Грозозахист ліній електропередач
Додатково на тему
ГРОЗАЗАХИСТ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ
Ступінь грозоупсрності ліній характеризується питомою кількістю відключень , т. е. числом відключень протягом року лінії довжиною l=100 км внаслідок грозових перенапруг при числі грозових днів у році n=20 чи грозових годин на рік n'=30. У наближених розрахунках питома кількість відключень визначається за допомогою захисного рівня лінії. тобто мінімального значення амплітуди струму блискавки, що викликає перекриття ізоляції лінії.
Грозозахист ліній має на меті зменшити кількість відключень лінії. Це досягається:
а) захистом лінії від прямих ударів блискавки тросовими блискавковідводами з метою зменшення кількості перекриттів ізоляції;
б) подовженням шляху перекриття шляхом застосування дерев'яних опор або траверс, що дещо зменшує кількість перекриттів ізоляції та значно зменшує кількість відключень внаслідок зниження ймовірності переходу імпульсного перекриття у стійку силову дугу;
в) захистом окремих точок лінії з ослабленою ізоляцією (наприклад, металева
опора на лінії з дерев'яними опорами) трубчастими розрядниками, що гасять дугу короткого замикання та попереджають відключення лінії;
г) застосуванням АПВ як трифазного, і однофазного.
Рекомендовані способи грозозахисту ліній
а) Лінії 150 кВ і вище всіх типів та лінії 110 кВ на металевих та залізобетонних опорах захищаються тросовими блискавковідводами по всій довжині.
Примітка. Для слабко грозових районів із кількістю грозових годин менше 10 окремих випадках допускається спорудження ліній електропередачі 110-220 кВ без тросів.
Мал. 40-28. Розташування тросів на опорі.
Мал. 40-29. Питома кількість відключень ліній 110-150 кВ. Суцільні лінії – 1 трос; пунктир – 2 троси;1 – лінії 110 кВ; 2 – лінії 150 кВ.
Мал. 40-30. Питома кількість відключень ліній 220 кВ. 1 - одноланцюгові опори з відтяжками; 2 - дволанцюгові опори з одним тросом.
Мал. 40-31. Питома кількість відключень ліній 330 кВ. 1 - одноланцюгові опори з відтяжками; 2 - дволанцюгові опори з одним тросом.
Розташування тросів на опорі (рис. 40-28) вибирається таким чином, щоб дотримувалися умови і кут a був по можливості малим (принаймні).
Відстань між проводами та тросами в середині прольоту бажано приймати відповідно до табл. 40-12 або на підставі розрахунку. Ці відстані доцільно витримувати, коли їхнє дотримання мало впливає на вартість опор. При деякому зменшенні відстаней порівняно із зазначеними можливі грозові перекриття у прольоті. Однак досвід експлуатації показує, що при цьому ймовірність утворення силової дуги та відключення лінії дуже мала.
Довжина прольоту, м
Відстань між проводом і тросом у середині прольоту, м
Залежність питомої кількості відключень ліній 110-500 кВ на типових опорах від імпульсного опору заземлення опор наведено на рис. 40-29 – 40-32.
Мал. 40-32. Питома кількість відключень ліній 500 кВ. 1-одноланцюгові опори з відтяжками; 2 – одноланцюгові портальні опори.
б) Лінії 110 кВ на дерев'яних опорах, зазвичай, тросами не захищаються. Відстань по дереву між фазами має бути не менше ніж 4 м.
в) Лінії 20-35 кВ на дерев'яних опорах тросами не захищаються. Відстань по дереву між фазами має бути не менше 3 м для ліній 35 кВ та 2 м для ліній 20 кВ.
г) Для ліній 20-35 кВ на металевих опорах, що працюють у системі із ізольованою нейтраллю, основним засобом захисту є застосуваннядугогасних котушок та надійне заземлення опор з імпульсним опором не більше 10 Ом.
д) Відстань по дереву між фазами для ліній 3, 6 і 10 кВ не повинні бути меншими відповідно 0,5; 0,7 та 1,0 м.
е) Окремі опори ліній 3-110 кВ із відносно слабкою ізоляцією (наприклад, металеві опори на лініях з дерев'яними опорами) або опори, перекриття ізоляції яких особливо небажане (наприклад, перехідні та перестановні опори), захищаються трубчастими розрядниками.
Наближений розрахунок питомої кількості відключень ліній електропередачі
Лінії без тросів:
Лінії з тросами:
де – середні висоти підвісу тросів або верхнього дроту; - ймовірність прориву блискавки через тросовий захист; - ймовірності переходу імпульсного перекриття в силову дугу відповідно при ударі у провід лінії без тросів, в опору з тросами та в середину прольоту ліній з тросами; - ймовірності перекриття ізоляції відповідно при ударі у провід лінії без тросів, в опору лінії з тросами, у проліт лінії з тросами та у провід лінії з тросами.
Імовірність перекриття ізоляції дорівнює ймовірності струмів блискавки (див. рис. 40-22), що перевищують захисний рівень лінії , який визначається за формулами, що наводяться нижче.
Лінії на металевих опорах без тросів:
де - мінімальна імпульсна розрядна напруга гірлянди ізоляторів (див. табл. 40-11 або рис. 40-25).
Лінії на дерев'яних опорах без тросів:
де - мінімальна імпульсна розрядна напруга міжфазної ізоляції (табл. 40-11); - Коефіцієнт зв'язку з урахуванням корони (визначається при напрузі)
Лінії з тросами:
де - мінімальна імпульсна розрядна напруга гірлянди ізоляторів (табл. 40-11 або рис. 40-25); - імпульсний опір заземлення опори;d = 0,15 для ліній із двома тросами; d = 0,30 для ліній із одним тросом.
б) Удар у провід за рахунок прориву блискавки через тросовий захист. І тут визначається за формулами для ліній без тросів.
в) Удар у середину прольоту. В даному випадку ймовірність перекриття ізоляції визначається не за струмом, а за крутизною струму блискавки, величина якої перебуває з формули
де s - відстань між проводом та тросом у прольоті, м; - Коефіцієнт зв'язку з урахуванням корони, який визначається при напрузі U = 750 кВ; l – довжина прольоту, м.
Імовірність крутості, отже, і визначається за рис. 40-23.
Захист перетинів ліній між собою
Захист перетинів ліній електропередачі 110-220 кВ між собою та з лініями нижчої напруги виконують, виходячи з розрахункового випадку прямого удару блискавки у проліт перетину. Захист перетинів ліній електропередачі 35 кВ і нижче виконують виходячи з розрахункового випадку прямого удару блискавки в лінію поблизу прольоту перетину.
Мал. 40-33. Необхідні для попередження перекриттів відстані між проводами або проводом і тросом ліній, що перетинаються. а - перетин ліній 110 кВ між собою або з лініями нижчої напруги; б - перетин ліній 150-220 кВ між собою або з лініями нижчої напруги; l - Довжина прольоту перетину; L – відстань від місця перетину до найближчої опори; d - відстань між проводами або проводом і тросом ліній, що перетинаються. Суцільні лінії відповідають імпульсному опору заземлення опор 10 Ом, пунктирні - імпульсному опору заземлення опор 20 Ом.
Для захисту місць перетину повинні виконуватися такі заходи:
а) Металеві опори, що обмежують проліт перетину, незалежно від наявності троса повинні матизаземлювачі з імпульсним опором заземлення 10-20 Ом.
б) На дерев'яних опорах 110 кВ без троса, що обмежують перетин перетину, встановлюються трубчасті розрядники з імпульсним опором заземлення 10-20 Ом.
в) На дерев'яних опорах ліній 35 кВ і нижче, що обмежують перетин перетину, встановлюються трубчасті розрядники або захисні проміжки з імпульсним опором заземлення 10-20 Ом. На П-подібних опорах 20-35 кВ захисні проміжки виконуються як заземлених спусків, прокладених по стійках опори рівня траверси. На одностійкових опорах 10 кВ і нижче, а також лініях зв'язку захисні проміжки виконуються у вигляді заземленого спуску, що закінчується бандажом на 0,75 м нижче рівня проводів.
г) Необхідні відстані по вертикалі між лініями 150-200 і 110 кВ, що перетинаються, визначаються за рис. 40-33, але принаймні мають бути щонайменше 4 і 3 м відповідно. Для ліній 20-35, 10 кВ і нижче допустимі відстані дорівнюють 3 і 2 м відповідно.
Якщо відстань від місця перетину до найближчої опори не перевищує 40 м, то грозозахисні заходи влаштовуються лише на цій опорі.
Не потрібно застосування заходів грозозахисту при відстанях між проводами ліній, що перетинаються, не менше:
При перетинах між собою ліній напругою 20 кВ та нижче. 4 м
При перетинах ліній 20 кВ та нижче з лініями 35 та 110 кВ. 5 м
При перетинах ліній 20 кВ та нижче з лініями 150 та 220 кВ. 6 м