Размещение стержневых молниеотводов на ОРУ

 

Открытые распределительные устройства (ОРУ) электростанций и подстанций напряжением 20 кВ и выше, если они не попадают в зону защиты других объектов (например, дымовых труб), подлежат защите от прямых ударов молнии (ПУМ). Исключение составляют подстанции 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1600 кВ∙А и менее независимо от числа грозовых часов в году, все подстанции 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20, а также ОРУ 220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли в грозовой сезон белее 2000 Ом∙м при числе грозовых часов в году не более 20.

Защита ОРУ 35 кВ и выше от ПУМ выполняется отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами.

Размещение молниеотводов на конструкциях (порталах) ОРУ, а также на опорах воздушных линий, прожекторных мачтах, радиомачтах и т.п. является наиболее простым и дешевым по капитальным вложениям решением. Оно позволяет уменьшить высоту непосредственно молниеотводов и наиболее эффективно использовать их защитную зону. Однако при поражении такого молниеотвода ударом молнии, способной вызвать импульс тока с большой амплитудой и крутизной фронта, значительно возрастает напряжение на близлежащих частях заземляющего контура ОРУ и связанных с ним элементах. Для предупреждения обратных перекрытий приходится либо усиливать изоляцию элементов ОРУ, либо принимать меры по облегчению стекания тока молнии с молниеотвода и уменьшению сопротивления контура заземления.

Отдельно стоящие молниеотводы с обособленными контурами заземления должны размещаться так, чтобы перекрытия с их элементов на другие элементы ОРУ были исключены. Защита от ПУМ при этом надёжнее, но дороже по капитальным вложениям, чем при установке молниеотводов на порталах.

Ниже приводятся выдержки из ПУЭ-7 относительно размещения стержневых молниеотводов.

На конструкциях ОРУ 110 кВ и выше стержневые молниеотводы могут устанавливаться при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон: до 1000 Ом∙м – независимо от площади заземляющего устройства; более 1000 до 2000 Ом∙м – при площади заземляющего устройства 10000 м² и более.

Установка молниеотводов на конструкциях ОРУ 35 кВ допускается при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон: до 500 Ом∙м – независимо от площади заземляющего устройства; более 500 Ом∙м – при площади заземляющего устройства 10000 м² и более.

От стоек конструкций ОРУ 35 кВ и выше с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух направлениях с углом не менее 90^° между соседними. Кроме того, должно быть установлено не менее одного вертикального электрода длиной 3–5 метров на каждом направлении, на расстоянии не менее длины электрода от места присоединении к магистрали заземления стойки с молниеотводами.

Если зоны защиты стержневых молниеотводов не закрывают всю территорию ОРУ, дополнительно используют тросовые молниеотводы над ошиновкой.

На трансформаторных порталах, порталах шунтирующих реакторов и конструкциях ОРУ, удалённых от трансформаторов или реакторов по магистралям заземления на расстояние менее 15 м, молниеотводы могут устанавливатьсяпри эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон не более 350 Ом∙м и при соблюдении следующих условий:

1) непосредственно на всех выводах обмоток 3–35 кВ трансформаторов или на расстоянии не более 5 м от них по ошиновке, включая ответвления к защитным аппаратам, должны быть установлены соответствующие ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) или вентильные разрядники;

2) должно быть обеспечено растекание тока молнии от стойки конструкции с молниеотводом по трём-четырём направлениям с углом не менее 90^° между ними;

3) на каждом направлении, на расстоянии 3–5 м от стойки с молниеотводами, должно быть установлено по одному вертикальному электроду длиной 5 м.

4) на подстанции с высшим напряжением 20 и 35 кВ при установки молниеотвода на трансформаторном портале сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом без учёта заземлителей, расположенных вне контура заземления ОРУ;

5) заземляющие проводники ОПН и силовых трансформаторов рекомендуется присоединять к заземляющему устройству поблизости один от другого или выполнять их так, чтобы место присоединения ОПН к заземляющему устройству находилось между точками присоединения заземляющих проводников портала с молниеотводом и трансформатором; заземляющие проводники трансформаторов тока необходимо присоединять к заземляющему устройству в наиболее удаленных от заземления ОПН местах.

Защиту от ПУМ ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

Расстояние S _з, м, между обособленным заземлителем молниеотвода и заземляющим устройством ОРУ должно быть (но не менее 3 м) S _з ≥ 0,2 R _и (здесь R _и – импульсное сопротивление, Ом, отдельно стоящего молниеотвода).

Расстояние по воздуху S _в, м, от отдельно стоящего молниеотвода с обособленным заземлителем до токоведущих частей, заземлённых конструкций и оборудования ОРУ должно быть (но не менее 5 м) S _в ≥ 0,12 R _и + 0,1 H (здесь H – высота рассматриваемой точки на токоведущей части или оборудовании над уровнем земли).

Заземлители отдельно стоящих молниеотводов в ОРУ могут быть присоединены к заземляющему устройству ОРУ при соблюдении указанных выше условий установки молниеотводов на конструкциях ОРУ.

Вопросы для самоподготовки

1. Как происходит формирование и развитие молнии? Каковы её электрические характеристики?

2. Какими параметрами характеризуется грозовая деятельность?

3. Что понимается под молниеотводом? На чем основано его защитное действие? Какие виды молниеотводов существуют?

4. Что понимается под зоной защиты молниеотвода? Какой вид имеют зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода, двойного стержневого, трёх- и четырёхкратного стержневого молниеотводов? В чём заключается преимущество в применении многократного молниеотвода?

5. Как можно регулировать амплитуду и полярность импульса ГИН?

6. Как настраивается измерительный шаровой разрядник при измерении импульсного напряжения?

7. Где и почему целесообразно размещать молниеотводы на ОРУ электростанций и подстанций? Как выполняется заземление молниеотводов?

8. Всегда ли допустимо устанавливать молниеотводы на порталах ОРУ? Ответ пояснить.

9. По каким соображениям применяются отдельно стоящие молниеотводы с обособленным заземлителем? Каковы условия безопасного прохождения тока молнии по такому молниеотводу?