53.Средства защиты от перенапряжений и их классификация. Грозозащитные тросы.

Средства защиты от перенапряжений, можно разделить на две большие группы: превентивные, обеспечивающие снижение вероятности возникновения перенапряжения сети и коммутационные, не влияющие на режим сети в нормальном режиме, и действующие только в случае появления грозовых или коммутационных перенапряжений. К первой группе относятся устройства заземления, грозозащитные тросы, молниеотводы, а также применительно к коммутационным перенапряжениям –качественные выключатели без повторных зажиганий дуги, дугогасящие реакторы для нейтрали.

Коммутационными средствами являются искровые промежутки, разрядники и нелинейные резисторы, подключаемые параллельно защищаемому оборудованию. Разрядник при появлении перенапряжения пробивается, резко изменяя свое сопротивление с практически бесконечного до весьма малого, так что точка прихода волны перенапряжения подключается через разрядную плазму к земле. При этом на объект защиты будет действовать только падение напряжения на разряде. Существует несколько типов защитных аппаратов, использующих электрический разряд: искровые промежутки, трубчатые и вентильные разрядники. Наряду с этим значительная часть оборудования защищена нелинейными ограничителями перенапряжений, выполняющих ту же функцию на основе применения высоко нелинейных силовых резисторов.

Г розозащитные тросы в обязательном порядке устанавливаются на линиях электропередачи 330 кВ и выше. А также на линиях 110–220 кВ при использовании ж/б и стальных опор башенного типа. Грозотрос представляет собой стальной витой из оцинкованных проволок канат (рис.3.36).

К опоре грозотрос крепится с помощью изоляторов специальным зажимом, спуски закрепляются на опоре болтовым соединением. Наряду с положительной ролью грозотроса в части, последний привносит и ряд трудностей в эксплуатации воздушных линий. Трос, участвуя в вызываемой ветром пляске проводов, будучи заземленным, может стать причиной фазного короткого замыкания. Обрыв троса, например, вследствие коррозии или «пережога» при ударе молнии, приводит к его падению на защищаемые провода и всевозможным типам замыканий. В связи с этим диагностика состояния грозотроса является важным элементом эксплуатации воздушных линий электропередачи.

Конструкции применяемых заземляющих устройств разнообразны. Простейшим способом заземления опор воздушных ЛЭП является использование свай фундамента опоры (рис. 3.38).

Если удельное сопротивление грунта не слишком велико, то сваи фундамента являются естественным заземлением. В случае грунтов с высоким удельным сопротивлением приходится использовать дополнительные элементы –дополнительные вертикальные стержни или горизонтальные лучи из стального прутка диаметром более 10 мм или трубами, как показано на рис.3.38.

Заземление подстанций устраивается с помощью размещаемых по контуру плана подстанции вертикальных стержней, заглубляемых на 5–10 м (рис. 3.39). Количество стержней выбирается исходя из требований к величине полного заземления сопротивления подстанции. Для обеспечения равномерного распределения потенциала в системе заземления вертикальные стержни связывают горизонтальными лучами с глубиной залегания 0,5–0,7 м (рис. 3.39). В качестве материалов используются стальные трубы с толщиной стенки не менее 3.5 мм, пруток с диаметром не менее 10 мм или стальной уголковый профиль с толщиной полки не менее 4 мм. Полное выравнивание потенциала при большой площади подстанции достигается созданием сетки из горизонтальных стержней (рис. 3.39). Качество заземления подстанции оцениваются по величине сопротивления заземления, которое стандартными методами измеряется при воздействии напряжения промышленной частоты.

Ниже приведены расчетные формулы для стационарного сопротивления Rз простейших заземлителей в зависимости от удельного сопротивления грунта ρ_гри геометрических размеров: