Москва, 123007, Хорошевское шоссе, дом №38, корпус 1, офис №522, тел. +7-495-727-8131; 8(495)940-1730,

Об электромагнитной экологии электроустановок зданий

Об электромагнитной экологии электроустановок зданий

Казалось бы, причем здесь система электроснабжения здания как таковая?

Что в ней может оказывать негативное влияние?

Каков физический механизм формирования этого воздействующего фактора?

Сколь массово распространена потенциально опасная ситуация?

И что делать для защиты от подобных негативных воздействий?

Постараемся детально разобраться с этими вопросами.



Хорошо известно, электромагнитные поля оказывают негативное действие на состояние здоровья человека, и степень «вредоносности» определяется интенсивностью, частотой электромагнитной волны, временем воздействия и другими факторами.

Применительно к электроустановкам зданий главным воздействующим фактором являются магнитные поля промышленной частоты (МП ПЧ).

Магнитное поле в окружающем пространстве создается током в проводниках. Таким образом, причина появления МП ПЧ вблизи силовых трансформаторов, электродвигателей и т. п. очевидна. Более сложная ситуация с системой кабельных линий здания. Суммарный ток по линиям питания однофазных и трехфазных нагрузок тождественно равен нулю при любом распределении нагрузок по фазам, и магнитное поле, создаваемое протекающими в таких кабельных линиях токами в проложенных рядом друг с другом проводниках также пренебрежимо мало.

Но если проложить фазные и нулевые рабочие проводники по разным трассам, в пространстве между ними возникает значительное по величине магнитное поле (при тех же токах в проводниках).

Далее, если по тем или иным причинам (см. ниже) нулевой рабочий проводник имеет гальваническую связь с нулевыми защитными проводниками и/или металлоконструкциями здания, то часть тока с этого проводника «уходит» на РЕ-систему (возникает ток утечки). Возникающий при этом дисбаланс токов (неравенство нулю суммарного тока по кабельной линии) создает в окружающем пространстве постоянно присутствующее магнитное поле, медленно убывающее с увеличением расстояния от рассматриваемого кабеля.

Кроме того, наличие токов утечки в системе электроснабжения здания приводит к постоянному протеканию токов по металлоконструкциям и трубопроводным системам, что также является причиной увеличения уровней МП ПЧ.

Что является причиной появления токов утечки и как часто возникает вышеописанная ситуация?

1. Выполнение электроустановки здания в соответствии с требованиями 6-го издания ПУЭ (4-х проводная ТN-C система). При этом имеются множественные, приводящие к возникновению токов утечки, гальванические связи PEN – проводника с металлоконструкциями здания. Иными словами, все здания, электроустановки которых выполнены по TN-C системе, в той или иной степени изначально подвергнуты электромагнитному загрязнению магнитными полями промышленной частоты.

2. Ожидалось, что введение в действие требований 7-го издания ПУЭ позволит законодательно поэтапно устранить сложившуюся ситуацию. К сожалению, этого не произошло. Действительно, п. 543.2.5 ГОСТ Р 50571.10-96 гласит: «Использование СПЧ (сторонних проводящих частей) в качестве PEN-проводников запрещено». В тоже время п. 1.7.133 7-го издания ПУЭ в дословной формулировке «Не допускается использование сторонних проводящих частей в качестве единственного PEN-проводника» одним - единственным словом (безусловно обоснованным с т.з. обеспечения электробезопасности) не ставит токи утечки «вне закона» со всеми вытекающими отсюда последствиями (включая невозможность применения устройств защитного отключения).

3. Известно, что при равномерной нагрузке в цепях 3-х фазного переменного тока ток в нулевом проводе отсутствует. Это действительно справедливо для линейных электропотребителей(электродвигатели, нагреватели, лампы накаливания и т.п.) На самом деле ситуация может быть намного хуже. Дело в том, что для широко распространенных в настоящее время нелинейныхэлектропотребителей (компьютеры и файл-серверы, компьютерная периферия, мониторы, лазерные принтеры, блоки бесперебойного питания (UPS), копировальные аппараты и факсы; газоразрядные лампы, бытовая аудио- и видеотехника и т.п.) характерно присутствие высших гармоник в форме кривой потребляемого тока. А в этом случае гармоники тока, кратные трем, алгебраически складываются в нулевом рабочем проводнике, в результате чего ток в последнем превышает ток в фазных проводниках (до 1.7 раз) даже при абсолютном равенстве нагрузок по фазам. Соответственно ток утечки линий питания «компьютерных нагрузок» (а значит и загрязнение МП высших гармоник промышленной частоты) будет значительно выше по сравнению со случаем питания по той же сети линейных электропотребителей/1/.

4. Постоянно встречающиеся на практике и многократно повторяющиеся ошибки монтажа нулевых рабочих и нулевых защитных проводников, также как и повреждения изоляции нулевых рабочих проводников /2/.


Наличие токов утечки в электроустановках зданий приводит не только к вышеуказанным экологическим, но и другим проблемам – проблемам обеспечения электромагнитной совместимости технических средств /2/.

Что делать в сложившейся ситуации?

На наш взгляд, пути выхода из сложившейся ситуации могут быть следующими:

1. Признать факт существования серьезной проблемы

2. Внести необходимую коррекцию в формулировку п. 1.7.133 7-го издания ПУЭ.

3. Выполнять поэтапную реконструкцию электроустановок зданий, выполненных по TN-C системе.

4. При невозможности выполнения работ по п. 3 в полном объеме, выполнять работы по измерению уровней магнитных полей промышленной частоты в местах длительного пребывания людей, с последующим проведением работ по устранению токов утечки по кабельным линиям с максимальными значениями последних.

5. При выполнении электромонтажных работ во вновь строящихся и капитально реконструируемых зданиях выполнять инструментальных контроль отсутствия ошибок монтажа, приводящих к появлению токов утечки.

6. В целях выполнения современных требований по обеспечению электро- и пожаробезопасности, а также недопущения возникновения токов утечки в процессе эксплуатации электроустановок – применять устройства защитного отключения (УЗО).

Литература

1. О.А. Григорьев О.А., Петухов В.С., к.т.н., Соколов В.А., Красилов И.А. Высшие гармоники в сетях электроснабжения 0.4 кВ – Новости электротехники 6(18)2002-1(19) 2003

2. . Петухов В.С., к.т.н., Соколов В.А., Меркулов А.В. Токи утечки в электроустановках зданий – Новости электротехники 5(23) 2003.

3. О.А. Григорьев О.А., Петухов В.С., к.т.н., Соколов В.А. «Способ обнаружения токов утечки, возможности их появления и поиска мест их возникновения в системах электроснабжения» Патент РФ от 05.12.2001 г.