Pиc. 10.34. Схема для расчета перенапряжений на корпусе, обусловленных вводом кабеля в круэ

Падение напряжения на конденсаторе, варисторе или искровом промежутке в сумме с паде­нием напряжения на соединительных про­водниках определяют напряжение, прило­женное к последовательной цепи, образуе­мой и(рис. 10.35).

С учетом сказанного выше можно кон­статировать, что наиболее тяжелые условия возникают на воздушных вводах КРУЭ. Для одной фазы корпуса КРУЭ интересую­щие нас волновые сопротивления можно рассчитать следующим образом:

• для коаксиальной системы ;

• для системы цилиндр – плоскость , где - радиус внутреннего проводника;- радиус корпуса;- расстояние (высота) между центром проводника и плоскостью земли.

Следует иметь в виду, что формула для системы цилиндр - плоскость - прибли­женная.

Волновое сопротивление вертикаль­ного заземляющего проводника может быть приближенно получено так же, как для горизонтального проводника, находя­щегося на высоте середины вертикального. Волновые сопротивления других элемен­тов перехода меняются в широком диапазоне.

Рис. 10.35. Схема включения ограничителя в точке воздушного ввода в КРУЭ

Ориентировочные значения следую­щие:

Z₁… 60-90 Ом; Z₂… 350-450 Ом;

Z₃… 200-260 Ом; Z₄… 150-300 Ом.

При указанных сопротивлениях коэф­фициенты и, определенные для воз­душного ввода, принимают значения:

и .

Учитывая, что на некотором расстоянии корпусы каждой из трех фаз очень близки и, следовательно, соединены параллельно, полное волновое сопротивление корпуса может рассматриваться как параллельное соединение трех волновых сопротивлений трех корпусов. В этом случае диапазон снижается до 0,1—0,18.

Более того, наличие нескольких зазем­ляющих проводников может привести к снижению сопротивления Z, уменьшая тем самым .

Пробой снаружи КРУЭ. Основной причиной быстрых переходных процессов, приходящих извне, являются пробои линейной изоляции, вызванные, например, обратными перекрытиями. Вследствие этого максимальное значение напряжения импульса, набегающего на КРУЭ, может быть определено из уровня электрической прочности линии. Это значение определя­ется для положительной полярности и 10%-ной вероятности пробоя. Следова­тельно, максимальное значение получа­ется умножением уровня прочности на коэффициент 1,15, учитывающий возмож­ность пробоя при отрицательной полярно­сти, и на коэффициент 1,12 для достижения 100%-ной вероятности пробоя (как это было выше сделано для внутренних КЗ):

.

Получающийся скачок напряжения характеризуется крутизной примерно 2000 кВ/мс.

Коэффициенты преломления такие же, как и для внутренних пробоев.

Критичность начального броска напряжения. Очевидно, что амплитуда и форма быстрых переходных напряжений являются функциями начального скачка напряжения, а также конфигурации под­станции.

Из рассмотренных выше значений амп­литуд и длительностей фронта начальных скачков напряжения следует, что источни­ком наибольших переходных повышений напряжения являются пробои внутри КРУЭ. Повторные зажигания между кон­тактами дают много меньшие напряжения, но они возникают в ходе нормальной работы подстанции. Более того, за время отключения секции шин разъединителем возможно возникновение десятков и сотен повторных зажиганий между контактами.

Испытания и обслуживание заземля­ющих установок КРУЭ. Основной причи­ной для проведения измерений заземляю­щей установки является проверка соот­ветствия новой установки проекту и выяв­ление дополнительных мер, необходимых для защиты персонала и управляющих или коммутационных устройств. Измерения также рекомендуется проводить после серьезных изменений, влияющих на базо­вые требования, и через регулярные про­межутки времени (от 5 до 10 лет) для про­верки работоспособности заземляющей конструкции. Измерения обычно дают более надежные результаты, чем расчеты и в любом случае всегда полезны для про­верки последних.

Удобный метод, базирующийся на инжекции тока с помощью вспомогатель­ного электрода, применен в некоторых ком­мерчески доступных измерительных уст­ройствах и позволяет напрямую получить значение сопротивления заземления.

Для больших установок, где расстояние до вспомогательного электрода велико, эффекты индукции в длинных измеритель­ных кабелях могут приводить к ощутимым ошибкам. Они могут быть снижены путем увеличения инжектируемого тока.

Инспектирование и испытания контура заземления и соединительных проводников должны проводиться до ввода установки в эксплуатацию. Необходимо убедиться в надежности всех соединений. При измере­нии контактного сопротивления проводни­ков одинакового размера измерительные зажимы должны располагаться на расстоя­нии примерно 25 мм с каждой стороны соединителя. Контактное сопротивление не должно превосходить сопротивления ана­логичного проводника эквивалентной длины. Если соединяются проводники раз­личного сечения, сопротивление не должно превышать 75 % сопротивления провод­ника наименьшего сечения эквивалентной длины.

Указанные выше проверки и испытания должны повторяться через интервалы обслуживания, когда устраняются послед­ствия погодных, разрушающих или корро­зийных воздействий.

Испытания и проверки должны быть направлены на обеспечение целостности заземляющей конструкции при токах про­мышленной частоты, но для высокочастот­ных цепей возможно принятие дополни­тельных мер.

Так как высокочастотные явления воз­никают в основном из-за коммутаций разъ­единителями, работа заземляющей кон­струкции при высокочастотных переходных воздействиях вероятно может быть оценена при плановой коммутации разъединителем на этапе сдачи подстанции в эксплуатацию. Во время таких коммутаций нужно прове­рить петли образования искр у фланцев и ошибок в работе защитных и управляющих систем.

Предполагается, что все оборудование вторичных цепей проходит проверку на ЭМС в заводских условиях и что цель всех испытаний на месте установки сводится к проверке корректности транспортировки и монтажа оборудования. Испытания пока­зывают также, не воздействует ли каким- либо образом КРУЭ на оборудование вто­ричных цепей.

Вопросы компоновки КРУЭ привносят в процесс проектирования заземляющих систем ряд факторов, не присущих тради­ционным открытым подстанциям. Тем не менее, выполняя представленные выше указания, можно проектировать заземляю­щие системы, нечувствительные к повыше­ниям переходного напряжения.

Таким образом, очевидно, что между производителем КРУЭ и потребителем должна быть тесная координации решений различных аспектов задачи проектирова­ния систем заземления на ранних этапах. Также на этапе проектирования требуется обеспечить тесное взаимодействие между различными производителями, вовлечен­ными в строительство подстанции. Устра­нение недоработок после ввода оборудова­ния в эксплуатацию может оказаться доро­гостоящим и неудобным мероприятием.