Линии 35 кВ на металлических опорах защищаются тросами лишь в особо ответственных случаях. Обычно они и без тросов оказываются грозоупорными. Как отмечалось выше, основными грозозащитными мероприятиями здесь являются использование изолированной нейтрали или дугогасящего реактора, а так же АПВ. Для этих линий некоторая доля отключений определяется индуктированными перенапряжениями.
Линии 35 кВ на деревянных опорах имеют более высокую надежность грозозащиты за счет использования высокой импульсной прочности дерева. Оценки их удельного числа отключений имеют ориентировочный характер, поскольку импульсная прочность дерева, по литературным данным, может изменяться в два-три раза в зависимости от степени увлажнения и состояния древесины. Кроме того, сопротивление заземления железобетонных пасынков на деревянных опорах, не имеющих токоотводящих спусков, не нормируется, что может привести к большому разбросу его значений на реальной линии.
Линии 6-20 кВ как на металлических, так и на деревянных опорах также не имеют тросовой защиты и защищаются от грозовых воздействий с помощью дугогасящего реактора или изолированной нейтрали и АПВ. На опорах с ослабленной изоляцией или с повышенной вероятностью грозового поражения устанавливаются искровые промежутки или вентильные разрядники.
Выше при расчете ожидаемого годового числа грозовых отключений ВЛ 6-35 кВ предполагалось, что вдоль линии изоляция однородна и нет отдельных мест с ослабленной изоляцией. Однако, на реальных линиях всегда имеются такие места, которые при отсутствии соответствующих мер защиты могут привести к значительному увеличению ожидаемого годового числа грозовых отключений.
В последние годы все чаще на ВЛ 6-35 кВ для защиты ослабленных мест устанавливаются нелинейные ограничители перенапряжений.
Отдельные места линий требуют дополнительных мер защиты. К таким местам относятся [11]:
- пересечения линий электропередач между собой;
- пересечения линий электропередач с линиями связи, трамвайными линиями и линиями электрифицированной железной дороги;
- опоры линий электропередачи со сниженной электрической прочностью изоляции;
- высокие опоры переходных пролетов;
- ответвления к подстанциям на отпайках и секционирующие разъединители на линиях.
Защита пересечений линий электропередачи вызвана необходимостью предотвратить тяжелые аварии в случае грозового перекрытия с верхней линии на нижнюю линию электропередачи или линию связи. Такие перекрытия могут вызвать ложную работу релейной защиты и системные аварии, повреждения электрооборудования линий более низкого напряжения и даже повлечь человеческие жертвы. Наибольшую опасность представляет удар молнии в пролет пересечения. Расстояние между проводами пересекающихся линий в этом пролете должно быть достаточно большим, а амплитуда перенапряжений ограничена разрядниками или ОПН, расположенными как можно ближе к месту пересечения. Поэтому в пролете пересечения целесообразно 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 разрядники или ОПН можно устанавливать только на ближайшей опоре. На линиях до 35 кВ, имеющих устройство АПВ, вместо разрядников допускается установка защитных промежутков. Сопротивление заземления опор пролета пересечения не должно быть выше 10...20 Ом. Если опоры деревянные, то на них рекомендуется устанавливать параллельно гирляндам трубчатые разрядники или ОПН, или искровые промежутки, соединенные спусками с заземлителями опоры.
Необходимое расстояние S 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 (табл. 2.1). Как видно из таблицы, установка защитных средств позволяет уменьшить расстояние S на 20-30 %.
Таблица 2.1
Минимальные допустимые расстояния между проводами воздушных линий
Напряжение верхней линии, кВ | Длина пролета пересекающейся линии, м | Наименьшие допустимые расстояния S между проводами пересекающихся линий, м | |||
при наименьшем расстоянии от места пересечения до ближайшей опоры верхней линии с разрядником, м | при отсутствии специальных мер грозозащиты пересечения | ||||
30-70 | 70-100 | 100-150 | |||
35 | До 200 | 3,0 | 3,0-4,0 | - | 5,0 |
200-300 | 3,0-4,0 | 4,0-4,5 | 4,5-5,0 | ||
6 20 | До 100 | 2,0 | - | - | 4,0 |
100-150 | 2,0-2,5 | - | - | ||
Отдельные металлические и железобетонные опоры линий, выполненных главным образом на деревянных опорах без тросов, представляют собой место со сниженной импульсной электрической прочностью изоляции. Эти места целесообразно защитить трехфазными комплектами вентильных разрядников или нелинейных ограничителей перенапряжений.
Высокие переходные пролеты ВЛ являются источниками повышенного числа грозовых отключений. Это связано с большой высотой опор и проводов над землей (водой), что приводит к увеличению числа ударов молнии в пролет, снижению эффективности защиты тросом, увеличению числа обратных перекрытий из-за большой индуктивности опор. Снижение импульсного сопротивления заземления опор в этом случае становится недостаточным.
Расчет ожидаемого числа отключений ВЛ с высокими переходными пролетами затруднен необходимостью учета сложного рельефа местности под пролетом и большой разницы высоты провода над землей на отдельных участках пролета. Поэтому грозозащита ответственных пролетов рассматривается индивидуально. Как показывают расчеты, наиболее эффективным средством защиты высоких переходов является установка РВ или ОПН в верхней части переходных опор или на опорах, соседних с переходными.
