Электрические сети энергоемких предприятий - Защита ВЛ и подходов 35-220 кВ от атмосферных перенапряжений

5-4. ЗАЩИТА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 35—110—220 кВ

Линии 35 кВ, выполненные на деревянных опорах, не защищаются тросами по всей длине, потому что эти линии имеют относительно малое удельное число отключений и малый коэффициент перехода импульсной искры в устойчивую силовую дугу тока короткого замыкания. При этом следует учитывать, что волна перенапряжения от прямого удара молнии в линию с деревянными опорами (без троса) распространяется на значительные расстояния в обе стороны от места прямого удара, так как деревянные опоры имеют высокий уровень изоляции. В связи с тем, что амплитуда волны перенапряжения остается значительной на сравнительно больших расстояниях от места повреждения, элементы линии с пониженной изоляцией, а именно отдельные металлические и железобетонные опоры, концевые опоры с тросом, подлежат обязательной защите трубчатыми разрядниками.
На линиях 35 кВ с металлическими или железобетонными опорами защита от прямых ударов молнии не предусматривается. Прямой удар молнии в линию без троса обычно поражает один из проводов и вызывает перекрытие фазы на землю. В сетях 35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью дуга, вызванная замыканием на землю, гаснет обычно в течение нескольких периодов и, следовательно, не вызывает отключения линии. Отключение линии происходит вследствие возникновения междуфазного короткого замыкания в результате обратного перекрытия на неповрежденных фазах. Защитный уровень таких линий не превышает 45 кА. Повысить защитный уровень их можно только путем снижения импульсного сопротивления заземления опор с 10 до 5 Ом. Это мероприятие целесообразно проводить при грунтах, имеющих удельное сопротивление.
Согласно требованиям ПУЭ на линиях электропередачи 35 кВ металлические и железобетонные опоры должны быть заземлены. Требуемое сопротивление растекания контура заземления опор должна иметь величину, указанную в § 6-8.
Линии напряжением 110—220 кВ на металлических и железобетонных опорах согласно ПУЭ должны быть по всей длине защищены тросами. Сооружение линий 110—220 кВ без защиты тросами допускается:

1. в районах со слабой грозовой деятельностью при средней продолжительности гроз менее 20 ч в год;
2. на участках трассы, где гололедные отложения имеют толщину стенки более 20 мм, т. е. в особо гололедных районах.

Линии электропередачи 110—220 кВ на деревянных опорах не следует защищать тросом. Места же с ослабленной изоляцией на этих линиях (отдельные металлические и железобетонные опоры, а также деревянные концевые опоры с тросом) должны быть защищены трубчатыми разрядниками.
Защитный угол тросовых молниеотводов должен быть равен: при одностоечных металлических и железобетонных опорах с одним тросом 30°; при горизонтальном расположении проводов на опорах из любого материала с двумя тросами 20°.
При защите линии двумя тросами расстояние между ними должно быть не более 5-кратного расстояния между тросами над проводами.
Расстояния по вертикали между тросами и проводами линии электропередачи в середине пролета без учета отклонений их ветром при температуре +15°С по условиям грозовых перенапряжений должны быть не менее величин, приведенных в табл. 5-3.
Таблица 5-3
Расстояния по вертикали между тросами и проводами линий электропередачи в середине пролета при f. = + 15° С и неотклоненных проводе и тросе

Все металлические и железобетонные опоры с тросами должны быть заземлены согласно рекомендациям, приведенным в § 6-8. Крепление троса на всех опорах линий 220 кВ производится через изолятор, шунтируемый искровым промежутком длиной 40 мм, который вполне надежно гасит дугу сопровождающего тока. Эти данные хорошо подтверждаются опытом эксплуатации разземленных тросов на линиях электропередачи. На каждом анкерном участке длиной до 10 км трос заземляется в одной точке специальной перемычкой на анкерной опоре.

При большой длине анкерных пролетов количество точек заземления в пролете выбирается так, чтобы при наибольшей величине продольной э. д. с., которая наводится в тросе при коротких замыканиях на линии, не происходило пробоя искровых промежутков. Линии электропередачи напряжением 220 кВ на подходе к подстанции длиной 2—3 км заземляются на каждой опоре,
если тросы не используются для емкостного отбора или связи. На линиях электропередачи 35—110 кВ изолированное крепление троса производится только на металлических и железобетонных анкерно-угловых опорах.

5-5. ЗАЩИТА ПОДХОДОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ К ПОДСТАНЦИЯМ 35—110—220 кА

Защита линий электропередачи от прямых ударов молнии на подходах к ОРУ подстанций осуществляется подвеской тросовых молниеотводов на участке длиной 1—2 км от подстанций. Тросовая защита всей линии исключает необходимость каких-либо специальных мероприятий на подходе к линии подстанции.

Рис. 5-11. Схема защиты подстанции 35—110— 220 кВ.
а — линии на деревянных опорах; б — линии 35 кВ на металлических или железобетонных опорах; в — линии 110—220 кВ на металлических или железобетонных опорах.

Рис. 5-12. Схема защиты подходов к подстанциям напряжением 35 и 110 кВ, включенным отпайкой к действующим линиям.
а — действующая линия выполнена на деревянных опорах без троса; 6 — действующая линия выполнена на металлических или железобетонных опорах без троса; е — действующая линия защищена по всей длине тросами.

Схема для нормального режима защиты подстанции напряжением 35—110—220 кВ приведена на рис. 5-11. Тросовые молниеотводы линий 35—110 кВ на подходе к ОРУ подстанции должны иметь защитный угол не более 30°. На подходах линий 220 кВ ПУЭ рекомендуют применять защитный угол не более 20°. Защита подходов к подстанциям 35 и 110 кВ с мощностью установи ленных трансформаторов до 40 000 кВА, присоединяемых без выключателей на стороне высшего напряжения к действующим ВЛ посредством коротких ответвлений, (отпаек), осуществляется в зависимости от конструкции действующей линии по одной из приведенных ниже схем.

1. Действующая линия выполнена на деревянных опорах без троса. Схема защиты отпайки приведена на рис. 5-12,а. В этой схеме в нормальном режиме на ВЛ устанавливается по обе стороны от места отпайки по 1 компл. трубчатых разрядников РТ* с сопротивлением заземления не более 5 Ом. Если указанной величины сопротивления достигнуть трудно, устанавливается еще по комплекту трубчатых разрядников РТ2, показанных, на рис. 5-12 пунктиром. В этом случае сопротивление заземления R каждого комплекта трубчатых разрядников должно быть не выше 10 Ом.
2. Действующая линия выполнена на металлических или железобетонных опорах без троса. Схема защиты, отпайки представлена на рис. 5-12,6. В этом случае трубчатые разрядники не устанавливаются на линии. Сопротивление заземления каждой из двух ближайших к подстанции опор по обе стороны от отпайки и непосредственно на отпайке не должно превышать 10 Ом.

При длине отпайки до 200 м ее защищают от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми молниеотводами высотой ha с расстоянием между ними s., определяемым из соотношения s=8ha, где Аа — активная высота молниеотвода.

1. Действующие линии защищены по всей длине тросами. Ответвления также подлежат защите от прямых ударов молнии тросовыми или стержневыми молниеотводами. На концевой опоре у подстанции устанавливается трубчатый разрядник РТ1.

5-6. ЗАЩИТА МЕСТ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ МЕЖДУ СОБОЙ

Линии электропередачи обычно имеют взаимные пересечения и пересечения с линиями низкого на пряжения, связи и сигнализации. На линиях электропередач для электроснабжения промышленных предприятий такие пересечения встречаются особенно часто. Поэтому вопросу пересечений при проектировании и изыскании линий электропередачи промышленного назначения уделяется особое внимание, поскольку они оказывают влияние на конструкцию линии. С точки зрения защиты линий от атмосферных перенапряжений пересечения должны выполняться так, чтобы они не являлись по уровню изоляции слабым местом по сравнению с остальной частые линии. Место пересечения целесообразно выбирать возможно ближе к опоре пересекающей линии, что обычно позволяет обеспечить требуемые по условиям грозозащиты расстояния между пересекающимися проводами (и тросами).
Согласно рекомендациям ПУЭ расстояния по вертикали между проводами пересекающихся линий или между проводом и тросом должны быть не менее приведенных в табл. 4-5. При определении расстояния между проводами в пролете пересечения следует учитывать возможность поражения молнией обеих воздушных линий и принимать решение для наиболее неблагоприятного случая. Если верхняя линия защищена тросом, то следует учитывать возможность поражения только нижней линии. На линиях с деревянными опорами, не защищенных тросами, на опорах, ограничивающих пролет пересечения, должны устанавливаться трубчатые разрядники. На линиях 35 кВ и ниже допускается применять вместо трубчатых разрядников защитные промежутки, но при этом на линиях должны быть АПВ. Если расстояние от места пересечения до ближайшей опоры линии составляет не более 40 м, то разрядники или защитные промежутки должны устанавливаться только на ближайшей от места пересечения опоре. Не требуется применения мер защиты в виде установки трубчатых разрядников или защитных промежутков при расстоянии между проводами пересекающихся линий, равном или большем:
7 м — при пересечении линий 330—500 кВ между собой и с ВЛ более низких напряжений;

6 м — при пересечении линий 150—220 кВ между собой и с линиями более низких напряжений;

5 м — при пересечении линий 35—110 кВ между собой и с ВЛ более низких напряжений;
4 м — при пересечении линий 6—35 кВ между собой и с линиями более низких напряжений.