Атмосферные перенапряжения в электрических схемах и защита электрических установок от грозы

Площадь защитной зоны группы из двух и особенно из четырех молниеотводов значительно больше, чем сумма площадей защитных зон двух или четырех одиночных молниеотводов. Необходимое условие защищенности всей площади четырьмя молниеотводами:- Защитная зона вертикального молниеотвода имеет вид конуса с радиусом гх па высоте hx (рис. 4.2). Значение гх определяют по формуле D=9ha, где D - расстояние между молниеотводами по диагонали.Рис. 42. Защитная зона молниеотвода:1 — защищаемый объект; 2 — молниеотводТросовые молниеотводы защищают линию на всей протяженности тросов.Рис. 4.3. Тросовые молниеотводыДля отвода токов разряда молнии в землю молниеотводы присоединяются к заземляющему устройству (заземлителю) на подстанции и на каждой опоре линии. Заземлители выполняют из стальных труб, прутков или уголков, вбиваемых в землю. Сопротивление заземлителей опор линий электропередачи должно быть не более 30 Ом, сопротивление заземляющего устройства подстанции — не более 0,5 Ом.Молниеприемную сетку используют для защитысооружений, закрытых распределительных устройствтрансформаторных подстанций, от прямого удара молнии. Так же для защиты этих же объектов используют железобетонные несущие конструкций кровли или металлического покрытия кровли.В случае если металлическое покрытие отсутствует, то на крыше сооружения устанавливается стержневой молниеотвод. Открытые РУ и подстанции защищают стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми на опорах РУ. Подходы воздушных линий напряжением 35 кВ защищают тросовыми молниеотводами на протяжении 1... 4 км, а линии напряжением 110 кВ и выше — по всей длине. Требования к молниезащите и конструкции ее устройств приведены в ПУЭ.Внутренние перенапряженияВнутренние перенапряжения по длительности и по причине возникновения делятся на квазистационарные и коммутационные.Главным аспектом который влияет на уровень внутреннего перенапряженияявляется характеристика выключателей. Проверенный временемфакт указывает на то, что в сетях 110 кВ с применением масляных выключателейи при отключении ненагруженных линий электропередачи появляются многократныеповторные зажигания за которыми следуют перенапряжения, которые могут достигать 2,5 до 3,1 Uф. При отключении той же системы с глухозаземленной нейтралью с воздушными выключателями перенапряжения не превышают 2,5 Uф.Рис. 4.4 Воздушные выключателиЗаключениеГлавными защитными средствами от атмосферных перенапряжений являются молниеотводы, разрядники и искровые промежутки.Молниеотвод ориентирует атмосферный разряд на себя, отводя его от токоведущей части электроустановки. В качестве защиты сосредоточенных объектов (например открытое распределительное устройство подстанции) используется стержневой, а для защиты протяженных (например, проводов воздушной линии) — тросовый молниеотводы. Разрядники и искровые промежутки устанавливаются для отвода заряда в землю.Природа явления, параметры и характеристики видов перенапряжений являются сложным вопросом, и нуждается в тщательном изучении, посколькуэти аспекты определяют уровень электрической прочности различных видов изоляции, которые необходим для того, чтобы достичь необходимого уровня эксплуатационной надежности электрической сети. Различные ограничения технического и экономического характера порой не позволяют выбрать адекватную изоляцию, которая была бы способнанадежно защищать во всех без исключения вариантах воздействия перенапряжения. Существует зависимость -наибольших технико-экономических показателей электрооборудования можно достичь только лишь в случае наличия некоторых рисков его отказа при наиболее тяжелых уровнях перенапряжения, которые могут быть признаны достаточно редкими.В наше время вопрос уточнения характеристик перенапряжений сохраняет свою актуальность по многим причинам. Во-первых, при увеличении уровня мощности энергосистем происходит процессы постоянного ужесточения требований к уровню надежности и экономичности электрического оборудования, так же включающего в себя и его изоляцию, что повышает объем требований к достоверностиопределения опасных воздействий. Во-вторых, проектирование и создание новых устройств для уменьшения перенапряжений: нелинейные ограничители перенапряжений, управляемые реакторы, усовершенствование коммутационной аппаратуры - ставят проблему о измененииныне применяемых уровней изоляции с учетом характеристик реальных воздействий. В-третьих, информация о перенапряжениях нужна при обосновании требования к самим упомянутым устройствам для ограничения перенапряжения. Главные вопросы электроэнергетики плотно связаны с техникой высоких напряжений. В настоящее время перед энергетикой встают новые и новые проблемы, которые требуют улучшения, ускорения темпов роста, внимания компетентных и профессиональных кадров.Формирование электроэнергетических систем высокого и сверхвысокого напряжения требует разрешения тяжелых научно-технических задач, к которым можно отнести комплекс вопросов, которые касаются электрической изоляции и заземления.Список литературы1. Техника высоких напряжений: Учебное пособие для вузов. И.М.Богатенков, Г.М.Иманов, В.Е.Кизеветтер и др.; Под ред. Г.С.Кучинского. – СПб: изд. ПЭИПК, 2015. – 700 с.2. Радченко В.Д. Техника высоких напряжений устройств электрической тяги. М.: Транспорт, 2016. – 360 с.3. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2019.4. Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 2017. – 368 с.