1

одним той же мощности с резервированием питания нагрузки на низшем напряжении, допускается не устанавливать тросовую защиту подхода воздушной линии. При отсутствии резервного питания, длина защищаемого подхода должна быть не менее 500 м, при расстоянии между разрядником и трансформатором не менее 10 м.

Если воздушная линия выполнена на металлических, железобетонных или деревянных опорах, а на подходах крепления, гирлянд или штыревые изоляторы заземлены и в начале подхода установлены трубчатые разрядники, то защита подходов при помощи троса не требуется.

Сопротивление заземления трубчатых разрядников на ВЛ с деревянными опорами не должно превышать 10 Ом.

Защита РУ напряжением 6÷20 кВ с кабельными вводами от ВЛ выполняется трубчатым разрядником FV2, установленным на опоре с концевой кабельной муфтой, который соединяется с оболочкой кабеля или его броней.

Рисунок 4. Схема защиты подстанций на ответвлениях: а – при длине ответвления до 150 м; б – при 150÷500м

4

вентильными разрядниками, которые устанавливаются на вводе линий или на сборке у трансформаторов.

Защита приключательных пунктов осуществляется трубчатыми разрядниками, устанавливаемыми на каждой подходящей линии.

Грозозащиту подстанций, присоединенных к действующим линиям напряжением 35÷110 кВ, допускается выполнять по упрощенным схемам, а при присоединении к вновь сооружаемым воздушным линиям применение упрощенных схем не допускается.

Для защиты от приходящих волн перенапряжения непосредственно на подстанциях устанавливаются вентильные разрядники. Наибольшее допустимое расстояние от разрядника до защищаемого оборудования регламентируется ПУЭ в зависимости от напряжения линий, типа опор и длины защищаемого тросовым молниеотводом подхода ВЛ.

Для вращающихся машин опасность представляет не только амплитуда, но и крутизна фронта волны перенапряжения. Вращающиеся машины (генераторы, синхронные компенсаторы и др.), связанные с ВЛ через трансформаторы, не требуют защиты от атмосферных перенапряжений. Если же потребители питаются генераторным напряжением, то такую защиту выполнять обязательно. Для этого устанавливают по ГОСТ вентильный разрядник первой группы и параллельно ему подключают конденсатор ёмкостью 0,5 мкФ.

При мощности вращающихся машин более 3000 кВт подход ВЛ с железобетонными опорами (см. рис. 5) защищается тросовым молниеотводом длинной не менее 300 м, а в начале подхода устанавливается трубчатый разрядник FV1. На подходе ВЛ с деревянными опорами дополнительно на расстоянии 150 м от начала тросового подхода со стороны линии устанавливается комплект трубчатых разрядников.

Если на вводе установлен реактор, то на расстоянии 100÷150 м подход должен быть защищен тросом; в начале подхода устанавливается трубчатый разрядник FV1, а у реактора – вентильный FV2 (см. рис. 6).

5

При присоединении ВЛ через кабельную вставку ( l >50 м) и реактор защита от прямых ударов молнии не требуется. В месте присоединения ВЛ к кабелю устанавливается комплект трубчатых разрядников, а перед реактором

– комплект вентильных РВ.

Для электродвигателей до 3000 кВт допускается не применять защиту подходов от прямых ударов молнии тросовыми молниеотводами. При этом на подходе ВЛ устанавливается два комплекта трубчатых разрядников на расстояниях 150 и 250 м от шин подстанции (см. рис. 7, а), а при наличии кабельной вставки перед ней устанавливается дополнительно вентильный разрядник IV группы по ГОСТ (см. рис. 7, 6).

Рисунок 7. Схема защиты электродвигателей до 3000 кВт при подходе ВЛ на деревянных опорах (а) и при кабельной вставки (б)

Открытые токопроводы 6÷10 кВ, если они присоединены к шинам генераторного напряжения, по всей длине должны защищаться стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми в шахматном порядке вдоль трассы по обе стороны токопровода. Иногда используют тросовые. Расстояние между

6

молниеотводами и токоведущими частями токопровода по воздуху должно быть не менее 5 м.

На шинах подстанций с вращающимися машинами и распределительных пунктов, к которым подходит токопровод, защищаемый молниеотводом, устанавливаются вентильные разрядники и защитные емкости, величина которых в зависимости от напряжения (6÷20 кВ) колеблется от 0,8 до 0,4 мкФ.

Молнезащита зданий и сооружений

По устройству молниезащиты производственные, жилые и общественные здания и сооружения подразделяются на три категории (I, II и Ш) в соответствии с их назначением. Среднегодовая продолжительность грозовых часов в год определяется картой районирования, приведенной в ПУЭ.

Ожидаемое количество поражений молнией в год здания или сооружения, не оборудованного молниезащитой, определяется по формулам:

1. Для сосредоточенных сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)

N= 9πh2 n 10−6 .

2.Для зданий и сооружений прямоугольной формы

N=[(B +6h)(L +6h) −7,7h2 ]n 10−6 .

где h – наибольшая высота здания или сооружения; B – ширина здания; L – длина здания; H – среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 поверхности земли в месте расположения здания или сооружения.

Для зданий и сооружений сложной конфигурации длина и ширина определяется соответствующими размерами наименьшего прямоугольника, в который вписывается здание в плане.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных

7

проявлений молнии и заноса высокого потенциала через различные коммуникации.

От прямых ударов молнии защита выполняется отдельно стоящими молниеотводами (см. рис. 8) или тросовыми (см. рис. 9), а также изолированными молниеотводами (см. рис. 10), которые должны обеспечить зону защиты типа А. Элементы молниеотвода, как правило, должны быть удалены от защищаемого объекта и подземных металлических коммуникаций.

Рисунок 10. Стержневой молниеотвод, изолированный от защищаемого объекта диэлектрической стойкой ( Sд )

При защите от вторичных проявлений молнии корпуса всего оборудования, установленного в защищаемом здании, должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок или к железобетонному фундаменту. Незамкнутые протяженные металлические

8

контуры должны исключаться путем наложения перемычек из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм через каждые 20 м вблизи сближения трубопроводов и других сооружений на расстояние 10 см.

Защита от заноса высокого потенциала по трубопроводам, кабелям в металлических оболочках или трубах должна осуществляться путем их присоединения к заземляющему устройству электроустановок или к железобетонному фундаменту.

Для зданий и сооружений II категории должна быть обеспечена защита от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов.

Защита осуществляется стержневыми и тросовыми молниеотводами, а также путем наложения молниеприемной сетки на кровлю или использования металлической кровли.

Молниеприемная сетка должна иметь ячейки площадью не более 36 м2 (6x6 или 3х12) и уложена на кровлю непосредственно или под слой негорючих или трудно сгораемых утеплителей.

Молниеотводы должны иметь не менее двух самостоятельных токоотводов, присоединенных к заземляющему контуру или железобетонному фундаменту.

Токоотводы от металлической кровли или молниеприемной сетки должны быть проложены к заземлителям через 25 м по периметру здания, используя при этом колонны, фермы, рамы и др.

Для защиты от вторичных воздействий молнии металлические корпуса оборудования и аппаратов должны быть заземлены, а металлические трубопроводы через каждые 30 м при сближении на расстояние 10 см должны соединяться перемычками.

При III категории должна быть обеспечена защита от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов. Выполняется защита также, как и при II категории, однако, молниеприемная сетка должна быть площадью не более

150 м2 (12x12м).

9

Каждый токоотвод от стержневых и тросовых молниеотводов присоединяют к заземлителю из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м, соединенных горизонтальным электродом длиной не менее 5 м.

Защита неметаллических труб, башен, вышек высотой более 15 м выполняется путем установки на них (при их высоте до 50 м) одного стержневого молниеотвода высотой 1 м и одного токоотвода. При высоте сооружения от 50 до 150 м устанавливаются два молниеотвода высотой 1 м на верхнем конце трубы и двух токоотводов. При высоте сооружения более 150 м устанавливаются три молниеотвода высотой 0,2–0,5 м, соединенных между собой, и двух токоотводов.

Расчёт защиты зоны молнеотводов

При проектировании устройств молниезащиты зданий и сооружений рекомендуется следующая последовательность расчетов:

-по карте среднегодовой грозовой продолжительности определяют интенсивность грозовой деятельности, а также ожидаемое количество поражений здания;

-определяют класс взрыво- и пожароопасности по ПУЭ и степень огнестойкости здания или сооружения;

-устанавливается категория здания и зона защиты по устройству молниезащиты;

-рассчитывают и строят зону защиты, размещая молниеотводы на здании, сооружении (или обозначая на генплане);

-разрабатывают мероприятия по защите от вторичных проявлений молнии, а также от заноса высоких потенциалов;

-выбирают заземляющие устройства и составляется задание на изготовление молниеотводов и заземлителей.

Зона защиты типов А и Б одиночного стержевого молниеотвода представляет собой конус.

10