- •Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения. Учеб. Пособие для студентов заочной формы образования. Казань: Казан. Гос. Энерг. Ун-т, 2012. - с.: ил.
- •1. Изоляция и перенапряжения или техника высоких напряжений
- •1.1. Применение высоких напряжений для передачи электрической энергии
- •1.2. Изоляция электрических установок
- •1.3. Перенапряжения, воздействующие на электроустановки
- •1.4. Работа изоляции в условиях длительного воздействия рабочего напряжения
- •2. Внешняя изоляция высоковольтного электрооборудования электроэнергетических систем
- •2.1. Общая характеристика внешней изоляции
- •2.2. Регулирование электрических полей во внешней изоляции
- •2.3. Диэлектрики, используемые во внешней изоляции
- •2.4. Назначение и типы изоляторов.
- •2.5. Электрофизические процессы в газах
- •2.6. Лавина электронов и условие самостоятельности разряда
- •2.7. Время разряда и вольт-секундные характеристики воздушных промежутков
- •2.8. Разряд в длинных воздушных промежутках
- •3. Разряд вдоль поверхности твердого диэлектрика
- •3.1. Механизм перекрытия изолятора в сухом состоянии
- •3.2. Механизм перекрытия изолятора при загрязненной поверхности и под дождем
- •3.3. Выбор изоляторов воздушных лэп и ру
- •4. Основные виды и электрические характеристики внутренней изоляции электроустановок
- •4.1. Общие свойства внутренней изоляции
- •4.2. Виды внутренней изоляции и материалы, используемые для их изготовления
- •4.3. Зависимость электрической прочности внутренней изоляции от длительности воздействия напряжения.
- •5. Кратковременная и длительная электрическая прочность внутренней изоляции электроустановок
- •5.1. Понятие “кратковременная электрическая прочность” внутренней изоляции и поведение изоляции при воздействии перенапряжений
- •5.2. Длительная электрическая прочность внутренней изоляции
- •5.3. Срок службы изоляции
- •5.4. Старение изоляции под воздействием частичных разрядов
- •5.5. Тепловое старение внутренней изоляции
- •5.6. Старение изоляции при механических нагрузках
- •5.7. Увлажнение как форма старения изоляции
- •5.8. Допустимые рабочие нагрузки на внутреннюю изоляцию
- •6. Система контроля и диагностика внутренней изоляции
- •6.1. Системы контроля качества изоляционных конструкций
- •6.2. Испытания изоляции повышенным напряжением
- •6.3. Испытания напряжением промышленной частоты
- •6.4. Измерения характеристик и испытания изоляции при повышенном напряжении
- •6.5. Профилактические испытания и диагностика изоляции оборудования высокого напряжения
- •7. Молния как источник грозовых перенапряжений, защита от прямых ударов молнии, молниеотводы
- •7.1. Физика разряда молнии
- •Общая характеристика молний
- •Электризация частиц и разделение зарядов в грозовых облаках
- •Процесс развития молнии
- •Основные электрические характеристики молнии
- •7.2. Принцип действия молниеотводов
- •7.13. Зона защиты двухстержневого молниеотвода
- •7.16. Крепление тросов на двухцепных металлических опорах вл 500 кВ
- •7.17. Двухцепные одностоечные опоры с двумя тросами
- •Вопросы для самоконтроля
- •Защитные аппараты
- •Защитные промежутки.
- •Трубчатые разрядники.
- •Вентильные разрядники.
- •Длинно-искровые разрядники.
- •Вопросы для самопроверки:
- •Молниезащита зданий и различных сооружений
- •7.6. Молниезащита в электроэнергетических системах
- •Общее и допустимое число отключений воздушных линий.
- •Применение защитных аппаратов для защиты воздушных линий.
- •Молниезащита подстанций от прямых ударов молнии.
- •Параметры импульсов грозовых перенапряжений, набегающих на подстанцию.
- •Зависимость максимального напряжения на электрооборудовании подстанций от крутизны набегающего импульса перенапряжения и от расстояния до защитного аппарата. Интервал координации изоляции.
- •Эффективность грозозащиты подстанции
- •Особенности молниезащиты подстанций и станций различного номинального напряжения
- •Вопросы для самопроверки:
- •8. Внутренние перенапряжения
- •8.1 Общая характеристика внутренних перенапряжений
- •8.2. Коммутационные перенапряжения
- •8.3. Квазистационарные перенапряжения на линиях электропередачи в симметричных режимах
- •8.4. Феррорезонансные перенапряжения при неполнофазных режимах
- •9. Влияние режима нейтрали сети на уровень перенапряжений
- •9.1. Режимы нейтрали электрических сетей
- •9.2. Резистивное заземление нейтрали
- •10. Способы защиты от перенапряжений
- •10.1. Система защиты от перенапряжений
- •10.2. Ограничители перенапряжений
- •10.3. Выбор ограничителей перенапряжений (опн) Условия надежной защиты с помощью опн
Общее и допустимое число отключений воздушных линий.
Годовое число отключений линии электропередачи длиной l, км, при Dг грозовых часов в году определяется как
.
(7.53)
Исходя из условий надежности электроснабжения, допустимое число отключений воздушных линий в год часто принимают равным
,
(7.54)
где Nдоп
– допустимое число перерывов
электроснабжения в год (
при отсутствии резервирования и
при наличии резервирования);
– коэффициент успешности АПВ, равный
для воздушных линий 0,65–0,9. Для линий
напряжением 500–1150 кВ
.
Для линий, не оборудованных АПВ,
.
Величина
также может быть оговорена особо. Следует
заметить, что допустимое число грозовых
отключений линии, оборудованной АПВ,
зависит от номинального напряжения,
типа выключателя, отношения отключаемых
токов короткого замыкания к номинальному
току отключения выключателя, длины
отключаемой линии. Для воздушных
выключателей на напряжение 110–500 кВ
допустимое число грозовых отключений
составляет, в основном, от 2 до 8, для
элегазовых выключателей – несколько
десятков. Более частая работа выключателей
осложняет их эксплуатацию (требуются
внеплановые ревизии).
Для надежной работы линии
электропередачи необходимо, чтобы
.
С целью достижения приемлемых показателей грозоупорности линий для грунтов с различными удельными сопротивлениями нормируются следующие значения сопротивления заземления опор при промышленной частоте тока:
|
100 |
100–500 |
500–1000 |
Более 1000 |
R, Ом |
До 10 |
До 15 |
До 20 |
До 30 |
При токах молнии сопротивления сосредоточенных заземлителей получаются несколько меньше из-за искрового эффекта.
В горных районах (скальные грунты) сопротивления заземления могут получаться более высокими, чем приведенные выше, но благодаря уменьшению токов молнии по сравнению с равнинной местностью число отключений может оказаться приемлемым.
Применение защитных аппаратов для защиты воздушных линий.
Пролеты пересечений линий высокого напряжения между собой и с линиями низкого напряжения должны иметь надежную защиту от молнии, поскольку пробой между линиями разного номинального напряжения приводит к тяжелой аварии.
Если одна из пересекающихся линий имеет номинальное напряжение 110 кВ или выше, то наибольшую опасность представляет удар молнии в пролет пересечения. Расстояние между проводами пересекающихся линий в этом пролете должно быть достаточно большим, а амплитуда перенапряжений должна быть ограничена. До настоящего времени такое ограничение перенапряжений выполнялось с помощью трубчатых разрядников РТ, расположенных по концам пролета пересечения. В последние годы они заменяются нелинейными ограничителями перенапряжения ОПН. Рекомендуется также в пролете снять грозозащитный трос с нижней линии и выбрать точку пересечения дальше от середины пролета верхней линии. Если расстояние от места пересечения до ближайшей опоры не превышает 40 м, то защитные аппараты можно устанавливать только на ближайшей опоре. Сопротивления заземления опор пролета пересечения не должны быть выше 10–20 Ом. Если опоры деревянные, то на них рекомендуется устанавливать параллельно гирляндам защитные аппараты, соединенные спусками с заземлителями опоры.
Необходимое расстояние по вертикали между проводами пересекающихся линий зависит от номинального напряжения верхней линии, сопротивления заземления опор, длины пролета и расстояния между местом пересечения и ближайшей опорой. Установка защитных средств позволяет уменьшить длину воздушного промежутка между проводами разных линий на 20–30 %.
Если на линиях с деревянными опорами имеются отдельные промежуточные опоры, выполненные из металла или бетона, то они представляют собой место со сниженной импульсной электрической прочностью изоляции. Такие места рекомендуется защитить защитными аппаратами.
Высокие переходные пролеты через реки обычно подвержены повышенному числу поражений разрядами молнии. Это вызвано большой высотой опор и подвеса проводов линии, что снижает эффективность защиты тросом, увеличивает вероятность обратных перекрытий из-за большой индуктивности опор. Снижение импульсного сопротивления заземления таких высоких переходных опор становится малоэффективным, и потому рекомендуется установка защитных средств.
