ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 4691
Скачиваний: 1
327
ЗАЩИТА ОТ ГРОЗОВЫХ
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
4.2.133.
Защита от грозовых перенапряжений РУ и ПС осуществляется:
от прямых ударов молнии — стержневыми и тросовыми молниеотводами;
от набегающих волн с отходящих линий — молниеотводами от прямых ударов молнии на опреде-
ленной длине этих линий защитными аппаратами, устанавливаемыми на подходах и в РУ, к которым
относятся разрядники вентильные (РВ), ограничители перенапряжений (ОПН), разрядники трубчатые
(РТ) и защитные искровые промежутки (ИП).
Ограничители перенапряжений, остающиеся напряжения которых при номинальном разрядном токе
не более чем на 10% ниже остающегося напряжения РВ или среднего пробивного напряжения РТ или
ИП, называются далее соответствующими.
4.2.134.
Открытые РУ и ПС 20—750 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии. Выполнение защи-
ты от прямых ударов молнии не требуется для ПС 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью
1,6 МВ
•
А и менее независимо от количества таких трансформаторов и от числа грозовых часов в году,
для всех ОРУ ПС 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20, а также для ОРУ
и ПС 220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли в грозовой сезон
более 2000 Ом
•
м при числе грозовых часов в году не более 20.
Здания закрытых РУ и ПС следует защищать от прямых ударов молнии в районах с числом грозо-
вых часов в году более 20.
Защиту зданий закрытых РУ и ПС, имеющих металлические покрытия кровли, следует выполнять
заземлением этих покрытий. При наличии железобетонной кровли и непрерывной электрической связи
отдельных ее элементов защита выполняется заземлением ее арматуры.
Защиту зданий закрытых РУ и ПС, крыша которых не имеет металлических или железобетонных
покрытий с непрерывной электрической связью отдельных ее элементов, следует выполнять стержне-
выми молниеотводами либо укладкой молниеприемной сетки непосредственно на крыше зданий.
При установке стержневых молниеотводов на защищаемом здании от каждого молниеотвода долж-
но быть проложено не менее двух токоотводов по противоположным сторонам здания.
Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром 6—8 мм и уло-
жена на кровлю непосредственно или под слой негорючих утеплителя, или гидроизоляции. Сетка должна
иметь ячейки площадью не более 150 м
2
(например, ячейка 12
×
12 м). Узлы сетки должны быть соеди-
нены сваркой. Токоотводы, соединяющие молниеприемную сетку с заземляющим устройством, долж-
ны быть проложены не реже чем через каждые 25 м по периметру здания.
В качестве токоотводов следует использовать металлические и железобетонные (при наличии хотя
бы части ненапряженной арматуры) конструкции зданий. При этом должна быть обеспечена непрерыв-
ная электрическая связь от молниеприемника до заземлителя. Металлические элементы здания (трубы,
вентиляционные устройства и пр.) следует соединять с металлической кровлей или молниеприемной
сеткой.
При расчете числа обратных перекрытий на опоре следует учитывать увеличение индуктивности
опоры пропорционально отношению расстояния по токоотводу от опоры до заземления к расстоянию
от заземления до верха опоры.
При вводе в закрытые РУ и ПС ВЛ через проходные изоляторы, расположенные на расстоянии
менее 10 м от токопроводов и других связанных с ним токоведущих частей, указанные вводы долж-
ны быть защищены РВ или соответствующими ОПН. При присоединении к магистралям заземле-
ния ПС на расстоянии менее 15 м от силовых трансформаторов необходимо выполнение условий
4.2.136.
Для расположенных на территории ПС электролизных зданий, помещений для хранения баллонов
с водородом и установок с ресиверами водорода молниеприемная сетка должна иметь ячейки пло-
щадью не более 36 м
2
(например, 6
×
6 м).
Защита зданий и сооружений, в том числе взрывоопасных и пожароопасных, а также труб, располо-
женных на территории электростанции, осуществляется в соответствии с технической документацией,
утвержденной в установленном порядке.
4.2.135.
Защита ОРУ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии должна быть выполнена отдельно стоящими или
установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защит-
ное действие высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ, прожекторные
мачты, радиомачты и т.п.).
На конструкциях ОРУ 110 кВ и выше стержневые молниеотводы могут устанавливаться при экви-
валентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон: до 1000 Ом
•
м — независимо от площади
328
заземляющего устройства ПС; более 1000 до 2000 Ом
•
м — при площади заземляющего устройства
ПС 10000 м
2
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 конту-
ра ПС, более 500 Ом
•
м — при площади заземляющего контура ПС 10000 м
2
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 м на каждом направлении, на расстоянии не менее длины электрода от места присоединения к ма-
гистрали заземления стойки с молниеотводом.
Если зоны защиты стержневых молниеотводов не закрывают всю территорию ОРУ, дополнительно
используют тросовые молниеотводы, расположенные над ошиновкой.
Гирлянды подвесной изоляции на порталах ОРУ 20 и 35 кВ с тросовыми или стержневыми молние-
отводами, а также на концевых опорах ВЛ должны иметь следующее количество изоляторов:
1) на порталах ОРУ с молниеотводами:
не менее шести изоляторов при расположении вентильных разрядников или соответствующих им
по уровню остающихся напряжений ОПН не далее 15 м по магистралям заземляющего устройства от
места присоединения к нему;
не менее семи изоляторов в остальных случаях;
2) на концевых опорах:
не менее семи изоляторов при подсоединении к порталам троса ПС;
не менее восьми изоляторов, если трос не заходит на конструкции ПС и при установке на концевой
опоре стержневого молниеотвода.
Число изоляторов на ОРУ 20 и 35 кВ и концевых опорах должно быть увеличено, если это требует-
ся по условиям гл. 1.9.
При установке молниеотводов на концевых опорах ВЛ 110 кВ и выше специальных требований
к выполнению гирлянд изоляторов не предъявляется. Установка молниеотводов на концевых опорах
ВЛ 3—20 кВ не допускается.
Расстояние по воздуху от конструкций ОРУ, на которых установлены молниеотводы, до токоведу-
щих частей должно быть не менее длины гирлянды.
Место присоединения конструкции со стержневым или тросовым молниеотводом к заземляющему
устройству ПС должно быть расположено на расстоянии не менее 15 м по магистралям заземления от
места присоединения к нему трансформаторов (реакторов) и конструкций КРУН 6—10 кВ.
Расстояние в земле между точкой заземления молниеотвода и точкой заземления нейтрали или бака
трансформатора должно быть не менее 3 м.
4.2.136.
На трансформаторных порталах, порталах шунтирующих реакторов и конструкциях ОРУ, удаленных
от трансформаторов или реакторов по магистралям заземления на расстоянии менее 15 м, молниеотво-
ды могут устанавливаться при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон не бо-
лее 350 Ом
•
м и при соблюдении следующих условий:
1) непосредственно на всех выводах обмоток 3—35 кВ трансформаторов или на расстоянии не бо-
лее 5 м от них по ошиновке, включая ответвления к защитным аппаратам, должны быть установлены
соответствующие ОПН 3—35 кВ или РВ;
2) должно быть обеспечено растекание тока молнии от стойки конструкции с молниеотводом по
трем-четырем направлениям с углом не менее 90° между ними;
3) на каждом направлении, на расстоянии 3—5 м от стойки с молниеотводом, должно быть установ-
лено по одному вертикальному электроду длиной 5 м;
4) на ПС с высшим напряжением 20 и 35 кВ при установке молниеотвода на трансформаторном
портале сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом без учета заземлителей,
расположенных вне контура заземления ОРУ;
5) заземляющие проводники РВ или ОПН и силовых трансформаторов рекомендуется присоеди-
нять к заземляющему устройству ПС поблизости один от другого или выполнять их так, чтобы место
присоединения РВ или ОПН к заземляющему устройству находилось между точками присоединения
заземляющих проводников портала с молниеотводом и трансформатора. Заземляющие проводники из-
мерительных трансформаторов тока необходимо присоединить к заземляющему устройству РУ в наи-
более удаленных от заземления РВ или ОПН местах.
4.2.137.
Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допуска-
ется или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими
329
молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при им-
пульсном токе 60 кА.
Расстояние
S
3
S
S
, м, между обособленным заземлителем молниеотвода и заземляющим устройством
ОРУ (ПС) должно быть равным (но не менее 3 м):
S
3
S
S
> 0,2
R
u
,
где
R
u
— импульсное сопротивление заземления, Ом, отдельно стоящего молниеотвода.
Расстояние по воздуху
S
в.о
, м, от отдельностоящего молниеотвода с обособленным заземлителем до
токоведущих частей, заземленных конструкций и оборудования ОРУ (ПС) должно быть равным (но не
менее 5 м):
S
в.о
> 0,12
R
u
+ 0,1
H
,
H
H
где
Н —
высота рассматриваемой точки на токоведущей части или оборудовании над уровнем земли, м.
Заземлители отдельно стоящих молниеотводов в ОРУ могут быть присоединены к заземляющему
устройству ОРУ (ПС) при соблюдении указанных в 4.2.135 условий установки молниеотводов на
конструкциях ОРУ. Место присоединения заземлителя отдельно стоящего молниеотвода к за-
земляющему устройству ПС должно быть удалено по магистралям заземления на расстояние не
менее 15 м от места присоединения к нему трансформатора (реактора). В месте присоединения
заземлителя отдельно стоящего молниеотвода к заземляющему устройству ОРУ 35—150 кВ магист-
рали заземления должны быть выполнены по двум-трем направлениям с углом не менее 90° между
ними.
Заземлители молниеотводов, установленных на прожекторных мачтах, должны быть присоеди-
нены к заземляющему устройству ПС. В случае несоблюдения условий, указанных в 4.2.135, до-
полнительно к общим требованиям присоединения заземлителей отдельно стоящих молниеотво-
дов должны быть соблюдены следующие требования:
1) в радиусе 5 м от молниеотвода следует установить три вертикальных электрода длиной
3—5 м;
2) если расстояние по магистрали заземления от места присоединения заземлителя молниеот-
вода к заземляющему устройству до места присоединения к нему трансформатора (реактора) пре-
вышает 15 м, но менее 40 м, то на выводах обмоток напряжением до 35 кВ трансформатора должны
быть установлены РВ или ОПН.
Расстояние по воздуху
S
в.с
отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель которого соединен с за-
земляющим устройством ОРУ (ПС), до токоведущих частей должно составлять:
S
в.с
>
0,1
H
+
H
m
,
где
H
— высота токоведущих частей над уровнем земли, м;
H
m
— длина гирлянды изоляторов, м.
4.2.138.
Тросовые молниеотводы ВЛ 110 кВ и выше, как правило, следует присоединять к заземленным конст-
рукциям ОРУ (ПС).
От стоек конструкций ОРУ 110—220 кВ, к которым присоединены тросовые молниеотводы, долж-
ны быть выполнены магистрали заземления не менее чем по двум-трем направлениям с углом не менее
90° между ними.
Тросовые молниеотводы, защищающие подходы ВЛ 35 кВ, разрешается присоединять к зазем-
ленным конструкциям ОРУ при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон: до
750 Ом
•
м — независимо от площади заземляющего контура ПС; более 750 Ом
•
м — при площади
заземляющего контура ПС 10000 м
2
и более.
От стоек конструкций ОРУ 35 кВ, к которым присоединены тросовые молниеотводы, магистрали
заземления должны быть выполнены не менее чем по двум-трем направлениям с углом не менее 90°
между ними. Кроме того, на каждом направлении должно быть установлено по одному вертикальному
электроду длиной 3—5 м на расстоянии не менее 5 м.
Сопротивление заземлителей ближайших к ОРУ опор ВЛ напряжением 35 кВ не должно превы-
шать 10 Ом.
Тросовые молниеотводы на подходах ВЛ 35 кВ к тем ОРУ, к которым не допускается их присо-
единение, должно заканчиваться на ближайшей к ОРУ опоре. Первый от ОРУ бестросовый пролет
этих ВЛ должен быть защищен стержневыми молниеотводами, устанавливаемыми на ПС, опорах ВЛ
или около ВЛ.
Гирлянды изоляторов на порталах ОРУ 35 кВ и на концевых опорах ВЛ 35 кВ следует выбирать
в соответствии с 4.2.135.
330
4.2.139.
Устройство и защита подходов ВЛ к ОРУ и ПС должны отвечать требованиям, приведенным в 4.2.138,
4.2.142—4.2.146, 4.2.153—4.2.157.
4.2.140.
Не допускается установка молниеотводов на конструкциях:
трансформаторов, к которым открытыми токопроводами присоединены вращающиеся машины;
опор открытых токопроводов, если к ним присоединены вращающиеся машины.
Порталы трансформаторов и опоры открытых токопроводов, связанных с вращающимися машина-
ми, должны входить в зоны защиты отдельно стоящих или установленных на других конструкциях
молниеотводов.
Указанные требования относятся и к случаям соединения открытых токопроводов с шинами РУ,
к которым присоединены вращающиеся машины.
4.2.141.
При использовании прожекторных мачт в качестве молниеотводов электропроводку к ним на участке
от точки выхода из кабельного сооружения до мачты и далее по ней следует выполнять кабелями с ме-
таллической оболочкой либо кабелями без металлической оболочкой в трубах. Около конструкции
с молниеотводом эти кабели должны быть проложены непосредственно в земле на протяжении не ме-
нее 10 м.
В месте ввода кабелей в кабельное сооружение металлическая оболочка кабелей, броня и металли-
ческая труба должны быть соединены с заземляющим устройством ПС.
4.2.142.
Защита ВЛ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии на подходах к РУ (ПС) должна быть выполнена
тросовыми молниеотводами в соответствии с табл. 4.2.8.
На каждой опоре подхода, за исключением случаев, предусмотренных в 2.5.122, трос должен быть
присоединен к заземлителю опоры.
Допускается увеличение по сравнению с приведенными в табл. 4.2.8 сопротивлений заземляющих
устройств опор на подходах ВЛ 35 кВ и выше к ПС при числе грозовых часов в году не менее 20 —
в 1,5 раза; менее 10 — в 3 раза.
Если выполнение заземлителей с требуемыми сопротивлениями заземления оказывается невозмож-
ным, должны быть применены горизонтальные заземлители, прокладываемые вдоль оси ВЛ от опоры
к опоре (заземлители-противовесы) и соединяемые с заземлителями опор.
В особо гололедных районах и в районах с эквивалентным удельным сопротивлением земли более
1000 Ом
•
м допускается выполнение защиты подходов ВЛ к РУ (ПС) отдельно стоящими стержневы-
ми молниеотводами, сопротивление заземлителей которых не нормируется.
Таблица 4.2.8. Защита ВЛ от прямых ударов молнии на подходах
к РУ и подстанциям
Номи-
Подходы ВЛ на опорах с гори-
Подходы ВЛ на опорах с него-
Наибольшее допустимое сопро-
нальное на-
зонтальным расположением
ризонтальным расположением
тивление заземляющего устрой-
пряжение
проводов
проводов
ства опор, Ом, при эквивалент-
ВЛ, кВ
ном удельном сопротивлении
земли, Ом
•
м**
Длина за-
Число
Защитный
Длина за-
Кол-во
Защитный
До 100
Более 100
Более 500
щищенно-
тросов,
угол тро-
щищенно-
тросов,
угол тро-
до 500
го подхо-
шт.
са, град.
го подхо-
шт.
са, град.
да, км*
да, км*
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
35
1—2
2
30
1—2
1—2
30
10
15
20
110
1—3
2
20***
1—3
1—2
20***
10
15
20****
150
2—3
2
20***
2—3
1—2
20***
10
15
20****
220
2—3
2
20
2—3
2
20***
10
15
20****
330
2—4
2
20
2—4
2
20
10
15
20****
500
3—4
2
25
—
—
—
10
15
20****
750
4—5
2
20—22
—
—
—
10
15
20****
* Выбор длины защищаемого подхода производится с учетом табл. 4.2.10—4.2.13.
** На подходах ВЛ 110—330 кВ с двухцепными опорами заземляющие устройства опор рекомендуется вы-
полнять с сопротивлением вдвое меньшим указанного в табл. 4.2.8.
*** На железобетонных опорах допускается угол защиты до 30°.
331
**** Для опор с горизонтальным расположением проводов, устанавливаемых в земле с эквивалентным удель-
ным сопротивлением более 1000 Ом
•
м, допускается сопротивление заземляющего устройства 30 Ом.
4.2.143.
В районах, имеющих не более 60 грозовых часов в году, допускается не выполнять защиту тросом
подхода ВЛ 35 кВ к ПС 35 кВ с двумя трансформаторами мощностью до 1,6 МВ
•
А каждый или
с одним трансформатором мощностью до 1,6 МВ
•
А и наличием резервного питания.
При этом опоры подхода ВЛ к ПС на длине не менее 0,5 км должны иметь заземлители с сопротив-
лением, указанным в табл. 4.2.8. При выполнении ВЛ на деревянных опорах, кроме того, требуется на
подходе длиной 0,5 км присоединять крепления изоляторов к заземлителю опор и устанавливать комп-
лект трубчатых разрядников на первой опоре подхода со стороны ВЛ. Расстояние между РВ или соот-
ветствующими ОПН и трансформатором должно быть не более 10 м.
При отсутствии резервного питания на ПС с одним трансформатором мощностью до 1,6 MB
•
А
подходы ВЛ 35 кВ к ПС должны быть защищены тросом на длине не менее 0,5 км.
4.2.144.
На первой опоре подхода ВЛ 35—220 кВ к ПС, считая со стороны линии, должен быть установлен
комплект трубчатых разрядников (РТ1) или соответствующих защитных аппаратов в следующих
случаях:
1) линия по всей длине, включая подход, построена на деревянных опорах;
2) линия построена на деревянных опорах, подход линии — на металлических или железобетонных
опорах;
3) на подходах ВЛ 35 кВ на деревянных опорах к ПС 35 кВ, защита выполняется в соответствии
с 4.2.155.
Установка РТ1 в начале подходов ВЛ, построенных по всей длине на металлических или железобе-
тонных опорах, не требуется.
Сопротивления заземляющего устройства опор с трубчатыми разрядниками должны быть не более
10 Ом при удельном сопротивлении земли не выше 1000 Ом
•
м и не более 15 Ом при более высоком
удельном сопротивлении. На деревянных опорах заземляющие спуски от этих аппаратов должны быть
проложены по двум стойкам или с двух сторон одной стойки.
На ВЛ 35—110 кВ, которые имеют защиту тросом не по всей длине и в грозовой сезон могут быть
длительно отключены с одной стороны, как правило, следует устанавливать комплект трубчатых раз-
рядников (РТ2) или соответствующих защитных аппаратов на входных порталах или на первой от ПС
опоре того конца ВЛ, который может быть отключен. При наличии на отключенном конце ВЛ транс-
форматоров напряжения вместо РТ2 должны быть установлены РВ или соответствующие ОПН.
Расстояние от РТ2 до отключенного конца линии (аппарата) должно быть не более 60 м для ВЛ
110 кВ и не более 40 м для ВЛ 35 кВ.
4.2.145.
На ВЛ, работающих на пониженном относительно класса изоляции напряжении, на первой опоре защи-
щенного подхода ее к ПС, считая со стороны линии, т.е. на расстоянии от ПС, определяемом табл. 4.2.10—
4.2.12 в зависимости от удаления РВ или ОПН от защищаемого оборудования, должны быть установлены
РТ или ИП класса напряжения, соответствующего рабочему напряжению линии.
Допускается устанавливать защитные промежутки или шунтировать перемычками часть изолято-
ров в гирляндах на нескольких смежных опорах (при отсутствии загрязнения изоляции промышленны-
ми, солончаковыми, морскими и другими уносами). Число изоляторов в гирляндах, оставшихся неза-
шунтированными, должно соответствовать рабочему напряжению.
На ВЛ с изоляцией, усиленной по условию загрязнения атмосферы, если начало защищенного под-
хода к ПС в соответствии с табл. 4.2.10—4.2.12 находится в зоне усиленной изоляции, на первой опоре
защищенного подхода должен устанавливаться комплект защитных аппаратов, соответствующих рабо-
чему напряжению ВЛ.
4.2.146.
Трубчатые разрядники должны быть выбраны по току КЗ в соответствии со следующими требова-
ниями:
1) для сетей до 35 кВ верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен быть не
менее наибольшего действующего значения тока трехфазного КЗ в данной точке сети (с учетом апери-
одической составляющей), а нижний предел — не более наименьшего возможного в данной точке сети
значения установившегося (без учета апериодической составляющей) тока двухфазного КЗ;
2) для сетей 110 кВ и выше верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен
быть не менее наибольшего возможного эффективного значения тока однофазного или трехфазного КЗ
в данной точке сети (с учетом апериодической составляющей), а нижний предел — не более наимень-
шего возможного в данной точке сети значения установившегося (без учета апериодической составля-