Перенапряжения в электрических сетях и защита от них

Оглавление:

Способы защиты от перенапряжений в электрических сетях

Перенапряжение – это ненормальный режим работы в электрических сетях, который заключается в чрезмерном увеличении значения напряжения выше допустимых значений для участка электрической сети, который является опасным для элементов оборудования данного участка электрической сети.

Изоляция оборудования электроустановок рассчитана на нормальную работу при определенных значениях напряжения, в случае наличия перенапряжения, изоляция приходит в негодность, что приводит к повреждению оборудования и представляет опасность для обслуживающего персонала или людей, которые находятся в непосредственной близости к элементам электрических сетей.

Перенапряжения могут быть двух видов – природными (внешними) и коммутационными (внутренними). Природные перенапряжения – это явление атмосферного электричества. Коммутационные перенапряжения возникают непосредственно в электрических сетях, причинами их проявления могут быть большие перепады нагрузки на линиях электропередач, феррорезонансные явления, послеаварийные режимы работы электрических сетей.

Способы защиты от перенапряжений

В электроустановках для защиты оборудования от возможных перенапряжений применяют такое защитное оборудование, как разрядники и ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) .

Основным конструктивным элементом данного защитного оборудования является элемент с нелинейными характеристиками. Характерная особенность данных элементов заключается в том, что они изменяют свое сопротивление в зависимости от приложенного к ним значения напряжения. Рассмотрим вкратце принцип работы данных защитных элементов.

Разрядник или ограничитель перенапряжения присоединяется к шине рабочего напряжения и к контуру заземления электроустановки. В нормальном режиме, то есть, когда сетевое напряжение находится в пределах допустимых значений, разрядник (ОПН) имеет очень большое сопротивление, и он не проводит напряжение.

В случае возникновения перенапряжения на участке электрической сети сопротивление разрядника (ОПН) резко падает, и данный защитный элемент проводит напряжение, способствуя утечке возникшего скачка напряжения в заземляющий контур. То есть на момент перенапряжения разрядник (ОПН) осуществляет электрическое соединение провода с землей.

Разрядники и ОПН устанавливаются для защиты элементов оборудования на территории распределительных устройств электроустановок, а также в начале и в конце линий электропередач напряжением 6 и 10 кВ, которые не оборудованы грозозащитным тросом.

Для защиты от природных (внешних) перенапряжений на металлических и железобетонных конструкциях открытых распределительных устройств устанавливают стержневые молниеотводы . На высоковольтных линиях напряжением 35 кВ и выше применяют грозозащитный трос (тросовый молниеотвод), который располагается в верхней части опор линий электропередач на всей их протяженности, соединяясь с металлическими элементами линейных порталов открытых распределительных устройств подстанций. Молниеотводы притягивают атмосферные заряды на себя, тем самым предупреждая их попадания на токоведущие части электрооборудования электроустановок.

Для обеспечения надежной защиты оборудования электроустановок от возможных перенапряжений, разрядники и ограничители перенапряжений, как и все элементы оборудования, должны проходить периодические ремонты и испытания. Также необходимо в соответствии с установленной периодичностью проверять сопротивление и техническое состояние заземляющих контуров распределительных устройств.

Перенапряжения в низковольтных сетях

Явление перенапряжений также характерно и для низковольтных сетей напряжением 220/380 В. Перенапряжения в низковольтных сетях приводят к выходу из строя не только оборудования данных электрических сетей, но и электроприборов, которые включены в сеть.

Для защиты от перенапряжений в домашней электропроводке используют реле напряжения или стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, в которых предусмотрена соответствующая функция. Также существуют модульные устройства защиты от импульсных перенапряжений, предназначенные для установки в домашний распределительный щиток.

В низковольтных распределительных устройствах предприятий, электроустановок, ЛЭП для защиты от перенапряжений применяют специальные ограничители перенапряжений по принципу работы схожие с высоковольтными ОПН.

Перенапряжения в электрических системах и защита от них. Изоляция электротехнического оборудования. Эксплуатация изоляционных конструкций при рабочем напряжении

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Изоляция и перенапряжения

в электрических системах

В. К. Федоров, д-р. техн. наук, профессор СибАДИ;

Б.Н. Коврижин, канд.техн.наук, и.о. начальника учебно-

производственного центра МУПЭП “Омскэлектро”

Ш 66 Изоляция и перенапряжения в электрических системах:

Конспект лекций. −Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006.− 64 c.

Конспект лекций содержит основы техники высоких напряжений и состоит из трех разделов. В первом разделе рассмотрены перенапряжения в электрических системах и защита от них, во втором – изоляция электротехнического оборудования, а в третьем приведены методы испытаний изоляции и испытательные установки, а также корона на проводах и защита от нее.

Конспект предназначен для студентов очной (дневной и вечерней), а также заочной форм обучения специальности 140211.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

© М. В. Шкаруба, 2006

технический университет, 2006

I. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И

1.1. Общая характеристика перенапряжений в электрических сетях

Перенапряжение − это любое напряжение Umax, превышающее амплитуду наибольшего рабочего напряжения (Uнр) на изоляции элементов электрической сети. Вместо номинального напряжения взято наибольшее рабочее, которое может на 5−20 % превышать номинальное.

Обычно приводят не максимальное напряжение Umax, а кратность перенапряжений:

.

Перенапряжения в электрических сетях делятся на внешние и внутренние.

Внешние перенапряжения возникают как при ударах молнии, так и при взрывах атомных и водородных бомб. О последних до сих пор мало статистических данных. В настоящее время их считают маловероятными и не учитывают при выборе защиты от перенапряжений.

Внутренние перенапряжения вызваны колебаниями электромагнитной энергии, запасенной в элементах электрической цепи или поступающей в нее от генераторов. Внутренние перенапряжения можно условно разбить на коммутационные и установившиеся.

Коммутационные перенапряжения возникают при изменении схемы или параметров сети – коммутации в широком смысле слова. Коммутации могут быть плановыми (включение и отключение элементов сети) и аварийными (замыкание в сети и отключении их). Коммутационные перенапряжения заканчиваются одновременно с затуханием переходной составляющей и продолжаются обычно несколько периодов промышленной частоты.

После этого может возникнуть вторая стадия перенапряжений – установившийся режим, это резонансы на промышленной частоте, а так же на высших и низших гармониках. Источниками высших и низших гармоник может быть нелинейный элемент сети, например, трансформатор при насыщении магнитопровода.

Трансформаторы при насыщении магнитопровода одновременно с появлением высших гармоник могут приводить к появлению феррорезонансов. Условием для возбуждения феррорезонансных колебаний является образование в сети контура, настроенного на частоту одной из гармоник.

Смотрите так же:  Электропроводка на даче

Установившийся режим может длиться от долей секунды до нескольких секунд.

1.2. Грозовые перенапряжения

1.2.1. Молния как источник грозовых перенапряжений

Молния представляет собой большую опасность для электрических сетей: линии электропередачи благодаря своей протяженности часто поражаются ударами молнии, что приводит к перекрытиям изоляции и аварийным отключениям линий. Возникающие при этом электромагнитные волны со скоростью, близкой к скорости света, распространяются вдоль линии, доходят до подстанции и могут вызывать опасные перекрытия и повреждения изоляции электрооборудования.

Молнии предшествует процесс разделения и накопления электрических зарядов в грозовых облаках, происходящий в результате возникновения в облаках мощных восходящих воздушных потоков и интенсивной конденсации в них водяных паров. В результате в облаке образуются зоны положительной и отрицательной полярности

Что такое перенапряжение? Виды перенапряжений и их опасность

Перенапряжение – это скачкообразное увеличение уровня напряженности в любой точке ЛЭП или электроустановки. Это явление опасно для состояния изоляции электрооборудования и, следовательно, представляет угрозу для оборудования и здоровья людей.

Качественные характеристики перенапряжений в электросети

  • кратность, которая равна отношению максимальной величины перенапряжения к максимальной амплитуде рабочего напряжения;
  • максимальную величину;
  • продолжительность (обычно составляет от нескольких долей микросекунд до нескольких часов);
  • количество импульсов;
  • повторяемость;
  • время нарастания напряжения.

По силе их классифицируют

  • внутрифазные (между витками трансформатора, нейтралью и землей);
  • фазные;
  • междуфазные.

Интересное видео об импульсном перенапряжении:

Классификация по месту возникновения перенапряжения

  • внутренние – возникающие из-за аварий, коммутаций и различных резонансных явлений;
  • внешние – источником служит разряд молнии или любой другой внешний источник.

Кроме того, внутренние перенапряжения классифицируют на:

  • атмосферные (формирующиеся в результате грозовых разрядов);
  • коммутационные (возникающие в результате переключений);
  • переходные, вызванные токами промышленной частоты;
  • электростатические (возникающие в результате электростатических воздействий).

Рассмотрим каждую разновидность в отдельности.

    Атмосферные перенапряжения считаются наиболее опасным типом аварийных процессов. Они являются природными явлениями и вызываются грозовыми разрядами при атмосферных осадках при сосредоточении электрических зарядов на поверхности объектов.

Для данной разновидности атмосферных явлений характерна высокая величина номинала напряжения, которая может достигать нескольких десятков тысяч вольт за период времени до 1мсек.

Такие мощные потоки энергии не выдерживает не только электропроводка, но и различные типы оборудования.

  • Коммутационные перенапряжения формируются в результате резкого изменения режима работы электросети, связанными с изменениями включениями/отключениями мощных приемников, с емкостным или индуктивным характером нагрузки. Такие явления в электросетях принято называть переходными процессами. Значение импульсов и волн в таком случае достигает десятков – сотен вольт и определяется характеристиками электросети.
  • Ещё одно видео о защите от перенапряжений:

    Причинами возникновения коммутационных перенапряжений являются

    • отключение/включение устройств релейной защиты (автоматов, плавких предохранителей, реле, контакторов);
    • остановка или пуск мощных синхронных, асинхронных двигателей, трансформаторов;
    • включение/отключение батарей статических конденсаторов.

    3. Электростатические перенапряжения возникают в основном в сухих средах при скапливании электростатического разряда, которые формируют электростатическое поле.

    4. Переходные перенапряжения возникают под влиянием напряжений промышленной частоты.

    Такие явления возникают вследствие внутренних повреждений из-за дефектов фаза/корпус, обрыва нейтрального проводника и пр. частота таких процессов равна частоте сети.

    4. Перенапряжения и защита от них

    4.1. Классификация перенапряжений

    Перенапряжение – всякое повышение напряжения в электрической сети больше максимального рабочего U р.макс = U H + ( 0 , 2 ÷ 0 , 05 ) U H , в

    зависимости от класса напряжения.

    При перенапряжениях создаются тяжелые условия для работы изо-

    ляции, т. к. они могут во много раз превышать U р.макс . Перенапряжения подразделяются:

    1) на внешние (грозовые);

    2) внутренние (переходные процессы в электрических сетях). На рис. 4.1 приведена классификация перенапряжений.

    Приход волны с линии

    Включение линии или трансформатора

    Рис. 4.1. Классификация перенапряжений

    Необходимо знать следующие характеристики перенапряжений: 1. Максимальное значение амплитуды напряжения при перенапря-

    жении U макс или кратность перенапряжений

    2. Длительность воздействия перенапряжения.

    3. Форму кривой перенапряжений (апериодическая, колебательная, высокочастотная и др.).

    4. Широту охвата элементов электрической цепи. п

    Все перечисленные характеристики имеют стохастическую природу и имеют значительный статистический разброс, который обязательно учитывается при расчетах. Для изоляции высоковольтных устройств низких классов напряжения ( U ≤ 220 кВ) наиболее опасными являются грозовые перенапряжения. Их изоляция выдерживает коммутационные перенапряжения любой кратности.

    Для изоляции высоковольтных устройств высоких и сверхвысоких классов напряжения ( U > 330 кВ) наиболее опасными являются коммутационные перенапряжения.

    Поэтому на низких классах напряжения ограничивают специальными устройствами только грозовые перенапряжения, а на высоких классах принудительно ограничивают и внутренние перенапряжения.

    4.2. Внутренние перенапряжения

    Наиболее многообразны внутренние перенапряжения. Причины возникновения внутренних перенапряжений очень разнообразны (отключение линии электропередач, трансформатора и другие переключения; обрывы фаз; КЗ, перекрытие и пробой изоляторов).

    Внутренние перенапряжения вызываются колебаниями энергии, запасенной в элементах сети, или при изменении поступающей энергии от источников энергии (генераторы при изменении первоначальных параметров).

    Элементы электрической сети: источники энергии; накопители энергии (конденсаторы, катушки индуктивности); поглотители энергии (активные сопротивления, корона, проводимость изоляции).

    Внутренние перенапряжения делятся на коммутационные, квазистационарные (установившиеся), стационарные.

    Условно развитие перенапряжения графически представлено на рис. 4.2.

    I стадия – переходный процесс (коммутационные перенапряжения). Длится несколько периодов.

    II стадия – условно установившееся состояние (квазистационарная). Переходный процесс закончился, но параметры цепи другие, поэтому установилось высокое напряжение, а регуляторы напряжения на генераторах еще не успели сработать.

    III стадия – работа регуляторов напряжения у генераторов. Снижение напряжения до нового установившегося рабочего напряжения.

    Увеличение длины и класса напряжения линии приводит к увеличению энергии в элементах сети и, как следствие, к увеличению кратности перенапряжений. В связи с этим для линий класса U > 330 кВ осуществляется принудительное ограничение перенапряжений до уровней:

    Перенапряжения в электрических сетях и защита от них

    По всем вопросам, связанным с работой в системе Science Index, обращайтесь, пожалуйста, в службу поддержки:

    В учебнике рассмотрен комплекс вопросов, связанных с анализом внутренних и

    грозовых перенапряжений, воздействующих на изоляцию электрооборудования,

    воздушных и закрытых электропередач различного конструктивного исполнения и

    назначения. Рассмотрены квазистационарные, феррорезонансные, коммутационные и

    грозовые перенапряжения в электрических сетях различных классов напряжения.

    Приведены методики для инженерной оценки возникающих на изоляции

    электрооборудования перенапряжений и результаты расчетов при компьютерном

    моделировании переходных процессов. Анализ перенапряжений произведен с учетом

    современных концепций оценки грозоупорности объектов электроэнергетики, а также с

    учетом уточненных физико-математических моделей линий электропередач,

    коммутационной и защитной аппаратуры. Сформулированы требования для защиты от

    перенапряжений высоковольтного электрооборудования.

    В учебнике рассмотрен комплекс вопросов, связанных с анализом внутренних и

    грозовых перенапряжений, воздействующих на изоляцию электрооборудования,

    воздушных и закрытых электропередач различного конструктивного исполнения и

    назначения. Рассмотрены квазистационарные, феррорезонансные, коммутационные и

    грозовые перенапряжения в электрических сетях различных классов напряжения.

    Приведены методики для инженерной оценки возникающих на изоляции

    электрооборудования перенапряжений и результаты расчетов при компьютерном

    моделировании переходных процессов. Анализ перенапряжений произведен с учетом

    современных концепций оценки грозоупорности объектов электроэнергетики, а также с

    учетом уточненных физико-математических моделей линий электропередач,

    коммутационной и защитной аппаратуры. Сформулированы требования для защиты от

    перенапряжений высоковольтного электрооборудования. Рассмотрены конструктивные

    особенности, области применения и условия эксплуатации закрытых электропередач

    нового поколения – кабелей с пластмассовой изоляцией и газоизолированных линий,

    Смотрите так же:  Как подключить стабилизатор ресанта

    определяющие характеристики систем защит этих электропередач от перенапряжений.

    Учебник предназначен для студентов бакалаврской, инженерной и магистерских

    подготовок электроэнергетических специальностей вузов. Он расширяет и дополняет

    результаты исследований по защите высоковольтного оборудования от внутренних и

    грозовых перенапряжений в электрических сетях различного назначения.

    Издание может также представлять интерес как для аспирантов

    электроэнергетических специальностей, так и для специалистов, занимающихся

    проектированием и эксплуатацией систем защиты электрических сетей различного

    Кадомская К.П. Перенапряжения в электрических сетях различного назначения и защита от них

    Новосибирск, из-во НГТУ, 2004 г.
    Учебник предназначен для студентов бакалаврской, инженерной и магистерской подготовок электроэнергетических специальностей вузов. Он расширяет и дополняет результаты исследований по защите высоковольтного оборудования от внутренних и
    грозовых перенапряжений в электрических сетях различного назначения.

    Отсутствуют разделы:
    6.1 Классификация электрических сетей
    6.2 Процессы, сопровождающие дуговые замыкания на землю
    6.3 Феррорезонансные процессы, обусловленные насыщением магнитопроводов трансформаторов напряжения

    Смотрите также

    Базуткин В.В., Кадомская К.П., Костенко М.В., Михайлов Ю.А. Перенапряжения в электрических системах и защита от них

    Богатенков И.М., Иманов Г.М., Кизеветтер В.Е. и др. Техника высоких напряжений

    Лопухова Т.В. Типовой расчет по курсу Изоляция и перенапряжения на электрических станциях и подстанциях

    Кафедра электрических станций Казанского государственного энергетического университета, 2003 г. , 22 стр.

    Пособие предназначено для студентов электроэнергетиков, изучающих курс Изоляция и перенапряжения на электрических станциях и подстанциях. Наряду с изложением методики проведения расчета защиты от прямых ударов молни.

    Ройзен О.Г. Техника высоких напряжений. Часть 1

    Иллюстрированное пособие. — М.: Маршрут, 2005. — 39 с.(30)
    Пособие для учащихся специальности 140212 железнодорожных техникумов и колледжей. ТВН преподаётся в 1-ом семестре 3-го курса.

    Перенапряжения.
    Защита от перенапряжения.
    Изоляция распределительных устройств и линий электропередач.
    Изоляция трансфо.

    Ройзен О.Г. Техника высоких напряжений. Часть 2

    Иллюстрированное пособие. — М.: Маршрут, 2005. — 39 с.(30)
    Пособие для учащихся специальности 140212 железнодорожных техникумов и колледжей. ТВН преподаётся в 1-ом семестре 3-го курса.

    Перенапряжения.
    Защита от перенапряжения.
    Изоляция распределительных устройств и линий электропередач.
    Изоляция трансфор.

    Устройства защиты от перенапряжения в электрических сетях

    Автоматические защиты от перенапряжения в сети отлично справляются с задачами быстро снять напряжение с электроприемников уже многие десятилетия. Их по старинке электрики называют «Разрядники».

    Объяснить это можно тем, что первоначальные конструкции использовали принцип разряда через искровой промежуток. Этот термин плавно перешел к последующим устройствам на базе полупроводниковых элементов или металл-оксидных варисторах. Хотя их называют еще «ОПН» или «Ограничители повышенного напряжения».

    Многие ведущие производители бытовой техники встраивают защиту ОПН в свои изделия. Поэтому новые холодильники при созданном критическом режиме электриками просто отключились. Эта функция указывается в паспорте на изделие.

    Перенапряжения чаще всего появляются при грозе, когда молния проникает в электрические сети через протяженные ЛЭП. Не исключен также вариант пробоя изоляции высоковольтного оборудования с проникновением высокого потенциала в низковольтную схему. Для таких случаев защиты систем 0,4 кВ используются трехфазные или однофазные устройства.

    Принципы работы ограничителей перенапряжений 0,4 кВ

    Их подключают между фазным проводом и контуром земли. При обычных условиях эксплуатации сквозь них протекает очень маленький ток с емкостной характеристикой — в доли миллиампер.

    Во время превышения допустимой нормы напряжения происходит пробой на землю с отводом энергии через РЕ-проводник за счет теплового рассеивания. Одна из основных задач надежной работы разрядника — исключение ложных действий от рабочих нагрузок в электросети промышленной частоты.

    Классификация ОПН 0,4 кВ

    Такие устройства выпускаются трех классов: «В», «С», «D». Они работают в комплексе и последовательно снижают уровень опасной энергии.

    Ограничители класса В задействуют на вводах зданий как внутреннюю защиту от молний и перенапряжений от коммутаций силовой распределительной сети, главного распред щита с вводным электросчетчиком.

    ОПН с классом С монтируют в вводных щитах подъездов или этажей для ликвидации перенапряжений, прошедших через устройства класса В.

    Класс D окончательно устраняет последствия аварийного режима в жилом помещении, предохраняет бытовую технику от повреждений. Только комплексное включение дает гарантию защиты.

    Промышленные конструкции разрядников

    Их устанавливают во всех схемах, особенно там, где оборудование размещено на открытом воздухе. Габариты, мощность и величина рабочего напряжения подбираются к конкретным условиям эксплуатации.

    По конструктивному исполнению их подразделяют на:

    газовые с инертными средами;

    вентильные односекционные или из нескольких блоков;

    Разрядники воздушного типа — это полимерная дугогасительная трубка, подвергающаяся термическому разрушению (деструкции). Процесс гашения избыточного потенциала сопровождается большим газовыделением. В их конструкции обычно применяют внутренний и внешние промежутки.

    Принцип работы трубчатого воздушного разрядника:

    Вакуумные разрядники часто делают с дополнительными управляющими электродами: тригитроны имеют один, а крайтроны — два дополнительных контакта для расширения возможностей регулирования. Изготавливают их в разных корпусах.

    Управляемые разрядники, выпущенные предприятиями СССР:

    Газовые разрядники имеют сходное устройство, но у них между внешними электродами закачан инертный газ. Конструкция и рабочие состояния разрядников с инертным газом показаны на картинке.

    Вентильные разрядники состоят из многократно повторяющихся искровых промежутков и последовательно подключенных резисторов — вилитовых дисков, которые надежно герметизируют от атмосферных воздействий. Нелинейная вольтамперная характеристика вилита позволяет пропускать через него большие величины токов при маленьком падении напряжения.

    Такие конструкции не осуществляют выброс газов и пламени в воздух, бесшумны в работе. Их применяют на ответственных объектах.

    Защита фазы шин и ТН-110 посредством ОПН-110 показана на фотографии.

    Размеры и конструкция из трех вентильных разрядников РВС-110 кВ демонстрирует картинка.

    Магнитовентильные разрядники «РВМГ»состоят из последовательных секций вентильных блоков с магнитными искровыми промежутками из постоянных магнитов в фарфоровом цилиндрическом корпусе.

    Высоковольтный промышленный ограничитель перенапряжения типа Siemens 3EL2 на фоне опоры высоковольтной ЛЭП 330 кВ выглядит очень внушительно.

    Перечень типов разрядников и их свойства можно еще продолжать. Таких конструкций разработано много потому, что атмосферные и коммутационные причины возникновения перенапряжений в электрической сети имеют возможность проявиться в любой неблагоприятный момент времени. А последствия от их воздействия и разрушения оборудования — огромны.

    Перенапряжения в сетях 6-10 кВ и защита от них

    Изоляция электроустановок должна надежно работать как при длительно приложенных рабочих (в том числе наибольших рабочих) напряжениях промышленной частоты, так и при возникающих в экс­плуатации кратковременных перенапряжениях грозового или коммута­ционного характера.

    Под перенапряжениями понимают опасные для изоляции электро­установок повышения напряжения. Грозовые перенапряжения возни­кают при прямом ударе молнии в электроустановку (перенапряжения прямого удара), а также при ударе молнии в землю или в предметы и объекты, находящиеся вблизи электроустановки (индуктированные перенапряжения). Коммутационные (внутренние) перенапряжения воз­никают при различного рода коммутациях цепей в нормальных экс­плуатационных условиях, а также при коммутациях, связанных с воз­никновением и ликвидацией аварийных режимов и повреждений в элек­трической системе.

    Внутренние перенапряжения можно подразделить па квазистацио­нарные и коммутационные. Квазистационарные перена­пряжения, существующие продолжительный период времени, могут возникнуть при однофазных замыканиях и при неполнофазных режи­мах в энергосистеме, при работе протяженных электрических линий на холостом ходу, при коротких замыканиях в полуволновых и настроен­ных электрических линиях, а также при возникновении в системе пара ­метрического резонанса или феррорезонанса на основной частоте, выс­ших или низших гармониках. Коммутационные перенапряжения могут возникнуть при включении и отключении электрических линий, транс­форматоров, шунтирующих и дугогасящих реакторов, при возникновении перемежающейся дуги замыкания на землю в системах с незазем­лёнными нейтралями, при коротких замыканиях, коммутациях и при качаниях генераторов электростанций.

    Смотрите так же:  Узо адаптер дпа16 10ма

    Внутреннее перенапряжение характеризуется кратностью

    .

    Грозовые перенапряжения возникают при разрядах молнии. Ток молнии имеет вид униполярного апериодического импульса и характе­ризуется амплитудой , длиной импульса ТИ и средней крутизной фронта импульса, равной

    в качестве расчетных параметров обычно принимают:

    От прямых ударов молнии электроустановки защищают стержне­выми и тросовыми молниеотводами. Здания с хорошо заземленной ме­таллической крышей не требуют защиты молниеотводами.

    Волны грозовых перенапряжений, возникающие во время грозы в электрических линиях, распространяются по сети и воздействуют на изоляцию как самих линий, так и электрооборудования электрических станций и подстанций.

    Защита электроустановок от грозовых перенапряжений осуществ­ляется разрядниками. Простейшим типом разрядника является искро­вой промежуток, состоящий из двух электродов, один из которых подсоединяется к защищаемому объекту, а второй — к заземлителю. Искровой промежуток пробивается при появлении на нем напряжения, превышающего его импульсное разрядное напряжение. Искровой про­межуток срезает волну перенапряжения, проходящую с линии, и тем самым защищает оборудование электроустановки от пробоя или перекры­тия. Однако разрядная характеристика искрового промежутка неста­бильна. Кроме того, срабатывание искрового промежутка приводит к появлению опасного короткого замыкания в сети и, сле­довательно, требует отключения соответствующих элементов электро­установки, что нежелательно. Из-за этого искровые промежутки ис­пользуются ограниченно и только в качестве дополнительных средств защиты изоляции от перенапряжений. Основным же средством защиты от грозовых перенапряжений являются грозозащитные разрядники. В энергосистемах используют разрядники двух типов: трубчатые и вентильные. Трубчатые разрядники устанавливаются на линиях, на подходах к подстанциям и используются для защиты изоляции электрических линий, а также в качестве дополнительных средств защиты подстанционной изоляции. Вентильные разрядники являются более совершенными, но и более дорогими аппаратами. Они используются для защиты подстанционной изоляции и устанавливаются: на сборных шинах электроустановок, если к этим шинам подключены воздушные электрические линии; на выводах высшего и среднего напряжения автотрансформаторов; в це­пях силовых трансформаторов и отдельных линий, если разрядники, ус­тановленные на шинах, не обеспечивают должной защиты оборудования.

    Трубчатый разрядник состоит из газогенерирующей трубки из фибры (у разрядников типа РТ) или винипласта (у разрядников типа РТВ), внутреннего дугогасящего промежутка. При срабатывании разрядник пропускает не только импульсный ток перенапряжения, но и сопровождающий ток промышленной частоты. Разрядник должен быть способен погасить дугу во внутреннем промежутке при прохождении сопровождающего тока через нуль. Недостатком трубчатых разрядников является наличие нижнего и верхнего пределов допустимого сопровождающего тока, ограничивающих область надежного гашения дуги.

    Вентильные разрядники имеют многократный искро­вой промежуток и включенный последовательно с ним резистор из вилита или тервита с нелинейной рабочей характеристикой, помещен­ный в герметизированный фарфоровый цилиндр.

    Согласно ГОСТ разрядники по назначению разделяют на четыре группы: I (тяжелого режима) – для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений; II, III, IV (легкого режима) — в основном для защиты от грозовых перенапряжений.

    Защита электроустановок от внутренних перенапряжений осуществляется с использованием различных методов и средств. Прежде все­го стараются ограничить значение внутренних перенапряжений. Это мо­жет быть достигнуто: схемными мероприятиями (режим нейтралей, использование блочных схем без выключателей на стороне высшего на­пряжения, ограничение минимального числа генераторов, постоянно подключенных к сети, установка реакторов поперечной компенсации и т. п.); внедрением устройств релейной защиты и автоматики, ограни­чивающих как значение, так и длительность перенапряжений; установ­кой в выключателях резисторов, шунтирующих контакты, что приводит к ограничению внутренних перенапряжений при переход­ных процессах. Для защиты электроустановок от внутренних перена­пряжений при переходных процессах используют также вентильные разрядники. Условия работы таких разрядников (обычно их называют коммутационными) существенно отличаются от условий работы грозозащитных разрядников. Коммутационные разрядники должны длительно пропускать и затем обрывать токи примерно 1,5 кА при перенапряже­ниях установившегося режима (1,5-2) Грозозащитные разряд­ники должны быть способны пропустить кратковременный большой импульсный ток и погасить дугу сопровождающего тока при напряже­ниях в сети (1,2-1,3) .

    Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной защиты электроустановок от грозовых перенапряжений. К грозозащитному заземлению относятся заземления стержневых и тросовых молниеотводов, металлических и железобетонных опор электрических линий и порталов распределительных устройств, заземления искровых промежутков и разрядников.

    Согласно ПУЭ сопротивление заземляющих устройств, Ом, должно быть:

    а) в электроустановках напряжением выше 1 кВ сетей с эффектив­ным заземлением нейтрали

    б) в электроустановках напряжением выше 1 кВ сетей с незаземленной или резонансно-заземленной нейтралью

    но не более 10 Ом; здесь — ток замыкания на землю, А. Если заземляющее устройство одновременно используется также для установок до I кВ, то

    в) в электроустановках до I кВ с глухим заземлением нейтрали суммарное сопротивление заземляющего устройства, к которому при­соединены нейтрали генераторов или трансформаторов, должно быть не более 2, 4 и 8 Ом в сетях соответственно 660, 380 и 220 В, причем сопротивление заземлителя, расположенного вблизи нейтрали генера­тора или трансформатора, должно быть соответственно не более 15, 30 и 60 Ом. Для воздушных линий этих напряжений аналогичные па­раметры должны быть не более 5, 10, 20 Ом и 15, 30, 60 Ом;

    г) в электроустановках до 1 кВ с незаземленной нейтралью сопро­тивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. При единичной или суммарной мощности генераторов и трансформаторов се­ти не более 100 кВА сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом.

    studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

    Похожие статьи:

    • Отличие провода пунп от ввг Чем отличается ВВГ от ПУНП? Чем отличается ВВГ от ПУНП? Вроде сечение одинаковое, изоляция двойная. Можно ли проводку делать ПУНПом, если она заштукатуривается? Сырьём для ПВХ, методикой испытаний. Этот кабель выпускается по ГОСТ, а […]
    • Можно ли подключить узо без заземления Подключение УЗО без заземления Специальные устройства защитного отключения (УЗО) рекомендуют устанавливать там, где существует высокая вероятность поражения током. Задачей устройства является оперативное отключение всего электрического […]
    • Заземление гру Заземление гру п. 2.2.19 ПБ 12-529-03: 2.2.19. Надземные газопроводы при пересечении высоковольтных линий электропередачи, должны иметь защитные устройства, предотвращающее падение на газопровод электропроводов в случае их обрыва. […]
    • Как подсоединить провода к лампочке Как правильно подключить патрон для лампочки к проводам. Такая казалось бы простая и незамысловатая процедура, как подключение патрона для лампочки, имеет свои нюансы, не всегда знакомые для людей далеких от электричества. Да что […]
    • Заземление этажного щита Этажный щиток. Заземление. дом 9-ти этажный, 7-ми подъездный, 87 года выпуска (сделан из блок-комнат). 2 ввода. от ТП идет два кабеля 4-х жильного. щитки на этажах на 4-ре квартиры. к этажным щиткам идет 4 кабеля: 3 фазы, ноль. в этижном […]
    • Электро провода марки Как правильно выбрать электрический кабель или провода для электропроводки дома, гаража или квартиры. Любая замена или ремонт электропроводки начинается с покупки электрического кабеля! В своей практике Я столкнулся с тем, что люди при […]