12 Типы грунтов и их влияния на грозоупорность лэп.

Типы грунтов

1. Омм (чернозём, глина, суглинки, торф)Омм (лёсс, супесь, глина с

влажностью до 40%) Омм (песок, песок с галькой) Омм (сухой песок,

песок с галькой и валунами) Омм (степные пески с толщиной слоя более 10 м, грунты с толщиной слоя менее 1,5 на скальных основаниях Гранит, базальтОмм

13,14 Заземление подстанций. От прямых ударов молнии.

Надежность защиты подстанций от перенапряжений должна быть значительно выше надежности защиты линий, поскольку ущерб от повреждения здесь значительно больше, а уровень изоляции ниже. Основные принципы защиты оборудования подстанций сводятся к следующему:

• • защита от прямых ударов молнии стержневыми молниеотводами;

• • защита оборудования от волн, приходящих с линии, с помощью разрядников или ОПН;

• • защита подходов линий от прямых ударов молнии.

Зона защиты стержневого молниеотвода

Граница зоны защиты находится по формулам (все размеры — в метрах)

h o=h*0,85

rx=(1,1-0,002h)(h-hx/0,85)

При этом вероятность прорыва молнии через границу зоны не пре-

вышает 0,005.

При 0,05 ho=h*0,92

Rx=1,5(h-hx/0,92)

Заземлители подстанций с целью выравнивания потенциалов по их территории при аварийных замыканиях на землю и обеспечения таким образом электробезопасности персонала выполняются в виде сетки, образуемой горизонтально расположенными в земле полосами, которыми соединяются вертикальные электроды. К заземлителю присоединяются все металлоконструкции и металлические корпуса электрооборудования (баки трансформаторов, масляных выключателей и т. п.). В соответствии с нормами стационарное сопротивление заземления для подстанций 110 кВ и выше не должно превышать R =0,5 Ом. Подстанционные здания и сооружения защищаются путем заземления металлической кровли или, если крыша неметаллическая, посредством сетки размером 5X5 м2 из стальной проволоки диаметром 8 мм, которая располагается на крыше и присоединяется к заземлению.

При продвижении волны вдоль линии фронт волны сглаживается (удлиняется) за счет импульсной короны, потерь в земле и в проводах, поэтому выполняют защиту подходов линий от прямых ударов молнии на определенной длине (рис. 16.7), что к тому же снижает величину тока в разрядниках подстанции. Количество и места установки ОПН и разрядников выбирают так, чтобы расстояние между разрядниками и защищаемыми объектами не превышали безопасной величины (от 30 м до 150 м для разных случаев).

15 Защита подстанций от набегающих волн. Подстанции защищаются от набегающих грозовых импульсов вентильными разрядниками (РВ) и ограничителями перенапряжений (ОПН).

Импульсы грозовых перенапряжений, набегающие на подстанцию, могут иметь разную форму. Полные импульсы, близкие по форме к импульсам тока молнии, возникают при ударах в провода линии, если их амплитуда ниже импульсного разрядного напряжения изоляции линии.

16 Принцип действия ОПН Нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) Основным недостатком вентильного разрядника является сравнительно невысокая нелинейность резисторов на основе карбида кремния. Значительно большей нелинейностью обладают резисторы на основе окиси цинка. Выполненные на их базе ОПН позволяют ограничивать коммутационные перенапряжения на уровне (1,65..1,8)Uф, а грозовых – на уровне (2,2..2,4)Uф Защитная функция ОПН характеризуется величиной остающегося напряжения при определенной величине протекающего тока коммутационного или грозового перенапряжения. Понятия напряжения гашения у ОПН нет, однако есть наибольшее рабочее напряжение ОПН, выше которого может произойти разогрев и разрушение ОПН. Кроме того, ОПН характеризуют величиной номинального напряжения, которая указывается в маркировке ОПН. Коэффициент нелинейности ОПН составляет α = 0,02÷0,1. ОПН собираются из отдельных дисков (варисторов), которые помещаются в герметичный фарфоровый корпус. ОПН подключаются непосредственно к сети и заземляются через регистратор срабатываний. Малый коэффициент нелинейности ОПН позволяет глубоко ограничивать перенапряжения и применять их в сетях сверхвысокого и ультравысокого классов напряжений. 1. Варисторные диски (ZnO). 2. Полимерный корпус. 3. Огнестойкая стекловолоконная структура. 4. Коррозионностойкие алюминиевые покрышки (фиттинги)

17 Различия ОПН и РВ Основным недостатком вентильного разрядника является сравнительно

невысокая нелинейность резисторов на основе карбида кремния. Значительно большей нелинейностью обладают резисторы на основе окиси цинка. Выполненные на их базе ОПН позволяют ограничивать коммутационные перенапряжения на уровне (1,65..1,8)Uф, а грозовых – на уровне (2,2..2,4)Uф.

Вентильные разрядники характеризуются:

1) номинальным напряжением; 2) наибольшим допустимым длительным напряженим на разряднике;

3) пробивным напряжением на частоте 50 Гц (обычно действующее значение); 4) остающимся напряжением на сопротивлении резистора при определенном импульсном токе (от 5 до 14 кА, в зависимости от типа разрядника), называемом током координации 5) напряжением гашения – это наибольшее напряжение промышленной частоты на разряднике, при котором надежно обрывается сопровождающий ток (ток гашения).

6) пропускной способностью, то есть минимальным количеством нормированных импульсов тока, которые разрядник должен выдержать без существенного изменения его свойств. Это количество обычно равно 20. Нелинейные резисторы выполняются в виде дисков, состоящих из карборундового порошка (SiC) и связующего материала.

18 Назначение РТ в системе защиты подстанций. Является устройством защиты от перенапряжений. Некоторое улучшение характеристик может быть получено путем принудительного гашения дуги. Для этого искровые промежутки помещают в трубку из газогенерирующего материала. Такой защитный аппарат называется разрядником трубчатым (РТ). Основу разрядника составляет трубка из газогенерирующего материала. Один конец трубки заглушен металлической крышкой, на которой укреплен внутренний стержневой электрод. На открытом конце трубки расположен другой электрод в виде кольца. Промежуток между стержневым и кольцевым электродами называется внутренним, или дугогасящим, промежутком. Трубка отделяется от провода фазы внешним искровым промежутком, иначе газогенерирующий материал трубки постоянно разлагался бы под действием токов утечки.

Под действием высокой температуры дуги в трубке происходит интенсивное выделение газов и давление в ней нарастает до нескольких десятков атмосфер. Газы, выходя через открытый конец трубки, создают продольное дутье, и при первом же прохождении тока через нуль дуга гаснет.

В соответствии с выполняемыми функциями трубчатый разрядник характеризуется двумя группами параметров. К первой группе относится

номинальное напряжение, пробивное напряжение промышленной частоты,

импульсное пробивное напряжение и вольт-секундная характеристика. Ко второй

группе относятся нижний и верхний пределы отключаемых токов.

Основное применение трубчатых разрядников сводится к защите подходов к подстанциям, защите оборудования маломощных подстанций 3-10 кВ и защита контактной сети переменного тока.