誘導電圧とその対策

架空送電線には、近隣で運用されている送電線によって電圧が誘導されますが、この電圧は送電線自体の電圧とは直接関係がないため、誘導電圧と呼ばれます。

この事実に関連して、電気設備の操作に関する安全規則は、架空線で作業するときに安全を確保するために講じなければならない保護措置を決定します。接地が切断されたワイヤの誘導電位の値を 25 ボルト未満に下げるのに役立たない状況では、安全対策も別個の項目として記載されています。

一方、サービス担当者は誘導電圧により感電することがあります。これは、誘導電圧の本質、それがどのように発生するか、どのようなメカニズムであるかについての理解が不足しているために起こります。隣接する線からの電圧誘導の影響を受けやすい適切に接地された導体に触れただけでも感電する可能性があるため、危険は何らかの形で残ります。

結論としては、他の架空線と平行に走る架空線は常に隣接する線路の誘導作用を受けており、そこから電位が誘導されます。

線路の電磁場は相互作用しますが、誘導電圧の値は動作電圧と負荷電流の両方、および線路の長さに加えて線路の相導体間の距離にも関係します。これらの導体が平行に走るセクションは重要です。各線路に電位が誘導され、静電相互作用と電磁相互作用という 2 つの要素で構成されます。

最初の成分は静電気です。このコンポーネントによって誘導される電圧は、切断されたと考えられる線路に影響を与える電界の相互作用に関連します。誘起電圧の値、偶数 PUEの対象となる、ただし、これらの線が平行に通過する場合、影響する線の電圧に依存します。切断された架空線に誘導される電圧は、その全長に沿って同じであることが判明し、次のようになります。

誘導電圧分布図:

誘導電圧の静電気成分は、少なくとも 1 か所を接地することにより、線路の全長に沿って安全な値まで低減できます。つまり、このような架空線の両端が接地されていれば、静電成分の作用の影響は完全に排除されることになる。切断されたエアラインは端で接地されており、メンテナンス中に安全規則に従って作業場で接地する必要があります。

電磁コンポーネントは、静電気コンポーネントとは作用メカニズムが異なります。電磁コンポーネントからの誘導電圧は、影響を与える線路に属する相導体の電流による磁場の作用によるものです。したがって、切断された架空線に向けられた EMF は次のようになります。

ここで重要なのは、誘導結合の係数です。これは、検討している線路のコリドーでは変化しませんが、EMF 値は、線路が平行に続くセクションの長さによって決まります。影響を与えるラインの負荷電流も重要ですが、ライン電圧は重要ではありません。点 x における対地電圧は次のようになります。

式から明らかなように、線の先頭では電磁成分によって誘導される電圧は + E / 2、線の中間では 0、最後では -E / 2 になります。 誘導電圧の電磁成分ワイヤが地面から絶縁されているか、1 つ以上の点で接地されているため、変化しません。

架空線上の接地点の数が増加すると、線路上のゼロ電位点の位置のみが移動します。誘導電圧の電磁成分のこの特性に従って、安全規則が規定されています。

これらの図は、切断された架空線に誘導される電圧の電磁成分の分布が接地位置の点に依存することを示しています。接地が 1 つだけの場合、誘導電位のゼロ点は 1 つの接地点と一致します。

これらの図は、ある点で接地された架空線は EMF の誘導電磁成分の実効値を下回っているため、架空線上の 2 か所以上の場所で同時に作業が行われる場合にサービス担当者に潜在的な危険が生じることを正当化します。したがって、チームの 1 つが接地点 C で作業している場合、そこの電圧はゼロになります。

2 番目の作業場 D にも保護接地を設けることができますが、その場合、ゼロ電位点は点 D と点 C の間の方向に移動し、点 D と点 C 自体の電圧が安全な値を超える可能性があり、人々はすでに危険にさらされる可能性があります。リスクにさらされることになります。

作業中にも同様の効果が発生します。 回線断路器、架線からの誘導電圧の影響を受けています。断路器はライン側で接地する必要があり、この接地が引き込み線の唯一の接地であれば作業員は安全です。

そうしないと、たとえば引込線の反対側にある変電所などに別のアースがある場合、動作点での誘導電圧が最大値まで増加し、人が危険にさらされることになります。図に説明図を示します。

誘導電圧要因により、架空線が誘導電圧の影響下にある場合、作業員は線路ごとに 1 つのチームのみで作業する必要があります。また、線路を複数の非接続区間に分割し、順次復旧するという方法もあり、不必要なコストはかかりますが、人々の安全を確保するためにはこの方法が採用されています。代替案は、ライブ作業であり、その後、複数のチームが一度に 1 つのラインで作業できます。

旅団の作業場を準備する過程では、保護接地装置と相線の接触接続の信頼性に特別な注意が払われます。

誤って接触が失われると、ゼロ電位点はすぐに別の場所に移動し、作業場には誘導電圧が発生し、人が危険にさらされます。このため、信頼性について 2 つの防御策を講じるのが最善です。このニュアンスを図で説明します。

電圧の誘導電磁成分の最大値は、線路の相互作用ゾーンの境界、特に切断された線路の断路器に発生します。線路断路器の接地母線、または変電所から数えて最初の支持体上のこれらの点では、線路の両端にアースが含まれている状態で測定が行われます。したがって、最大 500 ～ 1000 ボルトの予想制限内に適合するクラスの電圧計が選択されます。

影響する線の最大電流がわかっている場合、電流モードで測定を実行した後、最大誘起電圧を計算することが可能になります。最大誘起電圧は次の式で計算されます。

測定中は安全の基本を念頭に置くことが重要です。接続線、断路器のフレーム、および電圧計自体に通電することができます。安全に動作させるために、まず測定回路を組み立ててから相線に接続する必要があります。

接続ワイヤは最低電圧 1000 ボルトまで絶縁する必要があります。作業者は絶縁ブーツと手袋を着用する必要があります。測定中に電圧計スケールの測定限界を変更する必要がある場合は、まず測定回路全体をラインから切断する必要があります。