- •Техника высоких напряжений Коллоквиум I Изоляция лэп и ру высокого напряжения
- •1. Классификация изоляторов
- •2. Материалы для изготовления изоляторов
- •3. Общие требования и принципы выполнения изоляции
- •4. Конструкция опорных изоляторов.
- •5. Конструкция линейных изоляторов.
- •6. Изоляция силовых трансформаторов.
- •Изоляция трансформаторов 335 кВ.
- •Изоляция трансформаторов 110750 кВ.
- •Конструкция, эксплуатация и испытания измерительных трансформаторов.
- •7. Изоляция силовых конденсаторов
- •8. Изоляция вращающихся машин
- •Испытания витковой изоляции
- •Изоляция микромашин
- •9. Разрядные характеристики линейных и аппаратных изоляторов
- •10. Распределение напряжения вдоль гирлянды изоляторов
- •11. Выбор изоляторов для линий и ру
- •Выбор изоляции линий по нормативным документам
- •12. Особенности изоляции линии на деревянных опорах.
- •13. Изоляционные расстояния распределительных устройств
- •14. “Изоляционные расстояния на лэп “
- •15. Эксплуатационный контроль линейной и подстанционной изоляции.
11. Выбор изоляторов для линий и ру
Число аварийных отключений из-за перекрытия изоляторов при всех видах бездействующих напряжений и всех возможных изменениях метеорологических условий должно быть достаточно мало. В связи со случайным характером процессов, приводящих к перекрытиям и аварийным отключениям, задача выбора изоляторов для линий и РУ в полном объеме должна решаться, очевидно, статистическими методами с использованием функции распределения максимальных значений перенапряжений, параметров, характеризующих метеорологические условия, и т. д. Однако опыт проектирования и эксплуатации линий и РУ показывает, что определяющим является условие выбора изоляторов по рабочему напряжению. Число же отключений при перенапряжениях либо оказывается незначительным, либо его целесообразнее ограничивать до приемлемых значений с помощью средств грозозащиты, дугогасящих аппаратов, АПВ и др.
Условие отсутствия перекрытия изолятора при рабочем напряжении Uраб может быть записано . в следующем виде:
|
(11.1) |
или
|
(11.2) |
Входящие в (11.2) удельное сопротивление п и толщина слоя загрязнения зависят от особенностей источников загрязнения атмосферы и метеорологических условий. Поэтому они изменяются во времени случайным образом. Очевидно, вероятность перекрытия изолятора при рабочем напряжении равна вероятности появления таких условий, при которых д и принимают значения, соответствующие нарушению условия (1).
Таким образом, для конкретной местности с определенными метеорологическими условиями, свойствами и интенсивностью загрязнения атмосферы вероятность перекрытия изолятора и, следовательно, среднее число отключений при рабочем напряжении будут зависеть от величины Lэф/Uл.макс=э Uл.макс— наибольшее линейное рабочее напряжение. Величина э получила название удельной длины пути утечки.
Для целей проектирования изоляции воздушных линий и РУ на основании многолетних эксплуатационных данных, относящихся к районам с разными источниками загрязнения и метеоусловиями, установлена система классификации местностей по степени загрязненности атмосферы и нормированы минимально допустимые значения э, при которых обеспечивается приемлемо малое число отключений под действием рабочего напряжения. Нормированные значения э указаны в табл 1.
Таблица 1. Нормированная удельная эффективная длинна утечки.
Степень загрязненности атмосферы |
Э см/кВ (не менее) |
||||
для воздушных линий при номинальном напряжении, Кв |
для оборудования РУ при номинальном напряжении, кВ |
||||
35 |
110-220 |
330-750 |
35 |
110-750 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
I |
1,7 |
1,3 |
1,3 |
1,70 |
1,50 |
II |
1,9 |
1,6 |
1,5 |
1,70 |
1,50 |
III |
2,25 |
1,9 |
1,8 |
2,25 |
1,80 |
IV |
3 |
2,25 |
2,25 |
2,60 |
2,25* |
V |
3,5 |
3,00 |
3,00 |
3,50 |
3,00** |
VI |
4 |
3,50 |
3,50 |
4,00 |
3,50** |
Методика определения степени загрязненности атмосферы, учитывающая все возможные источники загрязнения — промышленные предприятия, засоленные почвы и засоленные водоемы, подробно изложена в «Руководящих указаниях по выбору и эксплуатации изоляции в районах с загрязненной атмосферой». Первая, наименьшая степень загрязненности атмосферы соответствует районам с обычными полевыми загрязнениями: леса, тундра, лесотундра, луга, болота; вторая степень — земледельческим районам, в которых применяются химические удобрения, гербициды и другие химические вещества.
Степень загрязненности атмосферы вблизи промышленных предприятия устанавливается в зависимости от вида производства и расстояния между источником загрязнений и воздушной линией или открытым РУ. По опасности уносов для внешней изоляции промышленные предприятия подразделяются на группы А, Б, В, Г и Д в порядке возрастания опасности. Для отдельных видов предприятий и производств установлены так называемые минимальные защитные интервалы М, т. е. размеры зоны, окружающей предприятие, за пределами которой степень загрязненности атмосферы не превышает 1 и II. Величина М в зависимости от вида и объема производства лежит в пределах от 300 до 9000 м. При расстояниях S от линии или РУ до источника промышленных загрязнений M/3 < S < М для предприятий групп Б—Д загрязненность соответствует III степени; при М/6 < S < М/З— для предприятий В—Д — IV степени и при S < М/6 — V и VI степени.
Степень загрязненности атмосферы вблизи засоленных почв устанавливается с учетом засоленности почвы и подверженности ее эрозии, площади засоленного массива и расстояния от этого массива до линии или открытого РУ. Загрязненность атмосферы в прибрежной зоне морей и соленых озер определяется в зависимости от солености воды и расстояния от береговой линии.
Как видно из табл. 1, допустимые значения э для сетей с изолированной нейтралью несколько увеличены. Это связано с возможностью продолжительной работы таких сетей с замыканием одной фазы на землю, когда напряжение на неповрежденных фазах возрастает до линейного.
В связи с нормированием величины э для изоляторов линий и РУ, в том числе и для изоляторов трансформаторов, коммутационных аппаратов и другого высоковольтного оборудования, должно соблюдаться условие
Lэф/Uл.максэ , |
(11.3) |
Следовательно, выбор изоляторов и оборудования соответствующего класса напряжения для линий и РУ еще не гарантирует надежную работу их внешней изоляции. Все оборудование и изоляторы необходимо выбирать также и с учетом условия (11.3) и норм на величину э приведенных в табл. 1.
Применительно к гирляндам изоляторов условие (11.3) означает, что число п изоляторов в гирлянде должно быть
nэUл.макс/Lэф |
(11.4) |
где эф — эффективная длина пути утечки одного изолятора.
В соответствии с (11.4) и параметрами стандартных подвесных изоляторов (табл. 1) ПУЭ рекомендованы конкретные числа изоляторов разного типа для воздушных линий и РУ, расположенных в районах с обычными полевыми загрязнениями на высоте до 1000 м над уровнем моря. В связи с возможностью повреждения изоляторов в эксплуатации число п изоляторов увеличено против полученного из (11.4): для линий 110—220 кВ — на один, а для линий 330—500 кВ — на два изолятора.
Рекомендуемые ПУЭ числа изоляторов в гирляндах для линий и РУ разных классов напряжения с изоляцией нормального исполнения приведены в табл. 2. Для районов с другими условиями загрязнения числа изоляторов в гирляндах определяются по (11.4) и нормам на э
Таблица 2. Рекомендуемые ПУЭ числа изоляторов в гирляндах для линий и РУ разных классов напряжения с изоляцией нормального исполнения
Изолятор |
Число изоляторов при номинальном напряжении, кВ |
||||||||
|
10 |
20 |
35 |
110 |
150 |
220 |
500 |
330 |
750 |
Для воздушных линий |
|||||||||
ПФ6-А |
1 |
3 |
3 |
7 |
9 |
13 |
— |
19 |
— |
ПФ6-Б |
1 |
3 |
3 |
7 |
10 |
14 |
27 |
20 |
— |
ПФ6-В |
1 |
3 |
3 |
7 |
9 |
13 |
26 |
19 |
— |
ПФ16-А |
— |
— |
— |
6 |
8 |
11 |
23 |
17 |
— |
ПФ20-А |
— |
— |
— |
— |
— |
10 |
20 |
14 |
— |
ПС6-А |
1 |
3 |
3 |
8 |
10 |
14 |
29 |
21 |
— |
ПС12-А |
— |
— |
3 |
7 |
9 |
13 |
26 |
19 |
— |
ПС16-А |
— |
— |
— |
6 |
8 |
11 |
22 |
16 |
— |
ПС16-Б |
— |
— |
— |
6 |
8 |
12 |
24 |
17 |
— |
ПС22-А |
— |
— |
— |
— |
— |
10 |
21 |
15 |
30 |
ПС30-А |
— |
— |
— |
— |
— |
11 |
22 |
16 |
32 |
Для распределительных устройств |
|||||||||
ПФ6-А |
— |
4 |
4 |
8 |
10 |
14 |
20 |
29 |
— |
ПФ6-Б |
— |
4 |
5 |
8 |
10 |
15 |
21 |
30 |
— |
ПФ6-В |
— |
4 |
4 |
8 |
10 |
14 |
20 |
29 |
— |
ПС6-А |
— |
4 |
4 |
9 |
10 |
16 |
22 |
33 |
— |
ПС12-А |
— |
4 |
— |
— |
10 |
14 |
20 |
29 |
38 |
Следует отметить, что принятая в настоящее время методика выбора числа изоляторов в гирляндах по условию (3) не исключает проверку электрической прочности гирлянд при перенапряжениях и разных метеорологических условиях. Такая проверка может быть проведена, например, по UрасчKдопUраб.макс, где =0.85-коэффициент учитывающий возможность разброса величин разрядных напряжений; -коэффициент учитывающий снижение разрядных напряжений при неблагоприятных атмосферных условиях; Кдоп. -допустимая кратность внутренних перенапряжений; а также соотношений между мокроразрядным напряжением гирлянды и ее разрядным напряжением при коммутационных импульсах. Она необходима при проектировании линий и РУ, расположенных в районах с чистой атмосферой, для которых число изоляторов в гирляндах, выбранное по рабочему напряжению, может быть уменьшено по сравнению с данными табл. 2. В дальнейшем, видимо, проверка гирлянд по разрядным характеристикам при перенапряжениях окажется необходимой и для районов с другими степенями загрязненности атмосферы, так как по мере совершенствования подвесных изоляторов и уменьшения их строительной высоты будут сокращаться и длины гирлянд.