Защита от перекрытий при ударе молнии в молниеотводы

Чаще всего молниеотводы на подстанцию ставят на конструкциях, при ударе в такой молниеотвод возможны перекрытия гирлянды. Напряжение на вершине молниеотвода определяется по формуле (1.1). Напряжение на гирлянде . Самый надежный способ предотвратить перекрытие – это уменьшить сопротивление заземления. Поэтому на подстанциях 110 кВ и выше Ом, а на подстанциях 35 кВ 10 Ом.

Но при этом дополнительно [1] от стоек конструкции ОРУ 35 кВ и выше нужно обеспечить растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух направлениях с углом не менее 90º между соседними. Кроме того, должно быть установлено не менее одного вертикального электрода длиной 3−5 м на каждом направлении, на расстоянии не менее длины электрода от места присоединения к магистрали заземления стойки с молниеотводом. Это вызвано тем, что быстрое нарастание тока молнии создает падение напряжения на индуктивности протяженного заземлителя, и удаленные его части практически не участвуют в отводе тока на землю.

Самое слабое место – это трансформаторный портал. Перечисленные меры предотвращают перекрытие гирлянды, однако перенапряжения остаются опасными для изоляции трансформатора, т.к. на его корпусе почти такое же напряжение, как на вершине молниеотвода.

При установке на трансформаторных порталах необходимо соблюдение следующих дополнительных условий:

1. При этом от стоек конструкции с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления в трех – четырех направлениях.

2. Место присоединения конструкции с молниеотводом к заземляющему устройству должно быть удалено по магистралям заземления от места присоединения к нему бака трансформатора на расстояние не менее 15 м.

3. Непосредственно на выводах обмоток 3 – 35 кВ трансформаторов или на расстоянии не более 5 м от них по ошиновке, включая ответвления к разрядникам, должны быть установлены вентильные разрядники или ОПН.

4. На подстанциях с высшим напряжением 35 кВ сопротивление заземляющего контура не должно превышать 4 Ом без учета заземлителей, расположенных вне контура заземления подстанции.

5. Заземляющие проводники РВ или ОПН и силовых трансформаторов рекомендуется присоединять поблизости один от другого.

Защита от волн, приходящих с линии

Подстанция имеет небольшие размеры и ее можно надежно защитить от ударов молнии. А вот ЛЭП с такой надежностью защитить трудно, да и нет необходимости. Поэтому при ударе молнии в ЛЭП волна может быть безопасной для линии, но опасной для подстанции. От этих волн требуется защита. Сначала следует определить, какие волны опасны для подстанции. Дело в том, что чем дальше от подстанции удар молнии на ЛЭП, тем менее она опасна, т.к. при пробегании волны по линии она деформируется.

Для этого они должны все пробежать по линии такое расстояние, чтобы стать безопасными, т.е. ниже кривой опасных волн. С этой целью перед подстанцией обязательно защищают часть ЛЭП (подход), на котором нужно исключить удар в провод. А все удары за пределами подхода для подстанции безопасны. Они могут представлять опасность лишь для изоляции трансформатора. Поэтому перед трансформатором необходимо поставить вентильный разрядник или ОПН.

При этом расстояние между трансформатором и разрядником (l) должно быть меньше критического (l_кр), иначе на процесс срабатывания разрядника накладываются колебания, возникающие в контуре РВ – трансформатор, и на трансформаторе будут недопустимые перенапряжения.

Если l > l_кр, то нужно поставить еще один комплект вентильных разрядников у того трансформатора, где l > l_кр, либо поставить разрядники на группу выше.