Солнечная активность и поражения людей электрическим током
Металлические экраны кабелей в сети 20 кВ с одной стороны присоединены к ЗУ подстанции, а с другой – к ЗУ трансформаторного киоска. К нему же присоединена нейтраль трансформатора 20/0,4 кВ и нулевые провода потребителей. В результате этого зануленные корпуса электробытовых устройств потребителей электроэнергии оказываются напрямую связанными с ЗУ подстанции 110 кВ. Это бы не было так страшно, если бы, благодаря грозозащитным тросам, ЗУ всего континента не были соединены в единую сеть. В результате этого даже во время отдаленной грозы напряжение на ЗУ подстанции может достичь величины в сотни, а то и в тысячи киловольт. Хотя у потребителей его величина и снизится, при определенных условиях оно все равно, будет представлять реальную опасность для их жизни.
Вот несколько несчастных случаев со смертельным исходом, произошедших в конце 80-х и начале 90-х годов прошлого века в Болгарии, в обстановке аномально высокой солнечной активности (рис, 1а). Истинная их причина так и осталась невыясненной, поскольку никто не догадался связать их с извержениями на Солнце, предшествующими фатальную дату.
В г. Виден родители, вернувшись домой после грозы, нашли пятилетнего сына мертвым в кухне, лежащим позади стиральной машины. Согласно сообщению в газете, ребенок ухитрился каким-то образом коснуться входных клемм машины, потому и погиб. Объяснение абсурдно, потому что клеммы находятся под задней крышкой стиральной машины и доступ к ним невозможен без специальных инструментов. Но что другое могли они сказать после того как проверка установила, что корпус машины занулен, т.е. согласно правилам, абсолютно безопасен. А вот на то, что на ее задней крышке нет эмалевого покрытия и что к водопроводной сети стиральная машина присоединена пластмассовым шлангом, т.е. изолирована от земли, эксперты не обратили внимания. И совершенно напрасно, потому что в какой-то момент во время грозы на ЗУ подстанции 110/20 кВ появилось высокое напряжение. Возникшая разность потенциалов между корпусом стиральной машины, к задней крышке которой плотно прижался телом мальчик, и водопроводным краном, к которому он, видно, прикоснулся рукой, оказалась роковой.
Второй случай произошел в г Септември. Телевизионный техник поднялся на крышу многоквартирного дома, чтобы присоединить коаксиальный кабель телевизионного приемника к групповой антенне. „Приближалась гроза – рассказывал мне представитель Энерго, и мы крикнули ему, чтобы он быстрее слезал. Через пару минут он действительно спустился бледный и дрожащий и сказал, что его ударил ток. Мы переглянулись – что за ерунда: ведь там и близко нет ни одного кабеля. В машине скорой помощи технику стало совсем плохо, и он скончался по дороге в больницу, повторяя, что его ударил ток”. Да, все знали, что экран антенного кабеля присоединен к шасси телевизора, но знали так же, что оно надежно заземлено посредством нулевого провода, и были абсолютно уверены в невозможности возникновения разности потенциалов между ”нулем” и арматурой дома. Для электриков представить, что в „нуле” появилось высокое напряжение, то же самое, что представить, что Солнце всходит на западе.
История энергетики знает множество подобных случаев, но я хочу привести еще только три, которые, уверен, помогут даже „Фоме неверному” понять насколько могут быть опасны для жизни людей такие распределительные сети.
Вот как описывает один из них пресса. В г. Габрово мать с семилетним сыном зашла на станцию, чтобы выпить чашку кофе. Пока мать пила, мальчик успел взобраться на крышу товарного вагона, стоящего на запасном пути. Искра, проскочившая между головой ребенка и контактным проводом, в свете дня была незаметна, и только когда люди подбежали к мальчику, упавшему на землю, они поняли, что случилось. А вот как прокомментировал происшедшее начальник железнодорожной станции: „Поскольку расстояние между контактным проводом и крышей вагона равно 2,5 м, значит, у мальчика был кусок проволоки, которым он зачем-то попытался достичь провода”.
Второй случай дает возможность понять, насколько нелепо и это объяснение, хотя оно и соответствует уровню современной науки. О нем мне рассказал председатель комиссии, расследующей несчастный случай, преподаватель в ВМЭИ-Варна доц. Ушев. На железнодорожной станции Повеляново на цистерну, стоящую на запасном пути, поднялся, не помню для какой надобности, рабочий станции, естественно, знающий назубок правила техники безопасности.
Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Ремонтники в подстанциях знают, что расстояние, на которое разрешается приблизиться к токоведущим частям, равно 2,5 м. Но они также знают, что длина искрового промежутка у дугозащитных рогов при напряжении 35 кВ равна 150 мм, а при 110 кВ – 650 мм. Вот поэтому они с легкой руки и нарушают иногда требования ТБ. Большинство из них благополучно уходит на пенсию, даже не подозревая, по какому „минному полю” они ходили всю жизнь. Но некоторым везет меньше. Подтверждение тому – происшедшее в Повеляново – искра, и рабочий мертвым свалился на землю. Кстати, поскольку происшедшее не вписывалось ни в какие каноны, случай так и остался неразгаданным.
Каждому должно быть ясно, что, для того чтобы искра проскочила через воздушный промежуток в метр – полтора, импульс напряжения, должен был иметь величину в несколько сотен киловольт. Следовательно, как и в предыдущем случае, произошло обратное перекрытие воздушного промежутка с „земли” на контактный провод. Огромный потенциал в мантии Земли произвело Солнце, но его не следует обвинять, потому что попасть в определенное место он смог благодаря усилиям электриков, соорудившим ЗУ в подстанции и подвесившим грозозащитные тросы на ВЛ.
Верхом непонимания причин возникновения перенапряжений в сетях может послужить несчастный случай со смертельным исходом, произошедший с Дмитрием Васильевым – начальником подстанции в Электроснабдительном предприятии в Варне. Митко, как его звали друзья, пользовался всеобщим уважением как специалист высокого класса. 8.08.1996 г. он в подстанции „Лазур”-110/20 кВ поднялся на стремянке к основанию шинного разъединителя 110 кВ, находящегося под напряжением. Несмотря на то, что расстояние до ножей разъединителя было намного больше длины искрового промежутка, силою фатального стечения обстоятельств и здесь произошло обратное перекрытие, переросшее в дуговое замыкание на землю. Васильев получил значительные ожоги и скончался через несколько дней в больнице. Но самое примечательное в этом случае то, что сам участник не мог понять, как могло все это произойти. Как рассказывала дежурная в подстанции, упав на землю, куда его отбросила дуга, он несколько раз спросил: ”Что случилось?”
На фоне описанных выше трагических случаев частые выходы из строя бытовой техники в таких сетях не представляются чем-то особенным, хотя в любом случае доставляют их собственникам массу неприятностей. Исходя из этого, в 2003 г. в письме министру энергетики Болгарии Милко Ковачеву я предложил простой и надежный выход из положения – заземления существующих кабелей 20 кВ в подстанции отсоединить, а экраны и броню вновь прокладываемых кабелей 20 кВ в подстанциях 110/20 кВ не заземлять вообще. Для их соответствия существующим правилам „Технической эксплуатации” достаточно заземления экранов и брони только с одной стороны. Сказать, что я был удивлен ответу, было бы слишком мало. Вкратце его содержание сводилось к следующему – у нас все хорошо и правильно, повреждение бытовых приборов происходит из-за токовых ударов (что это такое он и сам не знает), а люди погибают из-за неосмотрительности. Кроме того предстоящее введение системы уравнивания потенциалов сделает поражение людей электрическим током невозможным.
Да, действительно, непосредственную опасность для жизни людей уравнивание потенциалов устраняет, но когда это произойдет? Прошло уже 10 лет, а „воз и ныне там”. Да, количество аварий в сетях уменьшилось, но есть ли в этом заслуга энергетиков? Если обратиться к сообщениям НАСА, станет ясно, что они с этим не имеют ничего общего. Начиная с 2004 г, когда начался очередной минимум солнечной активности, прошло 820 дней без пятен на солнечном диске вообще. Обещанный максимум активности Солнца задерживается, но когда-нибудь он все-таки придет, и, как это ни печально, следует признать, что при прогнозируемом фатальном извержении Солнца более половины от населения Болгарии будут находиться в условиях повышенной опасности от поражения электрическим током.