9. Защита электрооборудования и обслуживающего персонала от перенапряжений.
Перенапряжением называется кратковременное повышение напряжения до значения, опасного для изоляции электрооборудования. Перенапряжения возникают вследствие электромагнитных колебательных процессов, вызванных изменением режима работы электрических цепей и при разрядах молний. Главную опасность в электрических установках напряжением до 220 кВ предоставляют возникающие при грозовых разрядах атмосферные перенапряжения.
Вертикальный стержневой молниеотвод представляет собой высокий столб с проложенным вдоль него стальным проводом, соединённым с заземлителем.
Под зоной защиты молниеотвода понимают часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молний с определённой степенью надёжности.
Электрические установки на подстанциях защищают от прямых ударов молний вертикальными стержневыми молниеотводами, а защита линии – горизонтальными молниеотводами.
Вертикальный стержневой молниеотвод представляет собой высокий столб с проложенным вдоль него стальным проводом, соединённым с заземлителем.
Горизонтальный молниеотвод представляет собой провод, расположенный над фазными проводами линий на тех же опорах.
Чем выше над защищаемым объектом расположен молниеотвод, тем больше его защитная зона, в которой молниеотвод как бы перехватывает молнию и отводит её в землю.
Для защиты оборудования подстанции принимаем 4 молниеотвода высотой h (17-25) м, расположенных по углам четырёхугольника с размерами приблизительно:
а = 60 м,
в = 40 м.(в зависимости от периметра подстанции)
Необходимое условие защищенности всей площади четырьмя молниеотводами:/19/
D ≤8hа; (9.1)
где D – наибольшая диагональ четырёхугольника подстанции (см. эскиз подстанции).
hа – активная высота молниеотвода, т.е. превышение молниеотвода над рассматриваемым уровнем.
D
=
;
(9.2)
ha = h - hx; (9.3)
где hx = высота защищаемого объекта, т.е. высота самого высокого оборудования (трансформатора).
Радиус защиты одиночного стержневого молниеотвода определяется:
r
х
= 1.5h*
;
(9.4)
Тросовые молниеотводы защищают линию на всей протяжённости тросов.
Расстояние 𝒓x от вертикальной плоскости подвески провода до границ зоны защиты рассчитывается по формуле /19/:
r х = 0.8h* ; (9.5)
где h - высота подвески троса.
hx- высота подвески защищаемых проводов.
Высота подвески тросов над проводами выбирается таким образом, чтобы провода всех трёх фаз линии входили в зону защиты молниеотвода.
Достаточная зона защиты троса обеспечивается в том случае, если угол защитного троса α, называемый углом защиты, не превышает 30°.