ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ ЯВЛЕНИЕМ ВЫНОСА ПОТЕНЦИАЛА И РАЗЛИЧИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ В РАЗНЫХ ТОЧКАХ КОНТУРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Если устройство присоединения вынесено за пределы контура заземления подстанции, то при КЗ на линии между местом установки ВЧ аппаратуры и местом заземления устройства присоединения может возникнуть значительное напряжение. Это напряжение обусловлено прохождением тока по контуру заземления подстанции, обладающего определенным сопротивлением (сопротивлением заземления). При КЗ потенциал контура заземления подстанции равен падению напряжения от тока, подходящего к контуру (тока заземления Iзаз) на сопротивлении заземления rзаз, т. е.
(7.26)
Ток заземления меньше тока КЗ Iк в месте короткого замыкания, так как ток КЗ обусловлен источниками питания на обоих концах линии, а ток заземления — только питанием места КЗ со стороны данной подстанции. По этой И другим причинам принимается
(7.27)
Потенциал заземлителей, расположенных за пределами контура заземления подстанции, быстро убывает по мере удаления заземлителя от контура заземления, стремясь к нулю (потенциал бесконечно удаленной точки).
Жила ВЧ кабеля у аппаратуры уплотнения соединена с землей (с контуром заземления) через линейную обмотку выходного трансформатора аппаратуры. У ФП жила кабеля по промышленной частоте обычно изолирована благодаря наличию последовательного конденсатора в схеме ФП. Вследствие этого при КЗ на линии между жилой кабеля и его оболочкой возникает разность потенциалов, близкая по значению к потенциалу заземления подстанции. Говорят, что потенциал заземления выносится по жиле ВЧ кабеля к месту установки ФП. Разность потенциалов между жилой и оболочкой ВЧ кабеля у ФП может быть определена из выражения
(7.28)
где Iзаз — переменная составляющая тока, проходящего по сопротивлению заземления; R0— радиус эквивалентного дискового заземлителя; I — расстояние между центрами заземлителей; kз.д — коэффициент защитного действия ВЧ кабеля.
Величина R0 приближенно определяется из выражения
где П — периметр контура заземления.
Сопротивление заземления подстанции rзаз составляет 0,1—0,3 Om для крупных подстанций и до 0,5 Ом для средних. Коэффициент защитного действия kэ.д для радиочастотных кабелей серии РК составляет 0,8.
Например, при Iк=30 кА; Iзаз=20 кА; П=1000 м; l=700 м; rзаз=0,20 Ом; R0= 159 м и 77=1,57 кВ.
Перенапряжение, вызванное выносом потенциала, можно снять, если заземлить в данном месте жилу кабеля по промышленной частоте через ВЧ дроссель. При заземлении жилы кабеля у ФП перенапряжения при КЗ могут возникнуть в средней части ВЧ кабеля, но их амплитуда будет приблизительно в 2 раза меньше рассчитанной по (7.28).
Рис. 7.5. Схема защиты линейных цепей приемопередатчика защиты от протекания по ним большого тока при КЗ.
При заземлении жилы кабеля у ФП но промышленной частоте при КЗ по жиле может проходить значительный (до нескольких сотен ампер) ток промышленной частоты. Этот ток может вызвать насыщение сердечника линейного трансформатора аппаратуры уплотнения. Для каналов ВЧ телефонной связи телемеханики это обстоятельство не играет существенной роли.
Но в каналах для релейной защиты и противоаварийной автоматики насыщение сердечника линейного трансформатора при КЗ может вызвать неправильную работу устройств РЗ или ПА и потому недопустимо. Следует отметить, что разность потенциалов между точками заземления ВЧ аппаратуры и ФП возможна также и тогда, когда ВЧ аппаратура и ФП расположены в пределах одного контура заземления. Объясняется это тем, что при больших значениях токов КЗ, проходящих по металлической сетке контура заземления, между разными точками этой сетки может возникать значительная разность потенциалов, достаточная для прохождения по жиле ВЧ кабеля токов, вызывающих насыщение линейного трансформатора ВЧ аппаратуры. По этой причине при проектировании сети ВЧ кабелей на подстанции необходимо следить за тем, чтобы при КЗ не было пути для прохождения тока промышленной частоты по линейным обмоткам выходных трансформаторов аппаратуры уплотнения РЗ или ПА.
В качестве примера на рис. 7.5 показана система присоединения двух ВЧ каналов с использованием общего фильтра присоединения. Аппаратура уплотнения канала защиты АУ-РЗ и аппаратуры другого ВЧ канала, например канала телефонной связи АУ-ТФ, расположены в разных помещениях, и потому между точками их заземления при КЗ может возникнуть значительная разность потенциалов. Для предотвращения прохождения большого тока по линейным цепям аппаратуры необходимо в цепи АУ-РЗ—РК—АУ-ТФ в жилу ВЧ кабеля последовательно включить конденсатор емкостью 30—50 тыс. пФ, как показано пунктиром. Электрическая прочность этого конденсатора должна быть такова, чтобы он выдерживал напряжение промышленной частоты до 2 кВ в течение максимально возможного времени прохождения тока КЗ.
