16
str.1 Artykuł powstał po zrealizowaniu pracy dyplomowej inżynierskiej na kierunku Elektrotechnika przez Aleksandrę Schött o tytule: WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE SŁUPÓW BETONOWYCH, którą prowadził dr inż. Witold Hoppel. Została ona zakończona oraz obroniona w styczniu 2015 r. Artykuł był opublikowany w Wiadomościach Elektrotechnicznych nr 3/2015. dr inż. Witold Hoppel mgr inż. Bartosz Olejnik inż. Aleksandra Schött Politechnika Poznańska Instytut Elektroenergetyki Czy beton w słupach linii powyżej 1 kV jest materiałem izolacyjnym? 1. Wstęp W normie [1] dotyczącej linii napowietrznych znajduje się algorytm zatytułowany „Projektowanie układu uziemiającego ze względu na dopuszczalne napięcie dotykowe”. Jest to obecnie najważniejszy sposób oceny środków ochrony przy dotyku pośrednim (przy uszkodzeniu) dla słupów linii napowietrznych o napięciu powyżej 1 kV. W algorytmie tym na samym wstępie znajduje się predykat z zapytaniem: „Słup z materiału izolacyjnego?”. W objaśnieniach do tego algorytmu zawarte jest następujące sformułowanie: „W przypadku słupów drewnianych lub wykonanych z innych materiałów nieprzewodzących, bądź też słupów bez jakichkolwiek części przewodzących uziemionych, doziemienia nie są praktycznie możliwe i nie stawia się wymagań dotyczących uziemienia”. Nie definiuje się w normie, czy słupy betonowe należy zaliczyć do wykonanych z materiału izolacyjnego. W projektach krajowego załącznika do tej normy pojawiało się zdanie „ W przypadku słupów drewnianych lub wykonanych z innych materiałów nieprzewodzących (np. z betonu zbrojonego o odpowiedniej grubości zewnętrznej warstwy betonu)...” sugerujące, że przy pewnej, ale nieokreślonej normą, grubości warstwy betonu na zbrojeniu, słup można uznać

BETONOWYCH, · obroniona w styczniu 2015 r. Artykuł był opublikowany w Wiadomościach Elektrotechnicznych nr 3/2015. dr inż. Witold Hoppel mgr inż. Bartosz Olejnik inż. Aleksandra

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • str.1

    Artykuł powstał po zrealizowaniu pracy dyplomowej inżynierskiej na kierunku Elektrotechnika

    przez Aleksandrę Schött o tytule: WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE SŁUPÓW

    BETONOWYCH, którą prowadził dr inż. Witold Hoppel. Została ona zakończona oraz

    obroniona w styczniu 2015 r.

    Artykuł był opublikowany w Wiadomościach Elektrotechnicznych nr 3/2015.

    dr inż. Witold Hoppel

    mgr inż. Bartosz Olejnik

    inż. Aleksandra Schött

    Politechnika Poznańska

    Instytut Elektroenergetyki

    Czy beton w słupach linii powyżej 1 kV jest materiałem izolacyjnym?

    1. Wstęp

    W normie [1] dotyczącej linii napowietrznych znajduje się algorytm zatytułowany

    „Projektowanie układu uziemiającego ze względu na dopuszczalne napięcie dotykowe”. Jest to

    obecnie najważniejszy sposób oceny środków ochrony przy dotyku pośrednim (przy

    uszkodzeniu) dla słupów linii napowietrznych o napięciu powyżej 1 kV.

    W algorytmie tym na samym wstępie znajduje się predykat z zapytaniem: „Słup

    z materiału izolacyjnego?”. W objaśnieniach do tego algorytmu zawarte jest następujące

    sformułowanie: „W przypadku słupów drewnianych lub wykonanych z innych materiałów

    nieprzewodzących, bądź też słupów bez jakichkolwiek części przewodzących uziemionych,

    doziemienia nie są praktycznie możliwe i nie stawia się wymagań dotyczących uziemienia”. Nie

    definiuje się w normie, czy słupy betonowe należy zaliczyć do wykonanych z materiału

    izolacyjnego.

    W projektach krajowego załącznika do tej normy pojawiało się zdanie „W przypadku

    słupów drewnianych lub wykonanych z innych materiałów nieprzewodzących (np.

    z betonu zbrojonego o odpowiedniej grubości zewnętrznej warstwy betonu)...” sugerujące, że

    przy pewnej, ale nieokreślonej normą, grubości warstwy betonu na zbrojeniu, słup można uznać

  • str.2

    jako wykonany z materiału izolacyjnego.. W ostatecznej wersji tego dokumentu pojawił się

    jednak zapis zbliżony do podanego wyżej cytatu z normy głównej, na co wpływ miały

    przedstawione w niniejszym artykule badania i przedstawianie opinii w tej sprawie zespołowi

    opracowującemu polski załącznik.

    Ten zapis jednak także nie jest precyzyjny i ciągle będą wątpliwości, czy słup betonowy

    należy uznać za wykonany z materiału izolacyjnego czy przewodzącego, chociaż może lepiej

    byłoby użyć niezbyt poprawnego gramatycznie pojęcia „materiału nie izolacyjnego”.

    W literaturze z roku 1972 [2] znajdują się oceny przewodności betonu, ale nie dotyczą

    współczesnych materiałów na słupy strunobetonowe. Z książki wynika jasno, że beton pod

    kątem ochrony od porażeń należy traktować jako materiał przewodzący. Beton, który znajduje

    się pod powierzchnią ziemi przyjmuje rezystywności podobne do gruntu, w którym się

    znajduje. Stąd w Instytucie Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej przeprowadzono

    badania na ten temat, które ostatecznie powinny te wątpliwości zakończyć.

    2. Metodologia badań

    Celem przeprowadzonych badań było określenie rezystywności próbek betonu

    dostarczonych autorom przez dwóch polskich producentów żerdzi: WIRBET S.A. z Ostrowa

    Wielkopolskiego oraz STRUNOBET – Migacz sp. z o.o. z Lewina Brzeskiego.

    Próbki otrzymane z firmy WIRBET wykonane były w maju 2014 r. zgodnie

    z procedurami obowiązującymi podczas wytwarzania żerdzi i pochodzą z różnych partii

    produkcyjnych. Badania tych próbek wykonywane były w październiku 2014 r., przy czym od

    daty wyprodukowania znajdowały się one w naturalnych warunkach atmosferycznych, łącznie

    z narażeniem ich na opady deszczu.

    Firma STRUNOBET – Migacz przekazała do badań próbki wykonane z betonu

    pochodzącego z partii produkcyjnej słupów, jednakże otrzymane, sześcienne kostki, nie były

    utrząsane na etapie ich wykonania. Próbki pochodziły z sierpnia 2014 r., a sposób ich

    przechowywania do prób wykonywanych w listopadzie 2014 roku nie był znany autorom

    artykułu.

    Podstawowe informacje dotyczące próbek zostały przedstawione w tablicy 1.

  • str.3

    Tablica 1.

    Informacje ogólne dotyczące badanych próbek oraz skład betonu

    Parametr WIRBET STRUNOBET-Migacz

    Informacje ogólne

    Liczba badanych próbek 5 2

    Kształt sześcian sześcian

    Typ betonu C40/50 C40/50

    Wymiary 10x10x10 cm 15x15x15 cm

    Próbki utrząsane tak nie

    Próbki tuż przed pomiarami były moczone tak w wodzie (deszczowej i wodociągowej),

    jak i całkowicie suche.

    W dalszej części artykułu przyjęto następującą numerację próbek:

    numery od 1 do 5 – próbki z firmy WIRBET S.A.

    numery 6 oraz 7 – próbki z firmy STRUNOBET – Migacz sp. z o.o.

    Schemat układu pomiarowego do badania próbek metodą techniczną przedstawiony

    został na rys. 1.

    Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do badania próbek betonu metodą techniczną

    Układ pomiarowy w przypadku każdego z doświadczeń zasilany był

    z autotransformatora laboratoryjnego o zakresie regulacji od 0 do 600 V. Próbka, dla której

    wykonywany był pomiar spoczywała na stole laboratoryjnym, oddzielona od niego grubą

    tkaniną flanelową. Elektrody górna i dolna wykonane były z folii aluminiowej. Rolę docisku

    pełniła aktualnie nie badana próbka, przy czym także tutaj elektroda była oddzielona od docisku

  • str.4

    tkaniną flanelową. Tkanina miała również za zadanie spowodowanie lepszego przylegania

    elektrody do lekko porowatego betonu. Tak skonstruowane stanowisko, przedstawione na

    rysunku 2, zapewniało bezpieczeństwo pomiarów i dużą powtarzalność wyników.

    Rys. 2. Stanowisko badawcze z próbkami betonu

    3. Badanie zależności rezystywności próbki w funkcji przyłożonego napięcia

    Pierwsze badanie polegało na sprawdzeniu liniowości rezystancji betonu, aby można

    było przeprowadzić pomiary rezystywności przy małych wartościach napięć, a nie napięciami

    powyżej 1 kV, co wymaga specjalnej i bezpiecznej aparatury.

    Autotransformator wykorzystywany w układzie pomiarowym z rysunku 1. ma

    możliwość wymuszania napięcia z zakresu od 0 do 600 V z płynną regulacją jego wartości.

    Bezpośrednimi wynikami otrzymanymi podczas pomiarów były wartości napięcia

    przyłożonego do elektrod oraz prąd płynący skrośnie przez betonową próbkę o znanych

    wymiarach. Wiedząc, że:

    S

    lR

    (1)

    gdzie:

    R – rezystancja próbki,

    ρ – rezystywność materiału, z którego wykonana została próbka,

    l – długość krawędzi ściany próbki,

    s – powierzchnia ściany próbki,

    można wyznaczyć zależność opisującą wartość rezystywności próbki w Ωm na podstawie

    mierzonych wielkości. Zależność opisana jest wzorem (2).

    lI

    sU

    •= (2)

  • str.5

    Wyniki pomiarów napięcia i prądu oraz obliczeń rezystancji i rezystywności wybranych

    próbek przedstawia tablica 3.

    Tablica 3.

    Wyniki pomiarów napięcia i prądu oraz obliczeń rezystancji i rezystywności próbek do

    określenia zależności ρ = f(U)

    Numer próbki U w V I w mA R w Ω ρ w Ωm

    1

    107 57,8 1851,2 185

    193 105 1838,1 184

    286 154 1857,1 186

    366 198,3 1845,7 185

    460 256 1796,9 180

    3

    105 57,4 1829,3 183

    197 99,3 1983,9 198

    277 140,8 1967,3 197

    386 196,6 1963,4 196

    489 249 1963,9 196

    Z tablicy 3. oraz rysunku 4. widać wyraźnie, że zależność między mierzoną

    rezystywnością a napięciem probierczym jest praktycznie funkcją stałą. Można stąd przyjąć, że

    otrzymywane wartości obliczeń przedstawiane w artykule są miarodajne i słuszne.

    Wyniki już tych pierwszych badań są zadziwiające. Beton ma rezystywność

    porównywalną z wieloma rodzajami gruntów, a nawet mniejszą. Oczywiście cały czas należy

    pamiętać o tym, że próbki były przed pomiarami zanurzone przez 24 godziny w wodzie

    deszczowej i badane tuż po wyjęciu z niej. Zaobserwowano jednocześnie, że nasiąkliwość

    betonu, z którego wykonano próbki była bardzo niewielka. Można zatem przyjąć, że podobnie

    zachowywał się będzie słup betonowy wystawiony na kilkugodzinne opady deszczu.

  • str.6

    Rys. 3. Zależność rezystywności betonu od napięcia probierczego

    4. Wpływ temperatury na rezystywność betonu

    Zbadany został wpływ temperatury na rezystywność betonu w próbkach nr 3, 4 oraz 5.

    Temperatura mierzona była sondą typu K umieszczoną centralnie między próbkami, pod

    warstwą tkaniny, stykając się bezpośrednio z betonem. Próbka nagrzewana była na skutek

    przepływu przez nią prądu. Temperatura otoczenia i jednocześnie początkowa próbek wynosiła

    20 °C. Badania zostały wykonane dla trzech przypadkowo wybranych próbek, które były

    wcześniej przez 24 godziny zanurzone w wodzie deszczowej. Doświadczenia były prowadzone

    tuż po wyjęciu próbek z kąpieli.

    Wyniki badań wpływu temperatury próbki na jej rezystywność zostały zestawione

    w tablicy 2.

  • str.7

    Tablica 2.

    Wyniki badań wpływu temperatury próbki na rezystywność betonu

    T w °C ρ w Ωm

    Próbka nr 3 Próbka nr 4 Próbka nr 5

    20 282 244 197

    25 244 224 150

    30 233 204 134

    35 207 182 122

    40 187 172 112

    45 173 160 101

    50 158 137 92

    55 144 125 86

    60 137 116 77

    65 130 109 67

    70 128 101 62

    75 132 89 59

    80 147 244 197

    Warto zauważyć, że wraz ze wzrostem temperatury próbki maleje jej rezystywność, co

    pokazane jest na rysunku 4 i jest to zgodne z teorią dotyczącą tego zjawiska, a opisywaną w [2].

    Można zauważyć, że rezystywność betonu w próbce nr 3 wzrosła dla temperatury wyższej od

    70 °C. Powodem tego zjawiska mogło być przeschnięcie betonu, czego jednak nie zauważono

    podczas pomiarów.)

  • str.8

    Rys. 4. Wpływ temperatury próbki na rezystywność mokrego betonu.

    5. Badanie wpływu wilgotności betonu na jego rezystywność

    Kolejnym krokiem do potwierdzenia faktu, że beton wykorzystywany do produkcji

    słupów strunobetonowych nie jest materiałem izolacyjnym, było zbadanie wpływu wilgotności

    materiału na jego rezystywność. Przed pomiarami próbki zanurzone były przez 24 godziny

    w wodzie wodociągowej. Pierwsze pomiary odbyły się natychmiast po wyjęciu próbek

    z kąpieli, a pomiędzy badaniami kostki były ułożone w sposób zapewniający cyrkulację

    powietrza przy każdej ściance. Kolejne pomiary wykonywane były w odstępie jednej godziny.

    Lepsze były by pomiary nie w funkcji czasu, ale wilgotności, którą stosunkowo trudno jest

    zmierzyć i w zasadzie nie istnieją proste metody pomiarowe dla jej określenia. Z kolei

    zależność od czasu schnięcia lepiej przekłada się na sposób interpretacji wyników dla słupów

    znajdujących się w terenie.

    Wyniki obliczeń prowadzonych na podstawie zależności (2) przedstawia tablica 4 oraz

    rysunki 5 i 6. Wyraźnie widoczna jest tendencja (i jest ona dość oczywista), że wraz

    z wysychaniem próbki jej rezystywność znacznie wzrasta. Wynik poniżej 1000 Ωm utrzymuje

    się przez 1-3 godzin po wyjęciu betonu z kąpieli wodnej. Do tego też czasu widoczne było

    wyraźne zawilgocenie próbki. Maksymalna obliczona rezystywność próbki wynosiła

    ok. 153 kΩm.

  • str.9

    Tablica 4.

    Wpływ wysychania betonu na wartość rezystywności próbek

    Czas

    schnięcia

    w h

    ρ w Ωm

    Próbka

    nr 1

    Próbka

    nr 2

    Próbka

    nr 3

    Próbka

    nr 4

    Próbka

    nr 5

    Średnia

    1-5

    Próbka

    nr 6

    Próbka

    nr 7

    Średnia

    6-7

    0 191 163 251 221 145 194 147 291 219

    1 478 433 1327 1035 429 740 228 421 325

    2 2356 1190 9164 7390 928 4206 521 882 702

    3 8005 3234 28283 36266 2056 15569 980 1758 1369

    4 17114 8213 17114 70912 5163 23703 - - -

    5 50568 20978 57850 72545 65369 53462 - - -

    6 98182 31821 96648 147273 27091 80203 - - -

    7 152938 77679 87357 81300 56458 91146 - - -

    8 106813 51750 168750 76857 78750 96584 - - -

    9 93365 47463 106317 65697 55263 73621 - - -

  • str.10

    a

    b

    Rys. 5. Wpływ czasu wysychania próbki na rezystywność betonu:

    a) wyniki dla poszczególnych próbek:,

    b) wyniki średnie dla dwóch producentów żerdzi.

  • str.11

    6. Badania rezystywności próbek betonu narażonych na działanie roztworów glebowych

    Dla otrzymania pełnego obrazu zachowania się betonu w różnych warunkach pracy

    rozpatrzono właściwości części podziemnej słupa. W tym celu, po wykonaniu wszystkich serii

    badań na próbkach mokrych i suchych, zostały one zakopane na okres około 6 tygodni

    (październik-listopad 2014) w gruncie o rezystywności ρ = 112 Ωm. Zmniejszenie wpływu

    innych czynników na przewodność tych próbek zostało osiągnięte dzięki niezwłocznemu

    zbadaniu ich po wykopaniu. Wyniki pomiarów oraz obliczone wartości rezystywności zostały

    zamieszczone w tablicy 5. Pomiary przeprowadzono w układzie przedstawionym na rysunku

    1.

    Badania wykazują, że rezystywność betonu jest niewiele większa niż rezystywność

    gruntu, w którym się znajduje. Dla badanych próbek ten wzrost wyniósł 25-86 % i można się

    spodziewać, że po dłuższym czasie zakopania będzie jeszcze mniejsza, ponieważ roztwory

    gruntowe silniej wnikną w strukturę betonu. Stąd obliczając rezystancję uziemienia słupa

    można wziąć pod uwagę głównie samo zbrojenie. Opis tego wpływu znajduje się również w

    [2], ale dotyczy betonów sprzed ponad 40 lat. Wg tej literatury warstwa betonu zwiększa

    rezystancję uziemienia słupa w stosunku do wyliczonej z samego zbrojenia o 5-30 %. Przy

    dokładnościach spotykanych przy obliczaniu rezystancji uziemienia jest wartość prawie

    pomijana.

    Tablica 5.

    Wyniki badań rezystywności próbek wystawionych na działanie roztworów glebowych

    Nr próbki U w V I w mA ρ w Ωm ρ/112 m

    Próbka nr 1 250 150 167 1,49

    Próbka nr 2 250 178 140 1,25

    Próbka nr 3 250 120 208 1,86

    7. Badania rezystywności zewnętrznej warstwy betonu gotowych żerdzi wirowanych

    W celu potwierdzenia późniejszych wniosków i upewnienia się w ich słuszności,

    autorzy wykonali badania polegające na pomiarze rezystancji przejścia pomiędzy powierzchnią

    betonu a dłoniami na gotowych żerdziach wirowanych. Doświadczenia wykonane były w

    firmie WIRBET w Ostrowie Wielkopolskim w końcu października 2014 roku.

    Do badań wybrano 4 przypadkowe żerdzie typu „E” o długości 10 metrów,

    wyprodukowane w dniu 3.10.2014 r., a znajdujące się w zewnętrznym magazynie wyrobów

  • str.12

    gotowych fabryki. Żerdzie przed pomiarami były trzykrotnie (w odstępie jednej godziny) przez

    kilka minut intensywnie polewane wodą wodociągową. Temperatura powietrza i żerdzi

    wynosiła 16 °C.

    Schemat układu pomiarowego został zamieszczony jest na rysunku 6.

    Rys. 6. Schemat układu pomiarowego do badania rezystywności zewnętrznej warstwy

    betonu gotowej żerdzi wirowanej

    Istotna z punktu widzenia słuszności pomiarów jest powierzchnia folii aluminiowej,

    która stanowi jedną z elektrod. Do celów doświadczalnych przyjęto, że powierzchnia

    wewnętrznych części dłoni i, jednocześnie, folii aluminiowej jest równa 220 cm2. Pomiary

    prowadzone były w czterech punktach na każdej żerdzi położonych w dwóch kierunkach od

    dolnego i górnego zacisku uziemiającego.

    Drugą elektrodę pomiarową stanowiło stalowe zbrojenie żerdzi. Do połączenia układu

    pomiarowego ze zbrojeniem wykorzystano jeden z zacisków uziemiających żerdzi. Można

    więc stwierdzić, że mierzono rezystancję przejścia pomiędzy zbrojeniem słupa, czyli jego

    najlepiej przewodzącym elementem, a ręka człowieka. Rezystancja ta znacząco wpływa na prąd

    rażeniowy, ponieważ jest szeregowo połączona z rezystancją ciała człowieka i rezystancją

    przejścia do ziemi (składa się ona z rezystancji obuwia i rezystancji stanowiska).

    Wyniki badań zestawione zostały w tablicy 6.

    Tablica 6.

    Wartości rezystancji przejścia pomiędzy żerdzią a ręką człowieka w Ω

  • str.13

    Żerdź Punkt pomiarowy

    średnia A B C D

    Nr 1 308 1071 179 865 606

    Nr 2 2813 1000 274 865 1238

    Nr 3 6250 1331 719 1250 2388

    Nr 4 865 900 504 591 715

    Średnia dla wszystkich żerdzi: 1237

    Z badań wynika, że mierzona rezystancja jest zbliżona do 1000 , czyli rezystancji ciała

    człowieka i zmniejsza prąd rażeniowy, ale nie do tego stopnia, aby nie był niebezpieczny dla

    człowieka. Pewnego wyjaśnienia wymagają duże rozbieżności w wynikach. Powodem tego

    mogła być słoneczna pogoda, która powodowała wysychanie betonu - a pomiary trwały kilka

    godzin. Nie zmienia to jednak podstawowego wniosku.

    8. Kryterium przewodności

    Aby poprawnie przeanalizować wyniki należy się zastanawiać, do jakiej wartości

    rezystywności beton należy uznać za przewodzący, a raczej: kiedy dotknięcie słupa jest

    niebezpieczne z punktu widzenia napięć dotykowych rażeniowych. Jest to kryterium

    zaproponowane oraz wyprowadzone przez autorów i być może dyskusyjne, ale brak innego,

    np. uznanego przez normy.

    Do analiz i pomiarów napięć dotykowych rażeniowych w ochronie od porażeń

    przyjmuje się [3], że stopy człowieka mają powierzchnię 400 cm2, a rezystancja stanowiska na

    gruncie o rezystywności wynosi

    .,Ra 51=2 (3)

    Stąd, zakładając powierzchnię stron wewnętrznych obu dłoni równą 220 cm2, można

    przyjąć, że rezystancja przejścia z dłoni do słupa wynosi:

    732=51220

    400= ,,Rp (4),

    nie uwzględniając przy tym faktu, że dłonie do słupa przeważnie będą dociskane siłą mniejszą

    niż stopy, bo stopy dociska ciężar ciała człowieka.

    Przyjmuje się na podstawie własnych doświadczeń, że napięcie dotykowe spodziewane

    przy słupie może stanowić 0,7 napięcia uziomowego, które w bardzo ekstremalnym przypadku

    będzie równe napięciu fazowemu - przy słupie nie wyposażonym w uziom ochronny. Czyli:

  • str.14

    - w sieci 15 kV:

    V6365=3

    1575070= ,U ST (5a)

    - w sieci 20 kV:

    3 V8487=3

    2100070= ,U ST (5b)

    Przyjmuje się też, że prąd rażeniowy nie powinien przekroczyć granicy 30 mA, czyli

    musi zachodzić:

    A030<+++

    =21

    ,ZRRR

    UI

    Bpaa

    ST

    B (6)

    gdzie:

    Ra1- rezystancja obuwia, która przyjmuje się 1000 .,

    ZB - impedancja ciała człowieka, przyjmuje się czystą rezystancję o wartości 1000 .

    Po podstawieniu przechodzi się do rozwiązania nierówności:

    - dla sieci 15 kV

    03,0100073,210000

    6365

    ,

    - dla sieci 20 kV:

    03,0100073,210000

    8487

    .

    Po rozwiązaniu nierówności otrzymuje się dla:

    - sieci 15 kV:

    max_15>77000 m,

    - dla sieci 20 kV:

    max_20>103000 m

    Beton o rezystywnościach spełniających podane wyżej warunki może być uznawany za

    nieprzewodzący.

    Odnosząc się do rys. 5.b, który przedstawia średnie rezystywności próbek w funkcji

    czasu ich schnięcia po 24 godzinnej kąpieli w wodzie wodociągowej: rezystywności betonu po

    około 8 godzinach od wyjęcia z kąpieli zbliżają się do wartości, przy których można go uznać

    za nieprzewodzący. W celu ustalenia czasu schnięcia koniecznego dla uznania betonu za

    nieprzewodzący wykonano jeszcze jedno doświadczenie - pomiary rezystywności co 24

    godziny od wyjęcia z wody. Okazuje się, że beton poddawany tym próbom, czyli przepływowi

    prądu elektrycznego co 24 godziny, a nie co godzinę, zachowuje się zupełnie inaczej. Nawet

  • str.15

    po 72 godzinach wszystkie próbki miały rezystywność poniżej 40000 m. Trudno dywagować

    o przyczynach tego prawdopodobnie chemicznego lub elektrochemicznego zjawiska. Taki fakt

    został po prostu stwierdzony i nie zmienia on podstawowych wniosków.

    Rys. 7. Wpływ czasu wysychania próbki na rezystywność betonu

    9. Wnioski

    Z przedstawionego materiału bez najmniejszych wątpliwości wynika, i jest to główny

    wniosek niniejszego artykułu, że beton należy traktować jako materiał przewodzący z punktu

    widzenia zagrożenia porażeniowego, jeżeli jest on wykorzystywany do wykonania żerdzi

    wirowanych używanych w budowie linii SN i stacji SN/nn.

    Potwierdzają to tak badania rezystywności w laboratorium, jak i rezystancji przejścia

    pomiędzy zbrojeniem i modelową dłonią na gotowych żerdziach.

    Stwierdzono również, że rezystywność betonu nasyconego roztworami gruntowymi jest

    tylko nieco większa od rezystywności gruntu, w którym się znajduje. Warto tutaj przypomnieć

    o dobrych właściwościach uziomów fundamentowych, które znajdują się właśnie w betonowej

    otulinie.

    Przewodnictwo betonu jest wystarczające do spowodowania porażenia człowieka, jeśli

    jest on mokry lub wilgotny w czasie opadów atmosferycznych i pewien czas po ich ustaniu.

  • str.16

    Ten czas jest bardzo trudny do określenia i zależny od wielu czynników, które nawet trudno

    zidentyfikować. Może to być kilka godzin, ale i wiele dni.

    Może się także okazać, że w temperaturze tylko kilku stopni powyżej zera i większej

    wilgotności powietrza (np. w okresie jesienno-zimowym) wystarczające przewodzenie będzie

    się utrzymywać w sposób ciągły.

    Rezystywność mokrego betonu jest o kilka rzędów wielkości mniejsza od wyznaczonej

    rezystywności dopuszczalnej do uznania go za nieprzewodzący. Tą rezystywność, jakby

    graniczną, zaproponowano wg własnej metody jej określenia i wynosi ona około 100 km.

    Należy podać, że wszyscy polscy projektanci i służby eksploatacyjne energetyki

    zawodowej traktują słupy betonowe jako wykonane z materiału przewodzącego. Tylko

    nieodpowiedzialne sformułowania norm i bardzo nieliczni specjaliści próbowali forsować

    opinię, że beton można uważać za materiał izolacyjny.

    Trzeba przyznać, że opracowanie betonu nieprzewodzącego byłoby korzystne do

    zastosowania w pewnych sytuacjach, może wystarczyłoby nawet uzyskanie odporności betonu

    na wchłanianie wilgoci. Takie futurystyczne rozwiązanie wywoła inne problemy np. z

    działaniem zabezpieczeń ziemnozwarciowych.

    Literatura

    [1] PN-EN 50341-1:2013-03 - wersja polska: Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu

    przemiennego powyżej 1 kV. Część 1: Wymagania ogólne---Specyfikacje wspólne.

    [2] Wołkowiński K.: Uziemienia urządzeń elektroenergetycznych. WNT, Warszawa 1972 r.

    [3] PN-E-5115. Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV.

    http://sklep.pkn.pl/pn-en-50341-1-2013-03p.html