Защита электроустановок от атмосферных перенапряжений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для защиты электроустановок от атмосферных перенапряжений применяются молниеотводы, защитные тросы, искровые промежутки, вентильные разрядники, которые в последнее время заменяются нелинейными ОПН.

Наиболее эффективной мерой защиты ВЛ по всей ее длине от прямого удара молнии является применение тросовых и стержневых молниеотводов, однако тросовые средства защиты приводят к удержанию молнии 110 кВ и выше, выполненных на металлических и железобетонных опорах.

Конструкция и принцип действия вентильного разрядника

Используется для защиты электроустановок от внутренних и атмосферных перенапряжений.

Он состоит из набора искровых промежутков, последовательно к которым включен полупроводниковый резистор, выполняющий функцию варистора. Варистор имеет специфическую зависимость сопротивления от приложенного напряжения.

При прохождении волны перенапряжения, происходит пробой искрового промежутка, создается электрическая цепь и в землю через варистор начинает протекать импульсный ток.

Свободному прохождению в землю импульсного тока способствует малое сопротивление варистора при большом напряжении т. 1 на графике.

По мере прохождения импульсного тока, амплитуда волны перенапряжения уменьшается, и сопротивление варистора возрастает т. 2.

И в землю начинает стекать сопровождающий ток меньшой величины и при очередном прохождении синусоиды через ноль дуга гаснет, вентильный разрядник разрядник готов к следующему циклу.

В настоящее время вентильные разрядники заменяются на ОПН, у которых отсутствуют искровые промежутки, зато варистор выполнен на основе современных полупроводниковых материалов на базе оксида цинка ZnO.

Варистор имеет более крутую характеристику обеспечивающую уменьшение импульсного тока и уменьшение амплитуды волны перенапряжения.

Вентильные разрядники и ОПН устанавливаются параллельно защищаемому объекту, они характеризуются остающимся напряжением.

Остающиеся напряжение должно быть на 20-30% ниже пробивного напряжения защищаемой электроустановки.

На ВЛ без тросовой защиты в месте с ослабленной изоляцией следует установить искровые промежутки или трубчатые разрядники.

Искровой промежуток представляет собой два дугообразных электрода разделенных воздушным промежутком 10-15 мм. Один электрод соединяется с фазой, другой с заземлением.

Трубчатые разрядники имеют внутри трубки искровой промежуток, гашению дуги способствует газогенерирующие вставки, подключение осуществляется через внешний искровой промежуток.

Распределительные устройства

- это электроустановки, предназначенные для приема и распределения электрической энергии, содержат электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства. Бывают закрытые РУ (ЗРУ) и открытые РУ (ОРУ).

ЗРУ располагаются внутри здания, ОРУ за пределом здания.

ЗРУ сооружаются при напряжениях до 20 кВ, при более высоких напряжениях ОРУ.

Требования к РУ

неизолированные токоведущие части должны быть ограждены или помещены в специальные камеры.

Из помещения ЗРУ должен быть выход в наружу или в помещении не сгораемые.

Двери из РУ должны открываться в наружу, иметь самозапирающие замки, открываемые без ключа со стороны РУ.

В ЗРУ предусматривается естественная вентиляция помещений, трансформаторов и реакторов, а также аварийная вытяжная вентиляция камер с маслонаполненным оборудованием.

РУ монтированные из укрепленных узлов называются сборными.

Все аппараты ОРУ обычно располагаются на не высоких металлических или железобетонных основаниях.

Преимущества ОРУ перед ЗРУ

меньше объем строительных работ,

легче выполняется реконструкция,

электрооборудование доступно для наблюдения.

Недостатки ОРУ

подвержены загрязнению

имеют большую площадь

менее удобны в обслуживании при низких температурах.

В настоящее время существует тенденция использования комплектных РУ с элегазовым наполнением (КРУЭ).

Заземляющие устройства РУ и их нормирование.

При повреждении изоляции проводников относительно земли в месте повреждения возникает ток, значение и продолжительность которого зависит от рабочего заземления сети. В эффективно заземленных нейтралях ток в месте замыкания достигает 1000 А, однако, его длительность составляет 10-е доли секунды из-за срабатывания релейной защиты.

В сетях не заземленных или заземленные через ДГР ток однофазного ЗНЗ не превышает нескольких десятков А, но этот ток протекает длительное время.

От места повреждения ток замыкания возвращается частично по проводам, частично через землю. В месте перехода тока в землю могут возникать значительные потенциалы и градиенты напряжения на поверхности земли опасные для людей находящихся по близости.

Для устранения этой опасности на подстанциях линиях электропередачи предусматривают заземляющие устройства заземляющие устройства снижающие потенциалы и градиенты напряжения до приемлемых значений. Основой заземляющих устройств является заземлитель предназначенный для обеспечения прохождения тока в землю.

Контурный проводник заземлителя должен охватывать установку в целом на площадке наружного РУ вдоль рядов оборудования подлежащего заземлению укладываются проводники на глубине около 0,5 м., кроме того, укладываются проводники образующие сетку, присоединяют предметы подлежащие заземлению с помощью проводников называемых спусками.

Основной заземлитель - это специальный заземлитель для проведения тока в землю, вспомогательный заземлитель - это металлический предмет любого назначения соединенный с землей. Например, стальные каркасы зданий, арматура железобетонных оснований проложенных в земле, металлические проводы за исключением трубопровода горючих жидкостей или взрывчатых газов и смесей, а также свинцовые оболочки проложенных в земле. Не допускается использовать в качестве естественного заземлителя алюминиевые оболочки кабеля.

Заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее, чем 2-мя проводниками присоединенными к заземлителю в разных местах для искусственных заземлителей применяется сталь, они не должны иметь окраски. В качестве искусственных заземлителей допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона. К основному заземлителю присоединяют

вспомогательные естественные заземлители

нейтрали генераторов и трансформаторов подлежащие к заземлению

разрядники и молниеотводы

металлические части электрического оборудования могущие оказаться под напряжением

корпуса электрических машин. Металлических конструкций РУ и ограждений. Вторичные обмотки измерительных трансформаторов, а также нейтрали силовых трансформаторов (обмотки 380-220 В).

Защитная зона одиночного стержневого молниеотвода представляет собой конус, радиус основания которого и высота рассчитывается по специальным формулам (см. инструкцию защите сооружений 2004 год).

молниеотвод вентильный разрядник варистор

Размещено на Allbest.ru