2012.10.27.
A feszültség alatti munkavégzés FAM Kimpián Aladár a VIK tiszteleti oktatója Budapest, 2012. 10. 18.
Az emberi test kétféleképpen lehet benne az elektromágneses térben: – az elektromágneses térben kialakított vagy kialakult zárt, konduktív áramkör soros elemeként; ekkor a testen vezetési („ohmos”) áram folyik át, amire a köznyelv azt mondja, hogy „a villamos áram ráz”, áramütést okoz; – a test nem része zárt, konduktív áramkörnek, de az elektromágneses tér villamos összetevője – a villamos tér – az emberi test kapacitásától és a villamos térerősségtől függő nagyságú kapacitív áramot hajt át a testen, illetve az elektromágneses tér mágneses összetevője – a mágneses tér – a mágneses indukciótól függő nagyságú örvényáramokat indukál az emberi testben; ha a villamos térerősség és a mágneses indukció bizonyos, nemzetközi szervezetek által megállapított határértékeket nem lép túl, akkor – mai ismereteink szerint – nem bizonyítható, hogy károsak az emberi szervezetre; legfeljebb a szakmai köznyelv szerint „a villamos térerősség csíp”.
1
2012.10.27.
A FAM legfőbb előnye: Ha a villamosenergia-szállító, -elosztó és -szolgáltató berendezéseken szükséges beavatkozások egy részét feszültség alatt is el tudjuk végezni, akkor a fogyasztók villamosenergia-szolgáltatását erre az időre nem kell szüneteltetni vagy korlátozni. A legdrágább áram a nem szolgáltatott áram!
A magyar villamosenergia-átviteli hálózat
2
2012.10.27.
A magyar 750 és 400 kV-os átviteli hálózat mint gráf: Ha valamely betáplálási pont (pl. Paks) és egy fogyasztókat is tápláló pont (pl. Litér) közötti közvetlen kapcsolat megszakad (kikapcsolódik a Paks-Litér 400 kV-os távvezeték), akkor a teljesítmény kerülő utakon áramlik, pl. Paks-Martonvásár-Litér, PaksToponár-Hévíz-Litér stb. Ilyenkor a hálózati veszteség megnő.
Ha azonban az ellátás sugaras – ilyen pl. a FelsőzsolcaSajóivánka távvezetékkel ellátott Sajóivánkai alállomás –, akkor a távvezeték kikapcsolása esetén az alállomás 400 kV-on ellátatlan lesz. Ez a helyzet úgy uralható, hogy nem kapcsolják ki a távvezetéket, hanem feszültség alatt végzik el a szükséges beavatkozást. Másik példa: A (Zahidnoukrainszka-)Országhatár-Albertirsa 750 kV-os távvezeték 268 km-es magyar szakaszán 225 000 db egysapkás üvegszigetelő van beépítve a tartó és feszítő szigetelőláncokba, amelyeknek az öntörése ~0,1%/év, azaz mintegy 225 db törik el évente. Egyenletes eloszlást feltételezve, majd’ minden munkanapon eltörik egy szigetelő. Nyilvánvaló, hogy egy több száz MW teljesítményt szállító távvezetéket nem lehet naponta kikapcsolni szigetelőcserére, ezért ezt a műveletet NaF FAM-mal kell elvégezni.
3
2012.10.27.
A távvezeték szigetelőláncának átívelése A szigetelőlánc szigetelő(k)ből és fém szerelvényekből áll. A szigetelő anyaga: porcelán (hosszúrúd vagy sapkás), üveg (egysapkás), kompozit (üvegszál-vázas, epoxigyantával telített hosszúrúd, rásütött szilikongumi ernyőzettel). A szigetelő felületén mindig van olyan szennyeződés, amely annyira vezet, hogy rajta keresztül néhány mA szivárgó (kúszó) áram folyik az áramvezető felől a földelt oszlopszerkezet felé. Ha a szigetelő vezetőképes szennyezettsége egy határértéket meghalad, vagy a szennyezett szigetelőt kapcsolási túlfeszültség vagy lökőfeszültség (villámcsapás) éri, a szivárgási áram útján – a kúszóúton – teljesítmény-ív, azaz átívelés, tehát nagyáramú, több kA-es íves zárlat jöhet létre. Ezt az általában 1FN rövidzárlatot a védelmek érzékelik, és parancsot adnak a zárlatos fázis megszakítóinak kikapcsolására. Ekkor a több kA-es primer ív – kb. 100 ms lobogás után – megszűnik. Ez az egyfázisú visszakapcsoló automatika (EVA)
ciklus első lépése. Nagy- és igen nagy feszültségű – 400 és 750 kV-os – távvezeték egyfázisú íves földrövidzárlatakor a primer zárlati áram kikapcsolása után az ép fázisok feszültségei a zárlatos fázis és az ép fázisok közötti nagy kapacitásokon keresztül akkora kapacitív áramot tudnak áthajtani a hibahelyen, hogy a még nem deionizálódott ívcsatornán át, egy néhányszor tíz A-es, ún. szekunder ív fenn tud maradni. Az EVA-holtidőt – a kikapcsolt megszakító-pólusok visszakapcsolásáig eltelő időt – úgy kell megválasztani, hogy ezalatt a szekunder ív lehűljön, feldarabolódjon, majd kialudjon, és az ívpályáról eltűnjenek a maradék gázionok is. Ezt segíteni szokta a szigetelőlánc magasságában többnyire mindig fújó szél. Ha a szekunder ív az EVA-holtidőben nem alszik ki, akkor a visszakapcsolás zárlatra történik, és a megszakítók most már háromfázisúan és véglegesen kikapcsolódnak; az EVA sikertelen lesz.
4
2012.10.27.
A következő képek egy 400 kV-os távvezeték mesterséges – ún. behúzásos – 1FN zárlatának sorozatfelvételei.
5
2012.10.27.
Magyarázat a képekhez: A 400 kV-os függőleges kompozit segédlánc mellé az alsó és felső megvezető hurokba súllyal terhelt szigetelő damil szálat fűznek, melynek a földön kihorgonyzott ferde szakaszába szigetelőláncnyi hosszúságú, 1-1,5 mm2-es vörösréz huzalt iktatnak be. A nagysebességű fényképezőgépek, valamint az áramot és feszültséget oszcillografáló készülék indításához szükséges visszaszámlálás végén a földi kihorgonyzásnál elvágják a damilt, amelyet a súly végighúz a szigetelőlánc mellett. Amikor a befutó fémszál a kompozit szigetelőnek már elég nagy részét söntöli, begyullad az ív, a fémszál elgőzölög, és létrejön a 4000 K hőmérsékletű ívcsatorna. A néhány kA-es 1FN zárlati primer ív az 1.-3. képen látszik, ~100 ms-ig tart, ekkor kapcsolnak ki a zárlatos fázis megszakítói. A 4.-8. képek azt mutatják, hogy a szekunder ív egyre hűl (színhőmérséklete csökken), nyúlik (távolodik a szigetelőtől, ohmos ellenállása nő), feldarabolódik, majd ~400 ms-nál kialszik.
Villamos berendezés: Villamos szerkezetekből álló olyan berendezés, amely villamos energia termelésére, szállítására, átalakítására, elosztására és felhasználására szolgál. Üzemi villamos berendezés: A villamos berendezés az első üzembe helyezés időpontjától kezdve. Villamos veszély: Annak veszélye, hogy a munkavégző a feszültség alatt álló üzemi villamos berendezést megérintve, illetve átütési távolságon belül megközelítve, áramütést és/vagy égési sérülést szenved.
6
2012.10.27.
Feszültség alatti állapot: – Fizikailag: az üzemi villamos berendezésnek az az állapota, amikor a villamos energia tápforrásával (-forrásaival) vezetői kapcsolatban áll, vagy feszültség alatti üzemi villamos berendezéssel induktív és/vagy kapacitív csatolásban van, és rajta a földhöz képest villamos feszültség mérhető. – Jogilag: az üzemi villamos berendezésnek az az állapota, amikor nem teljesülnek rajta maradéktalanul a feszültségmentesítés szabványos feltételei. Feszültségmentes állapot: – Fizikailag: az üzemi villamos berendezésnek az az állapota, amikor a földhöz képesti villamos feszültsége nulla vagy közel nulla. – Jogilag: az üzemi villamos berendezésnek az az állapota, amikor maradéktalanul teljesül rajta a feszültségmentesítés mind az öt szabványos feltétele.
Feszültség nélküli állapot: Az üzemi villamos berendezésnek az az állapota, amikor vezetői kapcsolata minden villamosenergia-tápforrással meg van szakítva, következésképp nem áll az üzemi feszültséghez hasonló értékű földhöz képesti villamos feszültség alatt, de nem teljesülnek rajta maradéktalanul a feszültségmentesítés szabványos feltételei. Feszültségmentesítés: Az a folyamat, melynek során az üzemszerűen feszültség alatt álló üzemi villamos berendezést öt lépésben olyan állapotba hozzák, hogy rajta (érintésével, közelében, azaz veszélyes övezetében) a villamos áramütés veszélye nélkül, biztonságosan lehet munkát végezni.
7
2012.10.27.
A feszültségmentesítés öt szabványos lépése: 1. Kikapcsolás, leválasztás A villamosenergia-betáplálás megszakítása minden irányból (megszakítók vagy annak minősülő készülékek kikapcsolása) és az összes betáplálási irány leválasztása (szakaszolók vagy annak minősülő készülékek „KI” helyzetbe hozása). 2. A visszakapcsolás/visszakapcsolódás meggátlása Az összes kikapcsolt megszakítót és szakaszolót „KI” helyzetében bénítani kell, pl. a villamos motoros hajtás működésének megakadályozásával, a hajtásban tárolt energia „leeresztésével”, lelakatolással. 3. Feszültségkémlelés (a feszültség nélküli állapot ellenőrzése) Annak ellenőrzése, hogy minden energiabetáplálási irány kikapcsolása és leválasztása dacára a feszültségmentesítendő villamos berendezés nem került-e konduktív úton vagy induktív/kapacitív áthatás révén feszültség alá.
4.
Földelés, rövidrezárás A feszültségmentesítendő berendezés azonos feszültségszintű kapcsainak kisellenállású összekötése és potenciáljuk rögzítése a földéhez. A földelő-rövidrezárót mindig először a definitív földponthoz csatlakoztatjuk, és csak ezt követően zárjuk vele rövidre a fázisokat. 5. Elhatárolás a szomszédos, feszültség alatt álló berendezésektől A feszültségmentesítendő villamos berendezés körülkerítése figyelmeztető zászlós kötélkordonnal, elhatárolása szigetelő anyagú térelválasztókkal, figyelmeztető táblák elhelyezése. Csak az az üzemi villamos berendezés tekinthető feszültségmentesnek, amelyen a felsorolt öt műveletet a fenti sorrendben végrehajtották. Feszültség alá helyezésnél a felsorolt öt műveletet fordított sorrendben kell végrehajtani.
8
2012.10.27.
A munkavégzés övezetei: Veszélyes övezet: A feszültség alatt álló csupasz (szigetelő burkolat nélküli) rész körüli olyan térség, amelyben a villamos veszély kiküszöbölését szolgáló szigetelés nincs meg az e térségbe védelmi intézkedések nélkül behatoló személy vagy eszköz és a feszültség alatt álló csupasz rész között. A veszélyes övezet külső határa egyenlő a munkavégzés legkisebb védőtávolságával. A feszültség alatti rész veszélyes övezetében végzett munka feszültség alatti munkavégzésnek minősül. A munkavégzés legkisebb védőtávolsága (a veszélyes övezet külső határa): Az a levegőben mért legkisebb távolság, amelyet a feszültség alatt álló csupasz rész és a munkavégző teste, testrésze, szerszáma, védő- vagy segédeszköze, illetve munkagépe között tartani kell ahhoz, hogy villamos átívelés (átütés) az előforduló legnagyobb villamos igénybevétel esetén se következzen be.
9
2012.10.27.
Közelítési övezet: a veszélyes övezetet körülvevő azon térség, amelyben dolgozva a munkavégző elővigyázata kell ahhoz, hogy testével, testrészével, szerszámával, védő- vagy segédeszközével, illetve munkagépével ne hatoljon a veszélyes övezetbe. A közelítési övezetben végzett munka nem minősül FAM-nak.
A feszültség alatti munkavégzés csoportosítása a névleges feszültség függvényében Kisfeszültségű (KiF) FAM: Váltakozó feszültség esetén: 50 V < Un ≤ 1000 V Egyenfeszültség esetén: 120 V < Un ≤ 1500 V Középfeszültségű (KöF) FAM: 1000 V < Un ≤ 35 kV Nagyfeszültségű (NaF) FAM: 35 kV < Un ≤ 800 kV
10
2012.10.27.
A FAM munkamódszerei – Távolból végzett munka: a dolgozó a feszültség alatt lévő résztől meghatározott távolságból (a veszélyes övezeten kívüli munkaállásról) szigetelő rudak segítségével végzi a munkáját. – Érintéssel végzett munka: a dolgozót a környezetében lévő, tőle eltérő potenciálú részekkel szemben elektrotechnikai gumikesztyű, szükség esetén karvédő és egyéb szigetelő eszközök védik, miközben munkája során (a veszélyes övezeten belül tartózkodva) közvetlenül mechanikai érintkezésbe kerül a feszültség alatt lévő részekkel. – Potenciálon végzett munka: a dolgozó közvetlen villamos kontaktusban van azzal a feszültség alatt lévő résszel, amelyen dolgozik, és így teste a feszültség alatt lévő rész potenciáljára kerül, emellett a tőle eltérő potenciálú környezettől megfelelő módon el van szigetelve. NaF FAM esetén a potenciálon végzett munka egyben érintéssel végzett munka is.
A feszültség alatti munkavégzés fő technológiái KiF FAM: jellemző az érintéssel végzett munka – a beavatkozó szerelő egyéni védőeszközöket visel: • szigetelő kesztyű és szigetelt talpú munkavédelmi bakancs, • ív- és lángálló védőruházat, fejvédő sisak, arcvédő pajzs, ultraibolya fényre (ívfényre) azonnal elsötétülő szemüveg, oszlopon hevederes biztonsági felszerelés – szigetelt nyelű szerszámokkal dolgozik, – a munkába nem vett feszültség alatti részeket szigetelő lepellel takarja. Példák érintéses KiF FAM-ra: fogyasztásmérő bekötése vagy cseréje, csavarkötések utánhúzása
11
2012.10.27.
KöF FAM: főleg távolból, szigetelőrudakkal végzett munka A szigetelőrudak végén speciálisan kiképzett kapcsolóelem van, amellyel távolról emelő-süllyesztő és forgó mozgást lehet átvinni a KöF távvezeték sodronyaira és szerelvényeire: pl. csavar lazítása-oldása-meghúzása, sodrony elvágása, megfogó szerelvénybe való beillesztése, szigetelő burkolatok felrakása-levétele; mindezt szigetelőlétrán állva, vagy szigetelőgémes kosaras kocsiból kinyúlva.
KöF FAM: újabban szigetelőgémes kosaras gépkocsi A beavatkozó szerelő a szigetelő gém végén lévő kosárban állva, a földtől elszigetelve fogja meg a feszültség alatt álló csupasz részt, amelynek munkába nem vett részei szigetelő burkolattal vagy lepellel takarva vannak, az esetleges hibás mozdulattal okozható fázisok közötti zárlat, vagy a fázis és a földelt rész közötti földzárlat megakadályozására.
12
2012.10.27.
Szigetelő burkolat, szigetelő lepel és használatuk a középfeszültségű áramvezető sodrony takarására
Szigetelő kesztyű, szigetelő karvédő
13
2012.10.27.
20 kV-os oszlopkapcsoló-cserénél történt KöF FAM baleset Az OK feszültség és áram (terhelés) alatti cseréjéhez először szigetelőrudakkal feltették az OK-t söntölő, 20 kV-ra szigetelt 3 db áramkötést.
Csak az egyik fázisban és csak az OK egyik oldalán tették fel a sodronyra a szigetelt védőburkolatot és a feszítő szigetelőláncot takaró szigetelő leplet, de azt alul nem csipeszelték össze. A képen láthatótól eltérően a védőburkolat és a lepel nem ért össze.
14
2012.10.27.
A szigetelőgémes kosaras kocsi kosarában tartózkodó beavatkozó szerelő, aki egyben a munkavezető is volt, lehajolt a kosárban egy szerszámért, de közben lehúzta szigetelő kesztyűit, megtörülte homlokát, majd felállás közben megszédülhetett, bal kezével a hézagosan takart, feszültség alatti sodronyba, jobb kezével az OK földelt alapkeretébe kapaszkodva áramütést szenvedett.
NaF FAM technológiák A technológiák közötti lényegi különbség abban van, hogy – emberrel vagy eszközzel közelítik-e meg és érintik a feszültség alatt álló részt, és hogy – az ember vagy az eszköz miként halad át a földelt rész mint kiindulási bázis és a feszültség alatti rész mint beavatkozási színhely közötti szigetelési légközön.
1. Távolról végrehajtott (érintés nélküli) eljárások 1.1. Szigetelőrudas technológia Az USA-beli AB Chance cég által kifejlesztett és az ÉdF által is használt technika lényege, hogy az oszlopkarban vagy oszloptörzsben tartózkodó beavatkozó szerelők a feszültségszinttől függő hosszúságú, poliuretánhab-kitöltésű, üvegszálerősítésű epoxigyanta szigetelőcsövekkel és a végükre szerelt manipulációs szerszámokkal, távolról, azaz nem potenciálon végzik a beavatkozást.
15
2012.10.27.
Előnyök: • A beavatkozó szerelő(k) nincs(enek) potenciálon. • A szigetelési légközön a szerelő nem halad át. Hátrányok: • A manipulációs szerszámoknak és a távvezeték-szerelvényeknek kompatibiliseknek kell lenniük. • Minél nagyobb a feszültségszint, annál hosszabbak és hajlékonyabbak (vagy vastagabbak és nehezebbek) a rudak, pozícionálásuk nehezebb, mozgatásuk nagy erőkifejtést kíván, ami bizonytalanabb testhelyzetekhez, megcsúszáshoz vezethet. A meghajló rúd belsejében a poliuretán hab el tud válni a csőfaltól, és roncsoló belső kisülések keletkezhetnek, ezáltal a rúd szigetelőképessége romlik; ez gyakori szivárgásiáram-ellenőrzést kíván. • Öreg, berozsdásodott szerelvények nehezen oldhatók. • Az áram- és védővezetőn végzendő munkákhoz másfajta, érintéses technológiát kell alkalmazni.
1.2. Robottechnika Japánból indult és ott széleskörűen alkalmazott technika, de más országok (pl. Dél-Korea) is haladnak ebben az irányban. A komplex FAM feladatot kis részekre bontják, hogy a robotok minél egyszerűbbek lehessenek. Elsősorban nagymennyiségű, egyszerű sorozatmunkára használják (pl. egysapkás porcelánszigetelőkből álló lánc tisztítása és az átütött, de mechanikailag ép, vagy annak látszó szigetelők kimutatása). Az egyre intelligensebb, vezeték nélküli irányítású robotok mind több féle műveletet tudnak elvégezni. Képességeik növekedési ütemét egyedül a fejlesztésükre fordított pénz mennyisége és konstruktőreik találékonysága szabja meg. Előnyök: • A beavatkozó szerelő(k) nincs(enek) potenciálon. • A szigetelési légközön a szerelő nem halad át. • Enyhébbek az időjárási korlátok. • Egyszerre sok helyen dolgozhatnak.
16
2012.10.27.
Hátrányok: • Az egyes robotok munkájának összehangolása bonyolult. • A beprogramozottól eltérő helyzetek kezelése nehézkes. • Az eszközök beszerzése valószínűleg a magyarénál jóval nagyobb hálózat, vagy pl. egy egyesült közép-európai hálózat esetén érné meg; ekkor viszont a logisztikai problémák nőnének meg.
2. Potenciálon végzett munka eljárásai 2.1. Szigetelőlétrás módszer Az első NaF FAM módszerek egyike. Először tartóláncokon végzett munkánál használták, ahol a beavatkozó szerelő a tartólánc mellé felhúzott/leeresztett szigetelőlétrán lemászva közelítette meg és érintette a potenciált. Később feszítőláncra is kidolgozták a technikát.
Később feszítőláncra is kidolgozták a technikát: a szigetelőlétra egyik végét csuklósan az oszlopkarhoz rögzítették, másik végét a földről hosszú szigetelő-kötéllel ferde állásba húzták, vagy szigetelő-kötéllel, illetve rúddal az oszloptörzsből, vagy a magasabban levő karból ferdén befüggesztették, a beavatkozó szerelő pedig lovaglóülésben vagy mászva közlekedett a létrán és közelítette meg vagy érintette a potenciált. Előnyök: • E módszerrel egyáltalán meg lehetett közelíteni a potenciált, feszítőláncnál a szigetelő fajtájára való tekintet nélkül. • Az oszloptörzshöz rögzített, karból fölemelt létrán viszonylag könnyen megközelíthető a potenciál. Hátrányok: • A létrán való közlekedés (lovaglóülésben vagy mászva) bizonytalan és veszélyes, a létra elcsavarodása vagy megbillenése – különösen 400, 500, 750 kV-on, ahol a hossza elérheti az 5-7-10 métert is –, egyensúly-vesztést okozhat.
17
2012.10.27.
• Tartólánc mellé felhúzott/leengedett létrán lemászó szerelő testével tekintélyes szigetelési távolságot hidal át, ami jelentősen növeli az átívelés/átütés veszélyét. • A létrán a szerelőnek többnyire legalább az egyik kezével kapaszkodnia kell, ami a munkavégzésben, az erőkifejtésben akadályozza. • A létrán (értsd a létrafokon) való állás meglehetősen bizonytalan; valamivel biztosabb, ha a szerelő egyik lábával „átkulcsolja” a létra szárát (mint az artisták), ezzel azonban erőkifejtési képessége csökken. • Hajlításra igénybe vett hosszú létráknak nagy inerciájúaknak kell lenniük, ami óhatatlanul jelentős tömegnövekedéssel és nehezebb manipulálhatósággal jár. • A meghajló létra rúdjának (szárának) belsejében a poliuretán hab el tud válni a csőfaltól, és roncsoló belső kisülések keletkezhetnek, ezáltal a létra szigetelőképessége romlik.
2.2. A Dr. Csikós Béla-féle szabadalmazott magyar NaF FAM módszer Az eddig tárgyalt technikák közös jellemzője, hogy a munkaállás (távvezeték-oszlop, szigetelő létra) nem ad kényelmes és biztonságos munkapozíciót a beavatkozó szerelő számára. A Dr. Csikós-féle érintéses technika legjellemzőbb, e technika filozófiájának alapját – a nagyfeszültséget megközelítő és megérintő ember elérhető legnagyobb biztonságát – kifejező, a módszert más technikáktól karakterisztikusan megkülönböztető eleme a szerelőszék, amely lehet • függesztett lengő, • forgókonzolon függő, • nyeregszános, és amely – biztonságos, védett és kényelmes ülő testhelyzetet biztosít a beavatkozó szerelő számára, miáltal kezei szabadok a munkavégzésre, nem terhelődik túl a gerincoszlopa, nem oszlik meg a figyelme a kapaszkodás és a munkavégzés között,
18
2012.10.27.
– a szerelő minden oldalról acélcsővázzal körülvett ülésen ül, amely megvédi a mechanikai behatásoktól (pl. ütődéstől), – megakadályozza a szerelőszékből való kiesését, erősáramú ívvédelmet nyújt, és tartja a mágneses árnyékolást,
– lábtartó talplemezének felhajlított peremei meggátolják a láb kicsúszását, egyben a talplemez lehetővé teszi a szerelőszékben való felállást, ha szükséges, – kényelmesen elhelyezhetők a csővázon a kéziszerszámok (pl. szerszámtáskában) és a potenciálkötést létesítő kampók.
19
2012.10.27.
Gyakorlatozó NaF FAM szerelők a 750 kV-os távvezeték tartóoszlopán. A bal és a középső fázisban már tehermentesítették, kiakasztották és az áramvezetőhöz húzott szerelőszék elé engedték a törött, cserélendő egysapkás üvegszigetelőt tartalmazó szigetelőlánc-ágat. A jobb fázisban szigetelőhevederes szerelőlift készül felemelkedni az áramvezetőhöz.
Porcelán hosszúrúd-szigetelős kettős tartólánc sérült ágának cseréje 28 db egysapkás üvegszigetelőből álló ággal. Az üvegszigetelő-ág mellett jobbra látható a cserélendő HR-szigetelős ágat tehermentesítő csupasz műanyag hosszúrúd-szigetelő. A szerelőszéket vörösbarna ernyőzetű műanyag hosszúrúd szigetelővel függesztették fel a gerendára szerelt forgókonzolra. A beavatkozó szerelő biztosan áll a szerelőszék felhajló peremű láblemezén.
20
2012.10.27.
Egysapkás üvegszigetelőkből álló 750 kV-os hármas feszítőlánc szélső ágán mozog a nyeregszános szerelőszék: az áramvezető felé a lejtős láncágon magától csúszik, az oszlop felé 2 db szigetelő fóliakötéllel húzzák vissza (felvétel az OVIT tanpályáján).
Öntörött egysapkás üvegszigetelő cseréje a 750 kV-os hármas feszítőlánc szélső ágában, a középső ágon csúsztatott nyeregszános szerelőszékből. A törött szigetelő kiemeléséhez és az új behelyezéséhez a láncágat kerepes csavaros feszítőszerszámmal húzzák össze.
21
2012.10.27.
2 db egymás melletti törött egysapkás üvegszigetelő cseréje 750 kV-os hármas feszítőláncban nyeregszános szerelőszékből és létrás korlátos szerelőállásról, amely a földről műanyag szigetelőkötéllel felhúzott nyeregszános szerelőszéknek a láncágra való ráakasztásához is szükséges.
Ernyős műanyag hosszúrúd-szigetelővel forgó konzolra függesztett, mágneses árnyékolású lengő szerelőszék 400 kV-os távvezeték tartóoszlopán. A félköríven mozgó szerelőszék kevésbé csökkenti le a szigetelési távolságot a feszültség alatti áramvezető és a földelt oszlopszerkezet között, mint az oszlop síkjában mozgó, a gerendára fixen függesztett lengő szerelőszék. A mágneses árnyékolást a szerelő előtti transzformátorlemez biztosítja. A szigetelőlánc-ágat nem kell az áramvezető körüli nagy villamos térerősségben és mágneses indukcióban javítani.
22
2012.10.27.
A 750 kV-os távvezeték négyes kötegű fázisvezetőjén guruló szerelőkocsi vontatása a földről, emberi erővel, műanyag szigetelő fóliakötéllel, amely kibírja a 750/√3 = 433 kV fázisfeszültséget. A szennyeződés elkerülésére a fóliakötélnek nem szabad a földdel érintkeznie. Az áramvezető legkisebb föld feletti magasságával egyenlő hosszúságú fóliakötélhez finomszálú műanyag szigetelőkötelet csatlakoztatnak, és a földi szerelők ezt húzzák.
A Dr. Csikós-féle NaF FAM technika lényeges eleme a nagy villamos térerősség (E>10 kV/m) ellen védő elektrosztatikus védőruházat, melynek működési elve a Faraday-kalitka: Tetszőleges alakú, zárt fémburkolat belső terébe nem tud behatolni a villamos tér, mert villamos töltés csak a fémburkolat külső felületén helyezkedhet el; más szóval az ilyen fémburkolat a belsejében lévő testet leárnyékolja a külső villamos tér elől. Ezen alapszik az elektrosztatikus védőruházat, melynek fémszálas szövete közel folytonos fémburkolatot alkot. Ahol a védőruházat felülete nem folytonos (pl. nincs archáló), ott Faraday-lyuk van, ott a villamos tér be tud hatolni a ruházat belsejébe. A védőruházat alkotórészei: – csuklyás, archálós kabát (zakó) és nadrág, – kesztyű, harisnya, – hosszúujjú és -szárú pamut alsó fehérnemű, – munkavédelmi sisak és bakancs.
23
2012.10.27.
A teljes elektrosztatikus védőruházat:
A védőruházat anyaga A kétrétegű (dublé) anyag külső rétege fémszálas szövet, belső rétege pamut szövet. A következő dián a poliamid hordozó szálra jobbmenetűen felcsavart lapos ónozott rézszál optikai mikroszkópos képe látható. Két ilyen jobbmenetűen felcsavart, poliamid hordozójú fémszál, balmenetűen összecsavarva alkot egy pászmát, amely ugyancsak balmenetűen fel van csavarva egy újabb, 3 poliamid elemi szálból összetekert hordozó cérnára. Ez képezi a fémszálas szövet láncfonalát és vetülékfonalát. A menetirányváltások következtében a lánc- és a vetülékfonal önmagában csavarónyomaték-mentes. A dublé szövet belső rétege: pamut lánc- és vetülékfonalból szőtt, a fémszálas szövettől távolságot tartó, villamosan szigetelő szövet, melynek egyes vetülékfonalai be vannak bújtatva a fémszálas szövetbe, ezáltal a fémszálas külső réteg és a pamut belső réteg elválaszthatatlan egységet alkot.
24
2012.10.27.
A poliamid hordozó szálra feltekert lapos ónozott rézszál optikai mikroszkópos képe:
Az elektrosztatikus védőruházat ruha- és testáramának mérési sémája Mérés a fejnél 100 kV/m értékű térerősségben, miközben a ruha és a test a mérőműszereken keresztül földelt: A védőruházat a villamos tér elől majdnem teljesen leárnyékolja az emberi testet; a kapacitív áram túlnyomó része a ruházaton át folyik. A védőhatás: V = (IR + IT)/IT A Dr. Csikós-féle védőruházat minimális védőhatása a VET NFCS mérései szerint > 500.
25
2012.10.27.
A Dr. Csikós-féle NaF FAM technika előnyei: • a függesztett lengő szerelőszékes módszernél a szerelőszékben ülő beavatkozó szerelő elé engedik a hibás tartóláncot, illetve láncágat, aki ülve, biztonságos és kényelmes munkapozícióban távolítja el, vagy javítja meg a hibás szigetelőt vagy szigetelőlánc-szerelvényt; • a forgókonzolon függő szerelőszékes módszernél ráadásul a potenciálon tartózkodás csak a hibás tartólánc, illetve láncág tehermentesítéséig és kiakasztásáig, majd beakasztásáig és terheléséig tart; a csere vagy javítás már a potenciáltól távol, az oszloptörzs mellett történik; • mivel a szerelőszék jól behatárolja a beavatkozó szerelő mozgásterét, kisebb a valószínűsége, hogy a beavatkozó szerelő olyan mozdulatot tesz, amely annyira lecsökkenti a potenciálon levő szerelő és a földelt, vagy más potenciálon levő szerkezet közötti távolságot, hogy átütés jön létre;
• a technika eszközei, kisgépei és nagyszerszámai egyszerűek, könnyen kezelhetők, szállításukhoz elegendő a Mitsubishi L 200 kategóriájú terepjáró gépkocsi; • egyes vezetőre, valamint kettes, hármas és négyes kötegvezetőre könnyű felhelyezni a fázisvezetőn és szerelvényein végzendő munkához (távolságtartók felszereléséhez és cseréjéhez, sérült, száltöréses sodrony bandázsolásához, feszítőlánc ívvédő-potenciálvezérlő szerelvényeinek javításához, cseréjéhez stb.) szükséges két-, három- vagy négygörgős szerelőszéket (kötegelő kocsit). Hátrányok: A technika jelen formájában egysapkás üveg- és porcelánszigetelős 750 és 400 kV-os feszítőláncokon alkalmazható.
26
2012.10.27.
2.3. Szigetelőgémes kosaras kocsis módszer Erre az univerzális használhatóságú munkagépre a FAM ipar is szemet vetett, és az 1970-80-as években először az USA-ban, majd Európában is megjelent a különböző feszültségosztályú (KöF, NaF) FAM célokra gyártott szigetelőgémes kosaras kocsi, utcai és terepjáró kivitelben egyaránt. Ma már mind a csuklókaros, mind a teleszkópos kivitelben 50-60 m emelőmagasságnál tartanak, amivel a legnagyobb feszültségű távvezetékek oszlopai is kiszolgálhatók, ha elsősorban a terepviszonyok lehetővé teszik az oszlophelyek megközelítését. (Pl. a dél-koreai kétrendszeres 765 kV-os távvezetéknél e módszert nem alkalmazzák, mert az élesen szabdalt terep miatt a nagyméretű különleges járművel nem tudnának az oszlopokhoz bejárni és ott magasságban és kinyúlásban manőverezni, annak dacára, hogy az oszlophelyek többségéhez külön bejáróutat kellett építeni a kisebb terjedelmű járművekkel is lebonyolítható építési és üzemviteli forgalom számára.)
A szigetelőgémes kosaras kocsi a feszültség alatt álló részek megközelítésének és közvetlen megérintésének eszköze; ezen kívül szükség van a FAM technológia szokásos emelő, feszítő, tehermentesítő, megfogó stb. eszközeire, valamint az egyéni védőfelszerelésekre (elektrosztatikus védőruházatra, mágneses árnyékolásra, leesésgátló biztonsági hevederzetre stb.). Előnyök: • ergonómiailag biztos,leesési kockázat nélküli munkaállást nyújt, kevés oszlopkari előkészülettel; • elmarad az oszlopmászás túlnyomó része, ezáltal emberi fizikai erőkifejtés és jelentős munkaidő takarítható meg; • ha az oszlop közelében van elegendő hely a beálláshoz, akkor tetszőleges áram- és védővezető-elrendezés (beleértve az egyszerű, a törzskerülő és a fáziscserélő áramkötéseket is), valamint mindenfajta szerepű (tartó-, feszítő-, segéd-) és szigetelőjű (egysapkás és hosszúrúd porcelán, egysapkás üveg, kompozit hosszúrúd) szigetelőlánc és -szerelvény kiszolgálható;
27
2012.10.27.
• megfelelő nyomvonali adottságok esetén könnyen lehet munkát végezni akár többrendszeres, több feszültségszintű távvezeték oszlopközeiben. Hátrányok: • a szigetelőgémes kosaras kocsi beruházási költsége, különösen a nagy (50-60 m) emelőmagasságú, terepjáró típusé nagyon magas, nagyságrendileg 10 millió USD (kb. 1,9 milliárd Ft), ezért a gazdaságos kihasználáshoz jelentős beavatkozási gyakoriság szükséges; • még a terepjáró kivitel is csak korlátozottan használható bizonyos terepi és időjárási körülmények között; • a kosár személybefogadó-képessége korlátozott; • gyakran kell ellenőrizni a szigetelőgém levezetési áramát (amelynek pl. a magyar KöF FAM előírások szerint nem szabad nagyobbnak lennie, mint 1 µA/kV, a kocsi névleges feszültségére számítva);
• a kocsi munkája közben többnyire járnia kell az emelősüllyesztő-forgató hidraulika rendszer olajszivattyújának. Ha ez elromlik, a FAM-ot félbe kell szakítani. Az állandó járás költséges és környezetszennyező; • FAM közben szigorúan óvni kell a szigetelőgémet a szigetelést megsértő, megrepesztő ütődéstől, leeső tárgyaktól, szerszámoktól stb. 2.4. Helikopteres módszer Különösen nagykiterjedésű, több száz km-es, illetve földi járművel nehezen megközelíthető nyomvonalú távvezetékek FAM-jának kedvelt módszere. Főleg olyan országokban használják, ahol a helikopteres repülés a polgári infrastruktúra (mentők, közlekedési és bűnügyi rendőrség, személy- és anyagszállítás, posta stb.) megszokott része,
28
2012.10.27.
és ahol a helikopter-üzemeltetési infrastruktúra (légi irányítás, reptérhálózat, üzemanyagtöltő, karbantartó és javító hálózat) kellően sűrű, azaz akár a vállalati saját, akár a bérelt helikopterflotta fenntartása kifizetődő, más szóval a nagy beruházási és üzemeltetési költségek a minden más FAM módszernél gyorsabb beavatkozás révén megtérülnek. A helikopter fő NaF FAM feladatai a következők: • a beavatkozó szerelő(k) potenciálra juttatása és onnan elvitele mind távvezetékoszlopon, mind az oszlopközben; • a tehermentesítés után kiemelt, kiszerelt sérült, hibás szigetelőlácok, -lánc-ágak, -elemek eltávolítása, földi javító helyre szállítása és az újak szállítása a FAM színhelyére; • távvezetéki felújításkor a védővezető cseréje (húzása), miközben a fázisvezetők feszültség alatt állnak; • oszlopközben kötegvezető-távolságtartók javítása (pl. elcsúszott távtartók visszaállítása), cseréje, a törött, kisodródott elemi szálak lebandázsolása;
• rezgéscsillapítók, légi akadályjelzők, folyókeresztezésben radartükrök felszerelése, az elcsúszottak visszaállítása, az elöregedettek cseréje, a kikoptatott, esetleg már száltöréses megfogási helyek javítása markolópréses javítóhüvellyel vagy -spirállal; • szélvihar következtében átfordult, csavarodott kötegvezetőelemiszál visszaállítása, a vihar által a vezetőkre sodort idegen tárgyak (műanyag fólia, bálazsineg stb.) eltávolítása; • távvezetékszerelők feljuttatása különösen magas (100 m feletti, pl. folyamkeresztező) oszlopok tetejére, idő- és erőkímélés céljából; Amikor a munka során a beavatkozó szerelő a helikopter munkaülésként kialakított csúszótalpán ülve érinti a feszültség alatt álló részt, akkor potenciálkötéssel a helikoptert a megérintett fázisvezető potenciáljára kell hoznia, nehogy a nagy villamos kapacitást jelentő helikopter töltőáramának az elengedéskor történő megszakadása és az újbóli érintéskor történő
29
2012.10.27.
újraindulása szikrázást okozzon a beavatkozó szerelő elektrosztatikus védőruházata (leggyakrabban kesztyűje) és az áramvezető sodrony között, amely kellemetlen, és elvonja a figyelmet a munkáról és zavarja a helikopter elektronikáját. Előnyök: • a munkaterület gyorsan, a földi eléréshez képest ötöd-tizedannyi idő alatt, terepakadályoktól függetlenül megközelíthető; • elmarad az oszlopmászás túlnyomó része, ezáltal emberi fizikai erőkifejtés, leesési kockázat és jelentős munkaidő takarítható meg; • igen előnyös és termelékeny az oszlopközi munkáknál, pl. védővezető-cserénél; • a helikopter különösen jól kihasználható a sorozatmunkáknál, pl. távvezetéki szigetelőcserénél, ahol közbenső le- és felszállások nélkül, több oszlophelyet kiszolgálva működhet együtt a helikopter a beavatkozó szerelőkkel és a földi kiszolgáló személyzettel.
Hátrányok: • A helikopter beruházási és üzemeltetési költsége viszonylag nagy; ez akkor szorítható fajlagosan lejjebb, ha elég nagy a kiszolgálandó terület és gyakori az igénybevétel; • csak legalább kéthajtóműves helikopter használható; • többrendszerű, több feszültségszintű távvezeték belső rendszerei, illetve fázisai nehezen, vagy egyáltalán nem közelíthetők meg; • mindig fennáll annak kockázata, hogy hirtelen széllökés kibillenti a helikoptert munkapozíciójából, és ez emberi és eszközbeli sérülést, balesetet, üzemzavart okozhat; • az időjárási megkötések (elsősorban a szélsebesség és ennek lökésszerűsége tekintetében) szigorúbbak, mint a többi módszernél.
30
2012.10.27.
A BME VIK VET NFCS Nagyfeszültségű Laboratóriumának NaF és KöF tanpályái A FAM tanpályák a nagyfeszültség érintésével és közelében végzett munka technikájának valósághű gyakorlati oktatására, a típustechnológiák és műveleti módok begyakorlására, az eszközök szerkezetének, kezelésének, vizsgálatának, karbantartásának megismerésére, az elméleti oktatás megkönnyítésére, a munkavezetők és szerelők képzésére, a képzési idő rövidítésére, a technika továbbfejlesztésére, az új technológiák kikísérletezésére szükségesek, alkalmasak és használatosak.
31
