ДП_Миненок (999221), страница 20

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

Из таблицы Б.3 следует, что основными результатами воздействия окружающей среды на СИП могут быть: механическая перегрузка, растрескивание изоляции, увлажнение и окисление изоляции, которые приводят к изменению физико-химических свойств полимера и проводника и механическому повреждению проводБ.

Таблица Б.3 - Основные повреждения за счет воздействия внешних факторов

Факторы окружающей среды	Основные результаты воздействия	Типичные виды отказов
Повышенная температур	Термическое старение: окисление, растрескивание, химические реакции.	Нарушение целостности изоляции, механические повреждения, увеличенное механическое напряжение.
Высокая относительная влажность	Адсорбция и абсорбция влаги. Увеличение проводимости, химические реакции. Снижение механической прочности.	Физико-механическое разрушение изоляции.
Солнечная радиация	Химические, физические и фотохимическиереакции. Поверхностное разрушение. Нагрев, тепловые и механические напряжения.	Нарушение целостности изоляции.
Дождь.	Абсорбция воды. Увеличение проводимости. Эрозия.	Поверхностное растрескивание, электрическое повреждение.
Вибрация. Одиночное или многократные удары.	Механическое напряжение	Механическое повреждение, повышенный износ подвижных элементов
Коррозионная атмосферБ.	Поверхностное разрушение. Увеличение проводимости изоляции, увеличение контактного сопротивления	Повышенный износ, механическое и электрическое повреждение
Снег и леБ.	Механическая перегрузка, отрыв изоляции от проводникБ.	Механическое разрушение.
Ветер.	Механическое давление на провоБ. Вибрация и усталостные явления.	Механическое повреждение.

При переходе от ВЛ к ВЛИ с СИП, благодаря физико-химическим свойствам СИП, представляется, что группа отказов ВЛИ в процессе эксплуатации практически будет отсутствовать Это подтверждается результатами эксплуатации ВЛИ 6( 10) кВ. Для внедрения рядом отечественных и зарубежных фирм предлагается различная номенклатура изолированных и неизолированных проводов, параметры которых указываются в соответствии с национальными стандартами производителей. Различия конструкций, приводимых параметров и методов их определения затрудняют их, сопоставление и выбор в соответствии с требованиями стандартов РФ.

На рисунке Б.Б. приведены сравнительные данные по частотным отказов на 100 км воздушных линий электропередач с изолированными (СИП) и неизолированными проводами в энергосистемах Финляндии и ОАО «Ленэнерго». Как следует из рисунка частота отказов в энергосистемах Финляндии ниже, что объясняется более высоким качеством проектирования, изготовления и монтажа воздушных линий 6(10) кВ Применение изолированных проводов (СИП) в энергосистемах Финляндии позволило в 5 раз снизить частоту отказов

Рисунок Б.3 - Частота отказов воздушных линий

с «голыми» и изолированными проводами

Б.1.2 Грозопоражаемостъ ВЛ 6 (10) кВ с изолированными и голыми проводами.

Прямой удар молнии в ВЛ явление крайне редкое, т.к. она экранируется лесом, застройкой, трубами, высоковольтными линиями 110 кВ и выше. При прямом ударе молнии в провода линии или в опору неизбежны очень серьезные повреждения: пережог провода, повреждение изоляции, элементов опоры и ее заземления (параметры молнии, амплитуда перенапряжений - тысячи кВ, а ток - сотни кА). При грозе наиболее вероятно наведенное перенапряжение на проводах линии при грозовых разрядах на землю вблизи ВЛ. Разность потенциалов между проводом и траверсой опоры приведет к перекрытию на траверсу. Импульсный наведенный ток при прохождении через сопротивление опор и заземлителя вызывает на элементах опоры очень высокий потенциал, который приведет к обратному перекрытию с опоры на другую фазу. Все это происходит практически мгновенно (мкс), образуя столь сильно ионизированную зону вблизи изоляторов, что неизбежен переход импульсного фазного замыкания в межфазное. По ионизированному пути импульсного разряда загорится силовая дуга рабочего напряжения линии. При устойчивом горении этой дуги линия будет отключена релейной защитой (через доли секунды).

При импульсном перекрытии ВЛ 6(10) кВ (мкс) импульсная дуга свободно передвигается по проводу, обжигая провод, зажимы, изоляторы и элементы опор. При горении силовой дуги возможно оплавление металлических деталей, арматуры, пережог проводов в подвесных зажимах, сильные ожоги, растрескивание глазури изоляторов вплоть до их разрушения

При грозовых разрядах в землю вблизи ВЛИ 6(10) кВ на СИП возникают индуктированные перенапряжения Импульсный наведенный ток при прохождении через сопротивление опоры и заземлителя может вызвать на элементах высокий потенциал, который приведет к обратному перекрытию на другую фазу с повреждением изоляции провода По ионизированному пути импульсного разряда может возникнуть дуга рабочего напряжения При устойчивом горении этой дуги линия будет отключена релейной защитой

Условия перехода импульсного перекрытия в устойчивую дугу для ВЛИ вероятно те же, что и в случае с традиционными проводами ВЛ. Основными факторами, определяющими возможность устойчивого горения дуги, является соотношение рабочего и безопасного градиентов напряжения вдоль перекрытия, а также скорость восстановления напряжения Безопасный градиент напряжения, при котором вероятность перехода импульсивного покрытия в силовую дугу очень мала и устанавливается экспериментальным путем.

Характер повреждений ВЛИ 6(10) кВ с СИП:

• при импульсном перекрытии дуга прожигает изоляцию провода и произойдет перекрытие изолятора ВЛИ на траверсу,

• при опоре металлической или железобетонной импульсный ток может создать на элементах опоры напряжение, достаточное для обратного перекрытия с опоры на другую фазу с прожогом изоляции провода,

• при деревянной опоре перекрытие практически маловероятно.

Возникновение силовой дуги и условия ее устойчивого горения определяет характер повреждения ВЛИ при СИП дуга будет поддерживаться локально до срабатывания защиты, до отключения, возможно до повреждения провода, растрескивания изолятора, оплавления или пережога арматуры.

В соответствии с «Правилами устройства электроуставок» [2] грозозащита воздушных линий 6(10) кВ не предусматривается. Однако в таких странах, как Финляндия, Франция, Швеция, Норвегия, США и Япония грозозащита ВЛ/ВЛИ 6(10) кВ экономически оправдана и выполняется на участках линии или всей длине в зависимости от требования потребителей и надежности электроснабжения. В России с 1996 г в соответствии с «Правилами устройства опытно-промышленных воздушных линий электропередачи напряжением 6-20кВ с проводами «SAX» (М АО «РОСЭП», 1996 ) на ВЛИ 6(10) кВ должны быть установлены устройства защиты проводов от грозовых перенапряжений:

• в зонах со среднегодовым числом грозовых часов не менее 40 при прохождении ВЛИ по открытой и высокой местности,

• при прохождении ВЛИ вдоль дорог и спортивных трасс, в местах пересечений с ними,

• в населенной местности,

• грозозащита подходов ВЛИ к подстанциям должна выполняться в соответствии с ПУЭ [2].

В последние годы была разработана система грозозащиты воздушных линий (ВЛИ) 6-10 кВ длинно-искровыми разрядниками (РДИ). Принцип действия РДИ состоит в том, что за счет использования эффекта скользящего разряда обеспечивается весьма длинный путь перекрытия по поверхности РДИ. Благодаря большой длине пути перекрытия исключается переход импульсного разряда в силовую дугу тока промышленной частоты. Разряд происходит вне аппарата и не представляет для него опасности. Данная система грозозащиты в 2000 г. одобрена научно-техническим советом РАО ЕЭС и рекомендована к применению в энергосистемах. Целесообразно доработать и распространить систему грозозащиты при помощи РДИ на класс напряжения 35 кВ и выше. Предварительные проработки показывают перспективность такой системы, особенно для регионов с высоким удельным сопротивлением грунтБ.

После грозового перекрытия изоляции может установиться силовая дуга промышленной частоты, но процесс этот вероятностный и дуга устанавливается не в каждом случае перекрытия изоляции. Физические закономерности, связанные с переходом импульсного перекрытия в силовую дугу, исследовались в разных лабораториях мирБ. Установлено, что при заданном номинальном напряжении вероятность возникновения дуги приблизительно обратно пропорциональна длине пути перекрытия. Поэтому за счет увеличения длины перекрытия можно снизить вероятность установления силовой дуги и, следовательно, сократить число отключений линий. Новый способ грозозащиты позволяет реализовать этот принцип за счет использования специальных длинно-искровых разрядников (РДИ).

Разрядный элемент РДИ, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, превышающую в несколько раз длину импульсного перекрытия защищаемого изолятора линии. Конструктивные особенности разрядника обеспечивают его более низкое разрядное напряжение при грозовом импульсе по сравнению с разрядным напряжением защищаемой изоляции. Главной особенностью длинно искрового разрядника является то, что вследствие большой длины грозового перекрытия вероятность установления дуги КЗ практически сводится к нулю.

Конструкция РДИ (Рисунок Б.5) включает в себя согнутый петлей изолированный металлический стержень при помощи зажима прикреплен к штырю изоляторБ.

В средней части петли поверх изоляции установлена металлическая трубка, причем между трубкой и проводом линии должен быть воздушный промежуток. Потенциал петли и опоры одинаков, между металлической трубкой и металлической жилой петли относительно большая емкость. Из-за этого все перенапряжение, приложенное между проводом и опорой, оказывается приложенным между проводом и трубкой. При значительном перенапряжении искровой промежуток пробивается, и перенапряжение прикладывается между трубкой и металлической жилой петли к её изоляции.

Под действием перенапряжения с трубки вдоль поверхности петли, по одному или по обоим ее плечам, развивается скользящий разряБ. Он развивается до тех пор, пока не замкнётся на узле крепления, гальванически связанном с опорой. Благодаря большой длине перекрытия по поверхности петли импульсное перекрытие не переходит в силовую дугу промышленной частоты.

Рисунок Б.4 - Конструктивный эскиз петлевого

длинно искрового разрядника, установленного на опоре

Вследствие эффекта скользящего разряда вольт секундная характеристика разрядника расположена ниже, чем изолятора, т.е. при воздействии грозового перенапряжения разрядник перекрывается, а изолятор нет. Естественно что длинно искровые разрядники петлевого типа служат для защиты линий 6-10 кВ как с неизолированными, так и с изолированными проводами. В последнем случае на изолированный провод устанавливается прокусывающий зажим, а искровой воздушный промежуток образуется между металлической трубкой и зажимом.

Разрядники предназначены для защиты ВЛИ 6-10 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений, которые являются наиболее частыми на линиях такого классБ. Такие перенапряжения составляют от 70% (при прохождении трассы линии по открытому полю) до 100% (при прохождении трассы линии в лесу) от общего числа опасных для изоляции грозовых перенапряжений.

При однофазных замыканиях на землю ток не превышает 10 А, и петлевой разрядник с общей длиной перекрытия 80см надежно исключает установление силовой дуги.

Для ограничения тока двухфазного 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.Б. (рисунок Б.5).

Рисунок Б.5 - Схема установки разрядников на линии

При индуктированном грозовом перенапряжении срабатывают разрядники, установленные на разных фазах разных опор. В этом случае в контур протекания тока замыкания включаются два сопротивления заземления Rз (Рисунок Б.5), и ток ограничивается до необходимой величины.

Из вышеизложенного следует, что особенно эффективно применять РДИ петлевого типа для предотвращения пережога проводов и отключения ВЛ с изолированными проводами.

Характеристики

Список файлов ВКР