Молниезащита воздушных линий

 

Для защиты ВЛ от прямых ударов молнии в провод на ВЛ подвешива­ются специальные грозозащитные тросы. Для уменьшения вероятности пе­рекрытия изоляции ВЛ при ударе молнии в грозозащитный трос на ВЛ с металлическими и железобетонными опорами должно быть обеспечено ма­лое импульсное сопротивление заземления опор и тросов. На ВЛ с деревян­ными опорами трос, как правило, подвешивается на подходах к ПС. Это объясняется тем, что на грузоопорность ВЛ с деревянными опорами доста­точно велика и грозовые перекрытия происходят между проводами сосед­них фаз по пути гирлянда-траверса-гирлянда.

В процессе эксплуатации у ограничителей перенапряжений произво­дится измерение тока проводимости под рабочим напряжением. Результаты измерений тока проводимости отдельных фаз ОПН (с учетом напряжения сети при производстве измерений) сравниваются с данными предыдущих испытаний, а также со значениями, полученными при измерении ОПН сосед­них фаз.

 

3.6.5. Молниезащита оборудования станций и подстанций

 

Защита от грозовых перенапряжений (грозозащита) РУ в свою очередь


 

 

включает в себя следующие обязательные виды защиты: от прямых ударов молнии непосредственно в электроустановку и от волн, набегающих с линий электропередачи.

Защита от прямых ударов молнии осуществляется с помощью зазем­ленных вертикальных стержневых и тросовых молниеотводов, количество, расположение, высота/угол защиты и протяженность которых выбирают из условия обеспечения нахождения оборудования и ошиновки распредели­тельного устройства в пределах зоны защиты молниеотводов. Зона защи­ты — пространство около молниеотводов, в пределах которого близлежа­щие объекты защищены от прямых ударов молнии с достаточной надеж­ностью.

При ударе молнии в заземленные конструкции РУ, на которых установ­лены молниеотводы, могут произойти перекрытия гирлянд изоляторов вслед­ствие высокого импульсного напряжения между порталом и проводом. Пе­рекрытия могут также происходить по воздуху между отдельно стоящими молниеотводами и проводами электроустановки, а также в земле между индивидуальным заземлением отдельно стоящего молниеотвода и заземлени­ем подстанции. Высокое импульсное напряжение может попасть на корпус трансформатора и вызвать пробой изоляции его обмотки низшего напряже­ния. Защита от таких перекрытий тем эффективнее, чем меньше импульсное сопротивление заземления молниеотвода, и обеспечивается выбором импуль­сной прочности гирлянд изоляторов и длин воздушных промежутков.

Уровень изоляционных расстояний по воздуху между токоведущими частями, а также между токоведущими частями и заземленными элементами РУ в электроустановках напряжением до 220 кВ включительно определя­ется испытательным напряжением и величины грозовых импульсов, а в элек­троустановках напряжением до 330 кВ и выше определяется, в основном, уровнем испытательных напряжений промышленной частоты.

Выбор мест установки молниеотводов, расчет их зон защиты, выбор типа устройства защиты внутренних перенапряжений и их размещение производятся в соответствии с требованиями ПУЭ (гл.4.2, 7-е изд.), «Руко­водства по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутрен­них перенапряжений» (РД 153-34.3-35.125-99) и «Инструкции по устрой­ству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.21.122-87).

Для защиты оборудования РУ от грозовых волн, набегающих с линий, применяются вентильные разрядники, нелинейные ограничители перенапря­жения (ОПН), трубчатые разрядники и тросы, подвешиваемые на подходе линий (защищенный подход). Эти устройства ограничивают параметры волны, набегающей с линии, до значений, безопасных для изоляции.

Защитное действие разрядников определяется их вольт-секундной и вольт-амперной характеристиками. При установке вентильного разрядника в непосредственной близости от защищаемой изоляции напряжение на ней не превышает напряжения на разряднике. При удалении аппаратов от раз­рядников и приходе в РУ волны с крутым фронтом, после пробоя искрово­го промежутка в отдельных точках схемы возникают высокочастотные затухающие колебания.


 

 

Колебания происходят вокруг значения остающе­гося напряжения на разряднике. Амплитуда колебаний тем больше, чем боль­ше крутизна набегающей волны и расстояние от разрядника до аппарата.

Остающееся напряжение разрядника — наибольшее значение напря­жения на разряднике при протекании через него импульсного тока с данной амплитудой и длиной фронта. Остающееся напряжение определяет импуль­сное испытательное напряжение электрооборудования.

Ограничители перенапряжений представляют собой защитные аппара­ты, аналогичные вентильным разрядникам, но без искровых промежутков. В ОПН применяются оксидно-цинковые резисторы с крутой нелинейной вольт-амперной характеристикой.

При воздействии максимального рабочего напряжения через ОПН про­текает ток 0,4...4 мА, при этом сопротивление составляет десятки МОм. С увеличением амплитуды импульсных перенапряжений в течение времени около 1 не (10~9 с) сопротивление ОПН падает на несколько порядков (до десятков Ом), соответственно во столько же раз увеличивается ток через ОПН. В итоге избыточный ток в защищаемой сети с помощью ОПН отво­дится в землю, что резко и глубоко ограничивает амплитуду переходных процессов и тем самым обеспечивает эффективную защиту изоляции обо­рудования.

Для защиты РУ от набегающих волн при прямых ударах молнии в провод участки ВЛ в пределах опасной зоны на подходе к ПС, которая составляет 1...3 км, защищают тросовыми молниеотводами. Если линия за­щищена тросами по всей длине, то на подходах к ПС должны быть снижены сопротивления опор и уменьшены углы защиты тросов.

На первой опоре подхода ВЛ на деревянных опорах напряжением 35 кВ и выше устанавливается комплект трубчатых разрядников РТ1. По сравнению с изоляцией остальной части ВЛ эта опора имеет уровень изоля­ции, сниженный за счет шунтирования древесины спуском от тросов к за-землителю.

Для наглядного представления о размещении оборудования и аппара­тов предназначенных для защиты от перенапряжений, должны быть со­ставлены соответствующие схемы.

В схеме защиты РУ от грозовых волн, набегающих с ВЛ, должны быть указаны типы изоляции оборудования и аппаратов, расстояния по ошинов­ке от вентильных разрядников и ОПН до защищаемого оборудования, дли­на защищенных тросом участков линии, угол защиты и тип троса, места установки и типы трубчатых разрядников, места установки искровых про­межутков, расстояния от ПС до мест пересечений присоединенных к ней ВЛ с другими ВЛ, линиями связи.