ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 160
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Зоны защиты молниеотводов
Стержневые молниеотводы
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h150 м представляет собой круговой конус (рис.6.4) с вершиной на высоте h0h, сечение которого на высоте hx имеет радиус rx.
Рис. 6.4 Сечение зоны защиты стержневого молниеотвода
Граница зоны защиты находится по формулам (все размеры в метрах).
Зона защиты двух стержневых молниеотводов находящихся вблизи друг от друга, расширяется по сравнению с зонами отдельных молниеотводов. Возникает дополнительный объем зоны защиты, обусловленный совместным действием двух молниеотводов (рис.6.5)
Рис. 6.5 Зона защиты двойного стержневого молниеотводаНесколько близко расположенных молниеотводов образуют «многократный» молниеотвод. Его зона защиты определяется зонами защиты ближайших молниеотводов.
Тросовые молниеотводы
Для защиты протяженных объектов тросовые молниеотводы натягивают над защищаемым объектом и заземляют на опорах. Тросовые молниеотводы используются в основном для защиты проводов ВЛ. В связи с этим пользуются не зонами защиты, а углами защиты, т. е. углами между вертикальной линией, перпендикулярной тросу, и линией, соединяющей провод и трос.
Грозозащита подстанций, кроме защиты от прямых ударов молнии, должна включать в себя следующие виды защит:
1)от перекрытий при ударах молнии в заземленные конструкции подстанций, т. е. от обратных перекрытий с заземленных элементов на токоведущие части оборудования;
2)от волн, приходящих с линии.
-
Защитные разрядники. Защитные промежутки. Ограничители перенапряжений.
Принцип действия защитного аппарата состоит в том, что он предотвращает появление на электроустановке импульсов перенапряжений, опасных для ее изоляции, и не препятствует работе электроустановки при рабочем напряжении.
Простейшим защитным устройством является искровом промежуток, включенный параллельно изоляционной конструкции. Для предупреждения перекрытия или пробоя изоляции вольт-секундная характеристика защитного искрового промежутка ПЗ с учетом разброса должна в идеальном случае лежать ниже вольт-секундной характеристики защищаемой изоляции (рис. 22.1). При выполнении этого требования появление опасных для изоляции электроустановок
перенапряжений невозможно, так как при набегании импульса напряжения Uпад происходит пробои ПЗ с последующим резким падением («срезом») напряжения. Вслед за импульсным током через защитный промежуток по ионизированному пути устремляется ток, обусловленный напряжением промышленной частоты, — сопровождающий ток. Если электроустановка работает в сети с заземленной нейтралью или если пробои ПЗ произошел в двух или трех фазах, то дуга сопровождающего тока может не погаснуть и импульсный пробой переходит в устойчивое короткое замыкание, которое вызывает аварийное отключение электроустановки. Чтобы этого избе жать, следует обеспечить гашение дуги сопровождающего тока.
З
ащитные аппараты, обеспечивающие не только защиту изоляции от перенапряжений, но и гашение дуги сопровождающего тока в течение времени меньшего, чем время действия релейной защиты, получили название защитных разрядников. Устройства, которые обеспечивают не только защиту изоляции от перенапряжений но и гашения дуги называются защитными разрядниками или защитный промежуток.Имеются два различных способа гашения дуги: в трубчатых разрядниках гашение происходит в результате интенсивного продольного дутья, в вентильных разрядниках — благодаря снижению значения сопровождающего тока с помощью сопротивления, включенного последовательно с искровым промежутком.
ЗАЩИТНЫЕ ПРОМЕЖУТКИ
Конструктивно защитные промежутки выполняются в виде стержневых электродов, создающих резконеодпородное поле. Для таких электродов характерно значительное возрастание разрядного напряжения при малых временах, что не всегда позволяет осуществлять координацию вольт-секупдиых характеристик изоляции и защитных промежутков во всем диапазоне предразрядпых времен. Как видно из рис. 22.1, при малых временах изоляция может оказаться незащищенной.
Переход импульсного тока при пробое ПЗ в устойчивую дугу может сопровождаться аварийным отключением электроустановки или участка электрической сети. Для повышения надежности электроснабжения желательно ПЗ устанавливать лишь на тех участках сети
, которые оборудованы устройствами автоматического повторного включения (АПВ).
Простота и дешевизна стержневых промежутков определяют их широкое применение, особенно в сетях низших классов напряжения. На линиях электропередачи высокого и сверхвысокого напряжении принимаются специальные меры но ограничению внутренних перенапряжений, поэтому стержневые промежутки могут на них применяться в качестве координирующих, т.е. для ограничения максимального значения набегающего на подстанцию импульса напряжения и тока через вентильные разрядники при грозовых перенапряжениях.
Трубчатый разрядник
Принципиальная схема устройства и включения трубчатого разрядника (РТ) показана на рис. 22.2. Основу разрядника составляет трубка из газогенерирующего материала 1, Один конец трубки заглушён металлической крышкой, на которой укреплен внутренний стержневой электрод 2. На открытом конце трубки расположен другой электрод в виде кольца 3. Промежуток l1 между стержневым и кольцевым электродами называется внутренним, или дугогася-шим, промежутком. Трубка отделяется от провода фазы внешним искрозым промежутком l2, иначе газогенерирующин материал трубки постоянно разлагался бы под действием токов утечки.
Защитное действие трубчатого разрядника характеризуется его вольт-секундной характеристикой и сопротивлением заземления. Вольт-секундyая характеристика определяет напряжение срабатывания разрядника, а сопротивление заземления — остающееся на разряднике после его срабатывания импульсное напряжение. Вольт-секундная характеристика зависит от длины внешнего и внутреннего промежутков разрядника и имеет вид, характерный для промежутков с резконеоднородным полем.
Д
лина внешнего искрового промежутка выбирается по условиям защиты изоляции и может регулироваться в определенных пределах. Длина внутреннего искрового промежутка устанавливается в соответствии с дугогасящи-ми свойствами разрядника и регулированию не подлежит.При возникновении импульса перенапряжения оба промежутка пробиваются, и импульсный ток отводится в землю. После окончания импульса через разрядник продолжает проходить сопровождающий ток, и искровой разряд переходит в дуговой. Под действием высокой температуры дуги переменного тока в трубке происходит интенсивное выделение газа и давление сильно увеличивается. Газы, устремляясь к открытому концу трубки, создают продольное дутье, в результате чего дуга гасится при первом же прохождении тока через нулевое значение. При работе разрядника слышен звук, напоминающий выстрел, и из трубки выбрасываются раскаленные газы.
Величина внешнего искрового промежутка выбирается по условию защиты изоляции и может регулироваться в определенных пределах. А величина внутреннего искрового промежутка устанавливается в соответствии с дугогасящими свойствами разрядника и регулированию не подлежит. Для успешного гашения дуги необходимо достаточно интенсивное генерирование газа в трубке, которое зависит от величины проходящего тока. В связи с этим имеется нижний предел токов, которые надежно отключаются трубчатым разрядником. При больших токах слишком интенсивное газообразование может привести к разрыву трубки или срыву наконечников. Поэтому для трубчатых разрядников устанавливают верхний и нижний предел отключаемых токов, значение которых зависит от размеров внутреннего канала разрядника. Изменение внутреннего промежутка и диаметра канала позволяет выпускать трубчатые разрядники с разными пределами отключаемых токов. Выпускаются трубчатые разрядники типа РТ, РТФ, (с фибробакелитовыми трубками), РТВ (с трубками из винипласта) и РТВУ (винипластовые усиленные).
Вентильный разрядник.
Для защиты изоляции электрооборудования подстанций применяются вентильные разрядники (РВ) и нелинейные ограничители напряжения (ОПН). В соответствии с защитными характеристиками этих аппаратов устанавливаются уровни изоляции трансформаторов и аппаратов подстанций.
Основными элементами вентильного разрядника являются многократный искровой промежуток и соединенный последовательно с ним резистор с нелинейной вольт-амперной характеристикой (рис. 22.4). При воздействии па РВ импульса грозового перенапряжения пробивается искровой промежуток (ИП) и через разрядник проходит импульсный ток, создающий падение напряжения на сопротивлении резистора. Благодаря нелинейной вольт-амперной характеристике это падение напряжения мало меняется при существенном изменении импульсного тока (рис. 22.5).
Одной из основных характеристик разрядника является остающееся напряжение разрядника Uост. , т.е. напряжение при определенном токе, который называется током координации. Uпр.и. и близкой к нему Uост. должны быть на 20-25% ниже разрядного напряжения изоляции.
После окончания процесса ограничения перенапряжения через разрядник продолжает проход
ить ток, определяемый рабочим напряжением. Этот ток называется сопровождающим током. Сопротивление нелинейного резистора разрядника резко возрастает при малых по сравнению с перенапряжениями рабочих напряжений, сопровождающий ток существенно ограничивается, и при переходе тока через нулевое значение дуга в искровом промежутке гаснет. Наибольшее напряжение промышленной частоты на вентильном разряднике, при котором надежно обрывается проходящий через него ток, называется напряжением гашенияUгаш.Нелинейные резисторы вентильных разрядников выполняются в виде дисков, состоящих из карборундового порошка и связующего материала. В настоящее время применяют диски из велита и тервита. В качестве связи применяют жидкое стекло. Свойства материала резко меняет свое сопротивление в зависимости от напряжения, обеспечивая пропускание очень больших токов при высоких напряжениях и весьма малых – при пониженных напряжениях, называют «вентильными». Отсюда и название разрядника.
Рис. 14.9. Конструкция вентильного разрядника.
Работа вентильного разрядника начинается с пробоя ИП и заканчивается гашением дуги сопровождающего тока. Простейший единичный промежуток состоит (рис.14.10) из двух латунных электродов 1, разделенных миканитовой шайбой 2. При приложении к промежутку 3 напряжения в воздушных прослойках происходит пробой. Гашение сопровождающего тока простейшими ИП основано на естественном восстановлении электрической прочности между холодными электродами.
В
ентильные разрядники состоят из основных частей (рис.14.9): фарфорового цилиндра 1, искровых промежутков 2, вилитовых дисков 3, пружины 4 и крышки 5.Рис. 14.10. Конструкция искрового промежутка вентильного разряда.
Вентильные разрядники по защитным свойствам делятся наIVгруппы.Iгруппа – серии РВТ (токоограничивающие) и РВРД (с растягивающейся дугой),IIгруппа – серии РВМ (магнитный), РВМГ (магнитный газоразрядной), РВМК-П (магнитный комбинированный с повышенным напряжением),IIIгруппа – серии РВС (станционный) иIVгруппа – серии РВП (подстанционный).
ОПН
В ограничителях перенапряжений (ОПН — ограничитель перенапряжений нелинейный) в силу очень большой нелинейности характеристики резистора сопровождающий ток при рабочем напряжении имеет значение долей миллиампера, что безопасно для защитного аппарата и не создает заметных потерь энергии. Поэтому ОПН выполняются без искровых промежутков. Имеют малые габариты. При перенапряжении рассивается много тепла, следовательно они могут перегреваться и разрушаться, поэтому его нельзя часто включать.