Выбор изоляторов для линий и РУ

Число аварийных отключений из-за перекрытия изоляторов при всех видах бездействующих напряже­ний и всех возможных изменениях метеорологических условий должно быть достаточно мало. В связи со случайным характером процессов, приводящих к перекрытиям и аварийным отключениям, задача выбора изоляторов для линий и РУ в полном объеме должна решаться, очевидно, статистическими методами с использованием функции распределения максимальных значений перенапряжений, параметров, характеризующих метеорологические условия, и т. д. Однако опыт проектирования и эксплуатации линий и РУ показы­вает, что определяющим является условие выбора изоляторов по рабочему напряжению. Число же отключений при перенапряжениях либо оказывается незначительным, либо его целесообразнее огра­ничивать до приемлемых значений с помощью средств грозозащиты, дугогасящих аппаратов, АПВ и др.

Условие отсутствия перекрытия изолятора при рабочем напря­жении U_раб может быть записано . в следующем виде:

(11.1)

или

(11.2)

Входящие в (11.2) удельное сопротивлениеr_п и толщина слоя загрязнения D зависят от особенностей источников загрязнения атмосферы и метеорологических условий. Поэтому они изменяются во времени случайным образом. Очевидно, вероятность перекрытия изолятора при рабочем напряжении равна вероятности появления таких условий, при которых r_д и Dпринимают значения, соответ­ствующие нарушению условия (1).

Таким образом, для конкретной местности с определенными метеорологическими условиями, свойствами и интенсивностью за­грязнения атмосферы вероятность перекрытия изолятора и, следова­тельно, среднее число отключений при рабочем напряжении будут зависеть от величины L_эф/U_л.макс=l_э U_л.макс— наибольшее линейное рабочее напряжение. Величина l_э получила название удельной длины пути утечки.

Для целей проектирования изоляции воздушных линий и РУ на основании многолетних эксплуатационных данных, относящихся к районам с разными источниками загрязнения и метеоусловиями, установлена система классификации местностей по степени загряз­ненности атмосферы и нормированы минимально допустимые зна­чения l_э, при которых обеспечивается приемлемо малое число отклю­чений под действием рабочего напряжения. Нормированные зна­ченияl_э указаны в табл 1.

Таблица 1. Нормированная удельная эффективная длинна утечки.

Методика определения степени загрязненности атмосферы, учи­тывающая все возможные источники загрязнения — промышленные предприятия, засоленные почвы и засоленные водоемы, подробно изложена в «Руководящих указаниях по выбору и эксплуатации изоляции в районах с загрязненной атмосферой». Первая, наимень­шая степень загрязненности атмосферы соответствует районам с обычными полевыми загрязнениями: леса, тундра, лесотундра, луга, болота; вторая степень — земледельческим районам, в кото­рых применяются химические удобрения, гербициды и другие химические вещества.

Степень загрязненности атмосферы вблизи промышленных пред­приятия устанавливается в зависимости от вида производства и расстояния между источником загрязнений и воздушной линией или открытым РУ. По опасности уносов для внешней изоляции промыш­ленные предприятия подразделяются на группы А, Б, В, Г и Д в по­рядке возрастания опасности. Для отдельных видов предприятий и производств установлены так называемые минимальные защитные интервалы М, т. е. размеры зоны, окружающей предприятие, за пределами которой степень загрязненности атмосферы не превышает 1 и II. Величина М в зависимости от вида и объема производства лежит в пределах от 300 до 9000 м. При расстояниях S от линии или РУ до источника промышленных загрязнений M/3 < S < М для предприятий групп Б—Д загрязненность соответствует III степени; при М/6 < S < М/З— для предприятий В—Д — IV сте­пени и при S < М/6 — V и VI степени.

Степень загрязненности атмосферы вблизи засоленных почв устанавливается с учетом засоленности почвы и подверженности ее эрозии, площади засоленного массива и расстояния от этого массива до линии или открытого РУ. Загрязненность атмосферы в прибреж­ной зоне морей и соленых озер определяется в зависимости от со­лености воды и расстояния от береговой линии.

Как видно из табл. 1, допустимые значения l_э для сетей с изо­лированной нейтралью несколько увеличены. Это связано с возмож­ностью продолжительной работы таких сетей с замыканием одной фазы на землю, когда напряжение на неповрежденных фазах воз­растает до линейного.

В связи с нормированием величины l_э для изоляторов линий и РУ, в том числе и для изоляторов трансформаторов, коммутацион­ных аппаратов и другого высоковольтного оборудования, должно соблюдаться условие

Следовательно, выбор изоляторов и оборудования соответствую­щего класса напряжения для линий и РУ еще не гарантирует на­дежную работу их внешней изоляции. Все оборудование и изоляторы необходимо выбирать также и с учетом условия (11.3) и норм на величинуl_э приведенных в табл. 1.

Применительно к гирляндам изоляторов условие (11.3) означает, что число п изоляторов в гирлянде должно быть

где l_эф — эффективная длина пути утечки одного изолятора.

В соответствии с (11.4) и параметрами стандартных подвесных изоляторов (табл. 1) ПУЭ рекомендованы конкретные числа изоляторов разного типа для воздушных линий и РУ, расположен­ных в районах с обычными полевыми загрязнениями на высоте до 1000 м над уровнем моря. В связи с возможностью повреждения изоляторов в эксплуатации число п изоляторов увеличено против полученного из (11.4): для линий 110—220 кВ — на один, а для линий 330—500 кВ — на два изолятора.

Рекомендуемые ПУЭ числа изоляторов в гирляндах для линий и РУ разных классов напряжения с изоляцией нормального испол­нения приведены в табл. 2. Для районов с другими условиями загрязнения числа изоляторов в гирляндах определяются по (11.4) и нормам на l_э

Таблица 2. Рекомендуемые ПУЭ числа изоляторов в гирляндах для линий и РУ разных классов напряжения с изоляцией нормального испол­нения

Следует отметить, что принятая в настоящее время методика выбора числа изоляторов в гирляндах по условию (3) не исключает проверку электрической прочности гирлянд при перенапряжениях и разных метеорологических условиях. Такая проверка может быть проведена, например, по abU_расч³K_допU_{раб.макс}, где a=0.85-коэффициент учитывающий возможность разброса величин разрядных напряжений; b-коэффициент учитывающий снижение разрядных напряжений при неблагоприятных атмосферных условиях; К_доп. -допустимая кратность внутренних перенапряжений; а также соотношений между мокроразрядным напряжением гирлянды и ее разрядным напряжением при коммутационных импульсах. Она необходима при проектировании линий и РУ, расположенных в районах с чистой атмосферой, для которых число изоляторов в гирляндах, выбранное по рабочему напряжению, может быть уменьшено по сравнению с данными табл. 2. В дальнейшем, видимо, проверка гирлянд по разрядным характеристикам при перенапряжениях окажется необ­ходимой и для районов с другими степенями загрязненности атмо­сферы, так как по мере совершенствования подвесных изоляторов и уменьшения их строительной высоты будут сокращаться и длины гирлянд.