Современные способы и устройства защиты ВЛ от перенапряжений

НТЦ "Практик-Новатор"

Современные способы и устройства защиты ВЛ от перенапряжений

Нормативные документы по строительству и реконструкции электрических сетей предусматривают обязательную защиту ВЛ с защищённым проводом, а также подходов к ПС и непосредственно самих ПС от последствий грозовых перенапряжений. ВЛ с незащищённым проводом также могут пострадать от последствий как индуктированных грозовых перенапряжений, так и прямых ударов молнии (ПУМ). В последние годы количество опасных погодных явлений, как и их интенсивность, возрастает и расширяется территориально, увеличивается количество аномально опасных районов на картах грозовой активности.

Наибольшее распространение в РФ получили следующие устройства для молниезащиты ВЛ:

— защита ВЛ 6-10 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений: разрядники РДИП, РМК (ВЛ до 20 кВ), устройства УЗПН, а также вентильные разрядники, которые, несмотря на относительную дешевизну, применяются всё реже;

— защита ВЛ 35 кВ и выше, а так же подходов к ПС и непосредственно оборудования ПС: ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН).

  Технический прогресс не стоит на месте, традиционные устройства модернизируются, а применяемые материалы совершенствуются. Предлагаем к поставке устройство ОПН-ЛР (ограничитель перенапряжений – линейный разрядник), которое не только исключает недостатки, но и имеет ряд значимых преимуществ перед традиционными устройствами:

— нелинейное сопротивление реализовано на базе новейших нестареющих варисторов, обеспечивающих стабильные характеристики и бесперебойную работу устройства на протяжении всего срока эксплуатации, а так же значительные преимущества по массо-габаритным размерам,

— внешняя оболочка из горюче-трекинго-ультрафиолето-стойкого кремнийорганического материала обеспечивает высокие изоляционные свойства,

— регулируемый искровой промежуток исключает появление токов утечки и обеспечивает работу устройства без приложенного напряжения сети в нормальных режимах,

— устройство комплектуется электродом, устанавливаемым на провод через прокалывающий зажим. Конструкция зажима разработана с учетом возможности помимо основной функции (обеспечить многократное срабатывание устройства без повреждения ВЛ) дополнительно выполнять функцию подключения заземляющей штанги. Каждый аппарат укомплектован двумя дополнительными прокалывающими зажимами с электродами для возможности подключения видимого заземления на трёх фазных проводах с целью выполнения работ на ВЛ в безопасности от поражения эл. током,

— узел крепления устройства укомплектован специальными болтами со срывной головкой, что исключает демонтаж – кражу устройства и повторную поставку б/у устройств в сетевую компанию,

— для обеспечения молниезащиты подходов к ПС (крайних к ПС опор ВЛ), кабельных вставок и разъединителей применяют ОПН-ЛР без искрового промежутка (с прямым подключением к проводу параллельно штатной изоляции).  Универсальность устройства (ОПН-ЛР выпускаются на классы напряжений от 3 до 750 кВ) позволяет обеспечить поставку всей линейки молниезащитных устройств от одного производителя,

— для защиты ВЛ от индуктированных перенапряжений аппарат ОПН-ЛР рекомендуется устанавливать по одному на каждую опору с чередованием фаз, что в совокупности со сравнительно низкой ценой самого устройства делает решение экономически наиболее привлекательным,

— имеются протоколы испытаний молниезащитных аппаратов ОПН-ЛР от аккредитованной лаборатории на соответствие требованиям ГОСТ и СТО ФСК ЕЭС, устройство сертифицировано и прошло опытно-промышленную эксплуатацию в ПАО Россети и др. сетевых компаниях.

Главным достоинством устройств ОПН-ЛР  является способность защиты проводов от пережога без отключения ВЛ.

Дополнительными достоинствами устройств ОПН-ЛР являются:

– работоспособность устройства, не зависящая от степени его загрязнения и увлажнения;

– работоспособность при полном замыкании искрового промежутка под воздействием внешних факторов (например, упавшее на линию дерево, гололедообразование и др.);

В процессе эксплуатации повреждение ограничителя перенапряжений, входящего в состав ОПН-ЛР, например от ПУМ с большой амплитудой токов маловероятно, но если такое произойдет — наличие внешнего искрового промежутка в конструкции УЗПН не допускает устойчивого короткого замыкания при повреждении ОПН. Повреждённый аппарат легко обнаруживается визуально и в плановом порядке может заменяться новым.

Устройства взрывобезопасны.

ОПН-ЛР в режиме ОПН также выполняет функцию защиты ВЛ и ПС от коммутационных перенапряжений.

В режиме ОПН в конструкции может дополнительно использоваться дисконнектор (разъединитель) для отключения ОПН от неисправной электрической сети, что обеспечивает переход электрической сети от состояния глухого заземления к рабочему состоянию. При протекании тока утечки выше номинальных значений через ОПН происходит нагрев варисторов, а также биметаллической пластины дисконнектора. При нагреве биметаллической пластины до 100°С происходит микровзрыв пластмассового корпуса дисконнектора, отрывающий заземляющий провод от ОПН с большой скоростью, разрывая электрическую цепь между нижним фланцем ОПН и заземлением.

Срабатывание дисконнектора означает:

  • длительное протекание тока проводимости величиной выше номинального значения;
  • протекание большого тока через ОПН при его повреждении;
  • перегрев варисторов при перенапряжении.

Применение ОПН-ЛР является одной из эффективных мер повышения грозоупорности ВЛ в условиях с высоким удельным сопротивлением грунтов, трудностью прокладки искусственных заземлителей в скальных и многолетнемерзлых грунтах, и как следствие, высокими сопротивлениями заземляющих устройств опор и повышенной вероятностью обратного перекрытия линейной изоляции при ударах молнии в трос. Устройство разработано, испытано и производится в России, для эксплуатации в наиболее жёстких климатических условиях и тяжёлых режимах работы сети на территории РФ, для повышения надёжности и энергоэффективности электрических сетей.