскольку этот случай 

позволяет  оценить  максимальные  уровни  наведен-

ных  напряжений.  Рассмотрим  далее  другие  схемы 

заземления  экранов  и  то,  как  они  повлияют  на  на-

веденные напряжения.

ВЛИЯНИЕ

СХЕМЫ

ЗАЗЕМЛЕНИЯ

ЭКРАНОВ

РАБОТАЮЩЕЙ

КЛ

1

Наводки  на  КЛ2  определяются  магнитным  полем 

КЛ1, а значит зависят и от токов жил КЛ1 (

I

ЖА1

, 

I

ЖВ1

, 

I

ЖС1

),  и  от  токов  экранов  КЛ1  (

I

ЭА1

, 

I

ЭВ1

, 

I

ЭС1

).  Токи 

в экранах, в свою очередь, зависят от принятой для 

них схемы заземления (см. [3]) и возникают лишь при 

простом двустороннем заземлении (рисунок 4а). Для 

других схем токов в экранах нет, но зато имеются на-

пряжения 

U

ЭА1

, 

U

ЭВ1

, 

U

ЭС1

, достигающие наибольших 

значений в узлах транспозиции (рисунок 4б) или на 

разземленном конце экранов (рисунок 4в). 

При  простом  двустороннем  заземлении  (рису-

нок 4а) экранные токи 

I

ЭА1

, 

I

ЭВ1

, 

I

ЭС1

 пропорциональны 

токам в жиле 

I

ЖА1

, 

I

ЖВ1

, 

I

ЖС1

, причем отношение токов 

в экранах и в жилах зависит от двух основных фак-

торов [3]:

– расстояние 

S

АВ

  между  соседними  фазами  и  спо-

соб  их  взаимного  расположения  (ряд  или  треу-

гольник);

– сечение экрана 

F

Э

 и его материал (медь или алю-

миний).

Положим  для  определенности,  что  три  одно-

фазных  кабеля  КЛ1  с  медными  экранами  сечени-

ем 

F

Э

  =  95  мм

2

  расположены  в  ряд  с  расстоянием 

S

АВ

 = 0,2 м (точно так же выполнена и отключенная 

КЛ2). Для этих условий на рисунке 5 представлены 

результаты расчетов наводок на фазы А2, В2, С2 от-

ключенной КЛ2:

– при  двустороннем  заземлении  экранов  КЛ1 

(сплошная линия на рисунке 5);

– при  одностороннем  заземлении  экранов  КЛ1 

(пунк тирная линия на рисунке 5).

Во всех расчетах экраны и жилы КЛ2 находились 

в состоянии, показанном на рисунке 6а: экраны име-

ли одностороннее заземление, а жилы КЛ2 остава-

лись никак не связанными с землей.

Во-первых,  рисунок  5  еще  раз  подтверждает 

вывод, сделанный ранее на основе рисунка 3: при 

рядном  расположении  фаз  наибольшие  наводки 

на  отключенную  КЛ2  характерны  не  для  средней 

фазы В2, а для той крайней фазы, которая распо-

ложена ближе всего к работающей КЛ1 (то есть для 

фазы А2).

Во-вторых,  из  рисунка  5  следует,  что  при  ма-

лых  расстояниях 

S

12

  между  КЛ1  и  КЛ2  наводки 

на  отключенную  КЛ2  выше  при  одностороннем 

заземлении  экранов  рабочей  КЛ1,  тогда  как  при 

больших  расстояниях 

S

12

  наоборот  —  наводки 

выше при двустороннем. Однако в целом для при-

нятых исходных данных (

S

AB

 = 0,2 м, 

F

Э

 = 95 мм

2

) 

можно  утверждать,  что  схема  заземления  экра-

нов работающей КЛ1 слабо повлияет на наводки 

для отключенной КЛ2. 

Поскольку  основной  целью  исследований  яв-

ляется  определение  наибольших  наведенных  на-

пряжений (а они достигаются при малых 

S

12

), то для 

дальнейших расчетов будем полагать, что экраны 

КЛ1  имеют  одностороннее  заземление,  ведь  как 

раз  для  одностороннего  заземления  наводки  при 

малых 

S

12

  будут  наибольшими  (рисунок  5).  Также 

это позволит не конкретизировать сечение экранов 

F

Э

, которое надо было бы учитывать при двусторон-

нем заземлении экранов. Таким образом, все полу-

чаемые далее результаты и выводы можно считать 

достаточно обобщенными, никак не привязанными 

КАБЕЛЬНЫЕ 

ЛИНИИ

Рис

. 4. 

Схемы

соединения

экранов

КЛ

1: 

а

) 

двустороннее

заземление

; 

б

) 

двустороннее

с

транспозицией

экранов

; 

в

) 

одностороннее

заземление

I

ЖА1

I

ЖВ1

I

ЖС1

I

ЭА1

I

ЭС1

I

ЭВ1

КЛ1

В1

С1

А1

В1

С1

А1

I

ЖА1

I

ЖВ1

I

ЖС1

КЛ1

U

ЭА1

U

ЭВ1

U

ЭС1

I

ЖА1

I

ЖВ1

I

ЖС1

КЛ1

В1

С1

А1

U

ЭА1

U

ЭВ1

U

ЭС1

U

ЭА1

U

ЭВ1

U

ЭС1

б)

в)

а)

Рис

. 5. 

Напряжение

, 

наведенное

на

фазы

А

2, 

В

2, 

С

2 

от

-

ключенной

КЛ

2: 

сплошная

линия

 — 

при

двустороннем

заземлении

экранов

КЛ

1 (

рисунок

 4

а

); 

пунктир

 — 

при

одностороннем

заземлении

экранов

КЛ

1 (

рисунок

 4

в

)

S

AB

 = 0,2 м

А2

B2

C2

S

12

, м

U

Э

, В / 1000 А / 1000 м

3,5

0

100

10

1

0,5

1

1,5

2

2,5

3

81

к  каким-то  конкретным  параметрам  КЛ,  и  в  то  же 

время позволяющими оценить наихудшие условия 

для обслуживающего персонала.

Разобравшись  с  влиянием  схемы  заземления 

экранов  рабочей  КЛ1,  перейдем  к  другому  вопро-

су — влиянию на наводки факта заземления жил от-

ключенной КЛ2.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

ЖИЛ

ОТКЛЮЧЕННОЙ

КЛ

2

Как и всегда ранее, на данном этапе полагаем, что 

экраны  отключенной  КЛ2  имеют  одностороннее 

заземление  (рисунок  6).  Напряжение,  наведенное 

на  такие  экраны,  дает  представление  о  наводках 

и  для  всех  других  возможных  схем  заземления 

экранов  КЛ2.  Например,  при  двустороннем  зазем-

лении экранов КЛ2 персонал, вскрывший оболочку 

кабеля и разрезавший проволоки экрана для того, 

чтобы подготовить КЛ2 к монтажу муфты, окажет-

ся  под  точно  таким  же  напряжением,  как  имеется 

в конце одностороннего экрана в условиях рисун-

ка 6. Поэтому схема заземления экранов КЛ2, пока-

занная на рисунке 6, является не случайной, и рас-

сматривать другую не следует.

КЛ2

В2

С2

А2

U

ЭА2

U

ЭВ2

U

ЭС2

В2

С2

А2

КЛ2

U

ЭА2

U

ЭВ2

U

ЭС2

б)

а)

Рис

. 6. 

Обустройство

жил

отключенной

КЛ

2, 

выполняе

-

мое

на

время

проведения

работ

: 

а

) 

жилы

не

заземлены

(

или

заземлены

только

с

одной

стороны

); 

б

) 

жилы

за

-

землены

одновременно

в

обоих

концах

КЛ

2

Действительный  интерес  представляет  не 

схема заземления экранов КЛ2, а наличие/отсут-

ствие заземления жил КЛ2. Если жилы отключен-

ной  КЛ2  вообще  не  заземлены  (рисунок  6а)  или 

заземлены только на одном из двух концов КЛ2, 

то в таких жилах не может проходить наведенный 

ток, и поэтому они не способны повлиять на маг-

нитное поле работающей КЛ1 и как-то снизить на-

водки на экраны КЛ2. 

Если жилы отключенной КЛ2 заземлены одновре-

менно в обоих концах КЛ2 (рисунок 6б), то создается 

путь для прохождения наведенного тока, и такой ток 

сможет  ослабить  магнитное  поле  КЛ1  и  связанные 

с ним наводки на экраны КЛ2. Эффект от появления 

двустороннего  заземления  жил  КЛ2  показан  на  ри-

сунке 7. Например, если при 

S

12

 = 0,5 м и 

S

АВ

 = 0,2 м 

без заземления жил КЛ2 наводка на фазу А2 была 

90 В / 1000 м / 1000 А (сплошная линия № 3), то по-

сле двустороннего заземления жил КЛ2 наводка сни-

зилась в 9 (!) раз до 10 В / 1000 м / 1000 А (пунктир-

ная линия № 3).

Анализ  рисунка  7  склоняет  к  выводу  о  том,  что 

двустороннее  заземление  жил  КЛ2  обеспечивает 

безопасность работ на отключенной КЛ2. К сожале-

нию, этот вывод является ошибочным. Чтобы пояс-

нить, рассмотрим различные варианты работ на от-

ключенной КЛ2.

ВАРИАНТЫ

РАБОТЫ

НА

ОТКЛЮЧЕННОЙ

КЛ

2

В месте проведения работ, обозначенном на рисун-

ке 8 разрывом экранов (и жил), на каждом разрыве 

Рис

. 7. 

Напряжение

, 

наведенное

на

экран

А

2 

отключен

-

ной

КЛ

2: 

сплошная

линия

 — 

когда

жилы

КЛ

2 

не

за

-

землены

 (

рисунок

 6

а

) 

или

заземлены

с

одной

стороны

; 

пунктир

 — 

когда

жилы

КЛ

2 

заземлены

с

двух

сторон

(

рисунок

 6

б

)

1) 

S

AB

 = 

d

 = 0,05 м

2) 

S

AB

 = 0,1 м

S

12

, м

U

Э

, В / 1000 А / 1000 м

4

4

3

3

2

2

1

1

3,5

0

100

10

1

0,1

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3) 

S

AB

 = 0,2 м

4) 

S

AB

 = 0,3 м

Рис

. 8. 

Варианты

работ

на

отключенной

КЛ

2 

с

двусто

-

ронним

заземлением

жил

: 

а

) 

монтаж

трех

муфт

; 

б

) 

об

-

служивание

экранов

; 

в

) 

монтаж

одной

муфты

КЛ2

В2

С2

А2

U

ЭА2

U

ЭВ2

U

ЭС2

КЛ2

В2

С2

А2

U

ЭА2

U

ЭВ2

U

ЭС2

КЛ2

В2

С2

А2

U

ЭА2

U

ЭВ2

U

ЭС2

U

ЖА2

U

ЖВ2

U

ЖС2

U

ЖА2

б)

в)

а)

№

 3 (54) 2019

82

есть  три  наведенных  напряжения  промышленной 

частоты 50 Гц: 

1)  слева от разрыва на экране (жиле) относительно 

земли;

2)  справа от разрыва на экране (жиле) относитель-

но земли;

3)  продольно на разрыве экрана (жилы).

Первые два напряжения меняются в зависимо-

сти от того, где именно вдоль трассы КЛ2 проводят-

ся ремонтные работы — в начале, в средней части, 

в конце. Третье же напряжение не зависит от места 

работ и представляет собой величину, равную раз-

ности первого и второго напряжений — именно оно 

показано на рисунке 8 на разрывах экранов (жил). 

Из-за ограниченности объема статьи на рисун-

ке 8 даны лишь некоторые частные случаи выпол-

нения  работ  на  отключенной  КЛ2.  Положим,  что 

во  всех  этих  случаях  «для  обеспечения  безопас-

ности» в обоих концах КЛ2 выполнено заземление 

жил А2, В2, С2 (и даже экранов А2, В2, С2). Несмо-

тря на принятые меры, покажем, что:

– наводки в схеме рисунка 8а полностью совпада-

ют  с  наводками  в  схеме  рисунка  6а  и  поэтому 

могут  представлять  опасность  (см.  сплошные 

кривые на рисунке 7);

– наводки в схеме рисунка 8б полностью совпада-

ют  с  наводками  в  схеме  рисунка  6б  и  поэтому 

менее  опасны  (см.  пунктирные  кривые  на  ри -

сунке 7).

На рисунке 8а показан вариант, когда КЛ2 раз-

делана и готова к монтажу трех соединительных 

муфт.  К  сожалению,  двустороннее  заземление 

жил А2, В2, С2 тут не имеет смысла, ведь в месте 

проведения  работ  все  три  жилы  оказались  разо-

рваны, что исключило возможность прохождения 

по ним наведенных токов и тем самым исключило 

снижение результирующего магнитного поля и вы-

званных им наводок на КЛ2. Следовательно, про-

дольные  наведенные  напряжения 

U

ЭА2

, 

U

ЭB2

, 

U

ЭC2

на разрывах экранов КЛ2 будут точно такими же, 

как они были относительно земли в схеме рисун-

ка  6а  на  конце  односторонне  заземленных  экра-

нов КЛ2. Интересно, что для рисунка 8а продоль-

ные  наводки  на  жилы 

U

ЖА2

, 

U

ЖB2

, 

U

ЖC2

  совпадают 

с 

U

ЭА2

, 

U

ЭB2

, 

U

ЭC2

.

На  рисунке  8б  отображен  вариант,  который 

может  возникнуть  при  совершенно  различных 

обстоятельствах.  Например,  в  рамках  ремонта 

проложенной  кабельной  линии  осуществляет-

ся  подготовка  к  монтажу  трех  соединительных 

муфт, для чего с трех фаз КЛ2 уже успели снять 

оболочку и разрезать три экрана, однако разре-

зать жилы пока не успели. Или же, скажем, на КЛ2 

выполнена  транспозиция  экранов,  и  персонал, 

осуществляя  ее  обслуживание,  открыл  коробки 

транспозиции  и  изъял  три  экранные  перемычки. 

Или,  например,  КЛ2  имеет  заземление  экранов 

с  одной  стороны  (разрыв  экранов  не  в  средней 

части  КЛ2,  а  на  конце),  и  персонал  открыл  кон-

цевые коробки с целью проверки экранных ОПН. 

Во всех названных случаях наведенные напряже-

ния 

U

ЭА2

, 

U

ЭB2

, 

U

ЭC2

 будут точно такими же, как они 

были в схеме рисунка 6б.

Рассмотрев два пограничных случая рисунков 8а 

и 8б (наиболее опасный и наименее опасный) пред-

ложим какой-то третий, промежуточный — он при-

веден на рисунке 8в. Его можно трактовать, напри-

мер, вот так: на отключенной КЛ2 делается монтаж 

соединительной муфты фазы А2, и одновременно 

оказались  демонтированы  три  перемычки  в  узле 

транспозиции  (или,  скажем,  нет  транспозиции, 

а просто экраны КЛ2 имеют одностороннее зазем-

ление  экранов).  Отметим,  что  разрыв  экранов  В2 

и  С2  отчасти  является  надуманным  и  сделан  для 

того, чтобы уйти от двустороннего заземления экра-

нов и указания конкретного сечения экранов. Если 

все же полагать для схемы рисунка 8в, что экраны 

В2 и С2 не имеют разрыва, то наводки на А2 от это-

го почти не изменятся, ведь у фаз В2 и С2 и без того 

уже заземлены сами жилы. 

Наводки на экран (и жилу) фазы А2, возникаю-

щие в схеме рисунка 8в, показаны на рисунке 9 пун-

ктирными  линиями,  а  сплошными  для  сравнения 

показаны наводки в самой опасной схеме на рисун-

ке 8а (или, что то же самое, в схеме на рисунке 6а). 

Например, при 

S

12

 = 0,5 м и 

S

АВ

 = 0,2 м наводка на 

фазу А2 составляет:

– 60 В / 1000 м / 1000 А (пунктир № 3) при монтаже 

одной муфты;

– 90 В / 1000 м / 1000 А (сплошная № 3) при монта-

же сразу трех муфт.

При  увеличении  расстояния  между  цепями  до 

S

12

 = 0,75 м наводка на А2 будет:

– 20 В / 1000 м / 1000 А (пунктир № 3) при монтаже 

одной муфты;

– 45 В / 1000 м / 1000 А (сплошная № 3) при монта-

же сразу трех муфт.

Если длина трассы равна, скажем, 4000 метров, 

а ток в жиле работающей КЛ1 равен 500 А, то при 

распространенном на практике 

S

12

 = 0,75 м у пер-

сонала  в  руках  окажется  напряжение  40  В  (при 

монтаже  одной  муфты)  и  90  В  (при  монтаже  трех 

муфт)  —  оба  напряжения  вполне  можно  полагать 

смертельными.  Следовательно,  безопасность  ра-

бот  на  отключенных  КЛ  является  серьезным  во-

просом  и  особенно  в  тех  случаях,  когда  фазы  КЛ 

прокладываются в ряд на расстоянии друг от друга, 

а не сомкнутым тре угольником.

КАБЕЛЬНЫЕ 

ЛИНИИ

Рис

. 9. 

Напряжение

, 

наведенное

на

экран

А

2 

отключен

-

ной

КЛ

2: 

сплошная

линия

 — 

когда

жилы

КЛ

2 

не

за

-

землены

или

заземлены

с

одной

стороны

 (

рисунок

 8

а

); 

пунктир

 — 

когда

жилы

двух

фаз

КЛ

2 

заземлены

с

двух

сторон

 (

рисунок

 8

в

)

1) 

S

AB

 = 

d

 = 0,05 м

2) 

S

AB

 = 0,1 м

S

12

, м

U

Э

, В / 1000 А / 1000 м

4

4

3

3

2

2

1

1

3,5

0

100

10

1

0,1

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3) 

S

AB

 = 0,2 м

4) 

S

AB

 = 0,3 м

83

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

СПОСОБЫ

СНИЖЕНИЯ

НАВЕДЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

НА

КЛ

2

Если  фазы  КЛ1  и  КЛ2  проложены  сомкнутым  тре-

угольником (рисунок 2б) на всем протяжении трассы 

или  хотя  бы  на  значительной  ее  части,  то  это  уже 

является надежным способом защиты персонала от 

наведенных напряжений. В тех случаях, когда про-

ложить фазы сомкнутым треугольником по каким-то 

причинам нельзя, для защиты персонала рекомен-

дуется  выполнять  транспозицию  двух  крайних  фаз 

или транспозицию всех трех фаз (рисунок 10). 

Эффективность транспозиции самих однофазных 

кабелей (не следует путать с транспозицией экранов) 

продемонстрирована на рисунке 11, который получен 

при 

S

АВ

 = 0,2 м в схеме рисунка 8в, где осуществляет-

ся монтаж одной муфты А2. Например, при распро-

страненных на практике 

S

12

 = 0,75 м и 

S

АВ

 = 0,2 м:

– транспозиция двух крайних фаз снижает наводку 

от 20 В / 1000 м / 1000 А до 14 В;

– транспозиция  трех  фаз  снижает  наводку  от 

20 В / 1000 м / 1000 А до 8 В.

При типовых длинах КЛ и характерных токах жил 

погонная наводка уровня 8 В / 1000 м / 1000А уже 

едва ли способна вызвать опасное воздействие на 

персонал. 

ВЫВОДЫ

Проведение  монтажа,  ремонта,  обслуживания  от-

ключенных от сети цепей КЛ всегда сопряжено с ри-

ском  для  персонала  оказаться  под  воздействием 

наведенного  напряжения  промышленной  частоты. 

Опасность  наводок  увеличивается  по  мере  роста 

длины КЛ и класса ее напряжения (так как с ростом 

класса возрастают токи в жилах КЛ, а также среднее 

расстояние между осями фаз вдоль трассы КЛ). 

Безопасность  работ  на  КЛ  в  условиях  наведен-

ных напряжений достойна того, чтобы стать поводом 

для  разработки  в  России  отдельного  нормативного 

документа. Для снижения наводок в сетях всех клас-

сов 6–500 кВ следует:

– прокладывать  фазы  КЛ  сомкнутым  треугольни-

ком на большей части трассы КЛ;

– в  случае  прокладки  фаз  в  ряд  использовать 

транспозицию двух крайних фаз КЛ или же транс-

позицию всех трех фаз КЛ (не путать с транспози-

цией экранов);

– на  время  работ  заземлять  по  концам  жилы 

и экраны отключенных КЛ;

– размещать  цепи  КЛ  возможно  дальше  друг  от 

друга;

– при  ремонтах  сразу  нескольких  фаз,  сопряжен-

ных с разделкой экранов (и жил), работы лучше 

выполнять  поочередно,  переходя  к  следующей 

фазе только после восстановления целостности 

заземленной по концам предыдущей фазы.

В  некоторых  случаях  для  гарантии  полной  без-

опасности проведения работ можно рекомендовать 

выводить из работы не одну, а сразу обе цепи КЛ, за-

ранее переведя потребителей на питание от других 

источников.

Рассуждения, содержащиеся в статье, относятся 

к нормальном режиму сети, когда токи КЛ не превос-

ходят нескольких сотен ампер. Если же в сети име-

ется короткое замыкание, то токи жил КЛ существен-

но возрастают, что влечет за собой рост наводок на 

отключенную цепь. Особенно опасными наводки на 

отключенную цепь будут, как показано в [1], при не-

симметричных коротких замыканиях в сети. Защита 

персонала в таком случае — отдельная тема для ис-

следований.  

В

С

А

В

A

C

В

С

А

C

A

B

A

B

C

б)

а)

Рис

. 10. 

Транспозиция

самих

однофазных

кабелей

при

их

прокладке

в

ряд

: 

а

) 

только

двух

крайних

фаз

;

б

) 

всех

трех

фаз

Рис

. 11. 

Напряжение

, 

наведенное

на

экран

А

2 

отключен

-

ной

КЛ

2 

в

схеме

рисунка

 8

в

1) нет трансп.
2) трансп. 2ф
3) трансп. 3ф

S

12

, м

U

Э

, В / 1000 А / 1000 м

3

2

1

3,5

0

100

10

1

0,1

0,5

1

1,5

2

2,5

3

S

AB

 = 0,2 м

ЛИТЕРАТУРА

1.  Дмитриев М.В. Напряжения, наведенные на кабельные 

линии 6–500 кВ // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ: передача и рас-

пределение, 2017, № 6(45). С. 86–91.

2.  СТО  56947007-29.060.20.072-2011.  Силовые  кабель-

ные линии напряжением 110-500 кВ. Организация экс-

плуатации и технического обслуживания. Нормы и тре-

бования. М.: ПАО «ФСК ЕЭС», 2011.

3.  Дмитриев М.В. Заземление экранов однофазных сило-

вых кабелей 6–500 кВ. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 

2010. 152 с. 

REFERENCES

1.  Dmitriev  M.V.  Induced  voltage  on  6-500  kV  cable  lines. 

ELECTRIC POWER: Transmission and Distribution, 2017, 

no. 6(45), pp. 86-91. (in Russian)

2.  STO  56947007-29.060.20.072-2011.  110-500  kV  power 

cable  lines.  Organization  of  operation  and  maintenance. 

Standards and requirements. Moscow, "FGC UES" PJSC 

Publ., 2011. (in Russian)

3.  Dmitriev M.V. 

Zazemlenie ekranov odnofaznykh silovykh ka-

beley 6–500 kV

 [Grounding of 6-500 kV single-phase power 

cable screens]. St. Petersburg, SPbPU Publ., 2010. 152 p.

№

 3 (54) 2019