ДИПЛОМ_Бриллиантов (1226788), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Общее число грозовых отключений ВЛ составит:
Удельное число перенапряжений на 100 км линий и 100 ч грозовой деятельности в зависимости от амплитуды 
определяем по формуле (4.19)
Из расчетов видно, что при грозовой деятельности в 50 часов число грозовых отключений линии электропередачи от прямых ударов молнии больше, чем от индуктированных перенапряжений.
4.4 Мероприятия по повышению грозоупорности ВЛ
ВЛ на железобетонных опорах имеют очень низкий уровень грозоупорности из-за малой электрической прочности штыревых изоляторов и высокой вероятности возникновения к.з. после импульсного перекрытия. Кроме того, с большей вероятностью изоляция этих ВЛ перекрывается от индуктированных перенапряжений при близких ударах молнии в землю. Для улучшения эксплуатационных показателей этих ВЛ необходимо повысить электрическую прочность изоляции.
В качестве мероприятий по повышению грозоупорности ВЛ могут использоваться изоляционные траверсы для крепления нижних проводов.
4.5 Виды РДИ, конструктивные особенности
4.5.1 Принцип действия
При ударе молнии в линию или вблизи нее на проводах линии возникает грозовое перенапряжение, под воздействием которого изоляция линии может перекрыться.
После грозового перекрытия изоляции вероятность установления силовой дуги главным образом зависит от средней напряженности электрического поля, создаваемой рабочим напряжением линии на канале перекрытия.
Принцип работы разрядника основан на использовании эффекта скользящего разряда, который обеспечивает большую длину импульсного перекрытия по поверхности разрядника, и предотвращении за счет этого перехода импульсного перекрытия в силовую дугу тока промышленной частоты. Разрядный элемент РДИ, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, в несколько раз превышающую длину защищаемого изолятора линии. Конструкция разрядника обеспечивает его более низкую импульсную электрическую прочность по сравнению с защищаемой изоляцией. Главной особенностью длинно-искрового разрядника является то, что вследствие большой длины импульсного грозового перекрытии вероятность установления дуги короткого замыкания сводится к нулю.
Длинно-искровые разрядники основаны на эффекте скользящего разряда. Упрощенная эквивалентная схема скользящего разряда по поверхности твердого диэлектрика приведена на рисунке 4.4.
1- электрод, находящийся под потенциалом U; 2- электрод, находящийся под потенциалом 0; 3- проводящая подложка, находящаяся под потенциалом 0; 4- твердая изоляция; 5- канал разряда
Рисунок 4.4 -Эквивалентная схема скользящего разряда:
Электроды 7 и 2, между которыми развивается разряд, расположены на поверхности твердого диэлектрика 4. К электроду L прикладывается импульс высокого напряжения U, а электрод 2 заземляется, то есть имеет потенциал 0. На противоположной поверхности твердого диэлектрика 4 расположена проводящая подложка 3, гальванически связанная с электродом 4. Таким образом, напряжение U, приложенное между электродами 1 и 2, воздействует также на электроды 1 и 3. Вследствие малой толщины диэлектрика наличие подложки 3 обеспечивает весьма высокие значения напряженности электрического поля на поверхности электрода L (особенно на его кромках) при относительно небольшом напряжении U. При достижении начальной напряженности коронного разряда с электрода 1 начинает развиваться скользящий разряд. Фактически наличие электрода 2 слабо влияет на величину напряженности электрического поля на поверхности электрода L и, соответственно, на напряжение коронного разряда. Канал разряда 5 обладает распределенной емкостью С относительно подложки 3. [34]
Ток, проходящий через основание канала разряда, является током переноса электронов и ионов в канале, однако в диэлектрике он продолжается емкостным током и равен ему по величине. Ток, протекающий через канал, его разогревает, что приводит к термической ионизации газа в канале и к падению сопротивления канала. Вследствие этого потенциал электрода L выносится на конец канала разряда, где увеличивается напряженность электрического поля и происходит дальнейшее образование лавин электронов и стримеров с конца канала разряда. Падение напряжения на канале скользящего разряда невелико, поэтому длина его резко увеличивается с ростом напряжения и процесс завершается полным перекрытием промежутка.
Чем больше ток в канале разряда, тем выше проводимость канала и потенциал на его конце, следовательно, длиннее скользящий разряд и ниже напряжение перекрытия. Ток, в свою очередь, определяется емкостью канала разряда по отношению к противоположному электроду. Поэтому чем больше емкость, тем ниже должно быть разрядное напряжение при неизменном расстоянии между электродами по поверхности диэлектрика. Таким образом, разрядное напряжение может быть связано с емкостью канала разряда по отношению к противоположному электроду.
Следует особо отметить слабую зависимость разрядного напряжения от расстояния между электродами, то есть весьма большое расстояние может быть перекрыто скользящим разрядом при относительно небольшом напряжении. Этот эффект скользящего разряда используется в длинно-искровых разрядниках. При воздействии импульса перенапряжения достаточной величины на изоляцию провода возможен либо пробой твердой изоляции, либо скользящий разряд по ее поверхности. Были исследованы различные виды изоляции: наилучшие результаты получены для изоляции, выполненной из полиэтилена.
Весьма длинные промежутки (5 м и более) по поверхности проводов перекрываются при относительно низком напряжении. Разрядные напряжения при отрицательной полярности импульса существенно ниже, чем при положительной. Чем тоньше слой изоляции, тем ниже разрядные напряжения, а также напряжения пробоя изоляции. Разрядные напряжения по поверхности изолированного провода должны быть ниже, чем пробивное напряжение изоляции. Таким образом, толщина изоляции должна быть скоординирована с необходимой длиной перекрытия РДИ.
4.5.2 Петлевой разрядник РДИП-10-IV-УХЛ1
Длинно-искровые разрядники петлевого типа служат для защиты ВЛ 6-10 кВ с неизолированными и с защищенными проводами. В последнем случае на защищенный провод устанавливается прокалывающий зажим, а воздушный промежуток образуется между металлической трубкой и прокалывающим зажимом.
Разрядники предназначены для защиты ВЛ 6-10 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений, которые составляют от 70% (при прохождении ВЛ по открытому полю) до 100% (при прохождении ВЛ в лесу) от общего числа грозовых перенапряжений.
При однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ) ток не превышает 10-20 А, и петлевой разрядник с общей длиной перекрытия 80 см исключает возникновение силовой дуги.
Для ограничения тока 2-фазного замыкания на землю целесообразно устанавливать по одному разряднику на опору с чередованием фаз, например, на первой опоре разрядник устанавливается на фазу А, на второй - на фазу В, на третьей - на фазу С и т.д. (Рисунок 4.5).
Индуктированное на линии грозовое перенапряжение приводит к перекрытию разрядников на разных фазах соседних опор и образованию контура междуфазного замыкания сопровождающего тока на напряжение промышленной частоты. В этот контур включены сопротивления заземления опор Rз (Рисунок 4.5), которые ограничивают токи замыкания, способствуя их гашению и предотвращению отключения ВЛ. Таким образом, увеличение сопротивлений заземления опор при рассматриваемой системе защиты от грозовых перенапряжений является благоприятным фактором.
Основные технические характеристики РДИП-10-IV-УХЛ1 ОАО "НПО Стример" приведены в таблице 4.4. Конструкция узла крепления РДИП позволяет устанавливать его на штырь или крюк изолятора ВЛ и на другие элементы арматуры с защищенными и неизолированными проводами (приложение Г).
Длинно-искровые разрядники:
- предотвращают пережог проводов (как и "дугозащитные рога");
- исключают дуговые замыкания и отключения линии, возникающие вследствие индуктированных грозовых перенапряжений.[5]
Рисунок4.5- Схема установки разрядников на линии
Разрядный элемент РДИ, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, в несколько раз превышающую длину импульсного перекрытия защищаемого изолятора линии. Конструктивные особенности разрядника обеспечивают более низкое разрядное напряжение при грозовом импульсе по сравнению с разрядным напряжением защищаемой изоляции. Главной особенностью РДИ является то, что вследствие большой длины грозового перекрытия вероятность установления дуги короткого замыкания практически сводится к нулю.
Таблица 4.2 -Технические характеристики РДИП-10-IV-УХЛ1
| Класс напряжения, кВ | 10 |
| Длина перекрытия по поверхности, см | 78 |
| Размер внешнего искрового промежутка, см | 2-4 |
| 50% импульсное пробивное напряжение, кВ, не более | 110 |
| Напряжение координации с изолятором ШФ10-Г, кВ* | 300 |
| Выдерживаемое напряжение коммутационного импульса, кВ | 300 |
| Выдерживаемое напряжение промышленной частоты, кВ: | |
| в сухом состоянии | 42 |
| под дождем | 28 |
| Ток гашения дуги при номинальном напряжении, А | 200 |
| Выдерживаемый импульсный ток 8-20 мкс, кА | 40 |
| * Наибольшее напряжение при стандартной форме импульса 1,2/50 мкс, при котором обеспечивается защита разрядником изолятора, называется "напряжением координации". | |
4.5.3 РДИ шлейфового типа (РДИШ-10)
Разрядник предназначен для защиты ВЛ напряжением 6, 10 кВ трехфазного переменного тока с защищенными и неизолированными проводами от индуктированных грозовых перенапряжений и их последствий.
Конструкция РДИШ-10 показана на рисунке приложения Д. Основным элементом разрядника является отрезок специального кабеля с алюминиевой монолитной жилой диаметром 9 мм и трехслойной изоляцией из сшитого полиэтилена (ПЭ) общей толщиной около 4 мм. Прилегающий к жиле слой выполнен из проводящего ПЭ, средний слой из чисто изоляционного ПЭ, а наружный слой - из светостабилизированного трекингостойкого ПЭ. На одном из плечей отрезка кабеля установлены промежуточные кольцевые электроды, обеспечивающие разбиение канала перекрытия на отдельные отрезки. Кабель снабжен алюминиевыми оконцевателями, через которые жила кабеля выступает за пределы изоляции. Разрядник крепится к проводу за эти выпуски с использованием зажимов. В средней части кабеля установлена металлическая трубка, за которую, посредством скобы и обвязки вязальной проволокой, осуществляется крепеж разрядника к изолятору. К штырю этого же изолятора, напротив металлической трубки, устанавливается стержневой электрод для обеспечения необходимого искрового промежутка.[34]
Технические характеристики разрядника приведены в таблице 4.3
Таблица4.3 -Технические характеристики РДИШ-10-IV-УХЛ1
| Класс напряжения, кВ | 10 |
| Длина перекрытия по поверхности, см | 80 |
| Размер внешнего искрового промежутка, см | 2-4 |
| 50% импульсное пробивное напряжение, кВ, не более | 110 |
| Напряжение координации с изолятором ШФ10-Г, кВ* | 300 |
| Выдерживаемое напряжение коммутационного импульса, кВ | 90 |
| Выдерживаемое напряжение промышленной частоты, кВ: | |
| в сухом состоянии | 42 |
| под дождем | 28 |
| Ток гашения дуги при номинальном напряжении, А | 200 |
| Выдерживаемый импульсный ток 8-20 мкс, кА | 40 |
| * Наибольшее напряжение при стандартной форме импульса 1,2/50 мкс, при котором обеспечивается защита разрядником изолятора, называется "напряжением координации". | |
Шлейфовые разрядники РДИШ-10 могут применяться вместо петлевых в тех случаях, когда необходимо осуществлять двойное крепление проводов (см. Д 190401.021.007)
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
