Координация изоляции

Изоляция нового оборудования на заводе-изготовителе подвергается испытаниям повышенным напряжением. Совокупность испытательных напряжений, которым подвергается изоляция нового оборудования, принято называть уровнем изоляции оборудования; минимальным уровнем изоляции называют совокупность испытательных напряжений, которыми испытывается изоляция периодически в процессе эксплуатации.

Выбор изоляции оборудования производят с учетом характеристик защитных разрядников и других применяемых способов ограничения перенапряжений.

Под координацией изоляции понимается установление и поддержание в эксплуатации необходимого соотношения между уровнем изоляции и воздействующими на нее напряжениями. На изоляцию воздействует прежде всего рабочее напряжение.

Для сетей до 35 кВ, работающих с изолированной или резонансно заземленной нейтралью, расчетным рабочим напряжением является наибольшее рабочее линейное напряжение сети. Для оборудования, предназначенного для работы в сетях с эффективно заземленной нейтралью, за расчетное рабочее напряжение принимают наибольшее рабочее фазное напряжение сети. Кроме того, на изоляцию действуют и внутренние перенапряжения.

Расчетные кратности внутренних перенапряжений выбираются в соответствии с применяемыми типами защитного оборудования; в случае применения ОПН расчетные кратности внутренних перенапряжений берут пониженными (табл. 16.1, [1]).

Таблица 16.1 Расчетные кратности k_п внутренних перенапряжений

Воздействие грозовых перенапряжений, отличающихся весьма малыми временами нарастания напряжения, отличается от воздействия внутренних перенапряжений эффектами отражения падающих волн от конца линии с увеличением (до удвоения) амплитуды перенапряжения.

Поскольку защитные элементы устанавливаются на некотором расстоянии от защищаемого оборудования, то при выборе расчетных значений грозовых перенапряжений остающееся напряжение на разряднике или на ОПН (соответствующее току координации) умножают на коэффициент, учитывающий перепад напряжения между разрядником и защищаемым объектом.

Обычно коэффициент принимают равным 1.2 для силовых трансформаторов (разрядники располагают достаточно близко к трансформаторам) и 1.3-1.4 для остального оборудования.

Уровни изоляциивысоковольтного оборудования задаются по ГОСТ 1516.1-76, который устанавливает для каждого класса напряжения испытательные напряжения промышленной частоты и импульсные испытательные напряжения. ГОСТ 1516.2-97 устанавливает методику проведения испытаний.

Для линий электропередачи координация изоляции предусматривает такой ее выбор, при котором обеспечивается весьма малое среднее число перекрытий и требуемый срок службы с учетом загрязнения и увлажнения изоляции. Обычно принимают среднее число перекрытий изоляции для линии типовой длины равным 1 раз в 10 лет.

Для изоляции подстанций в связи с высокой стоимостью оборудования показатель надежности принимается значительно более высоким, примерно один отказ в 50-100 лет.

16.2. Устройства для защиты от перенапряжений

Для защиты линий и оборудования подстанций от перенапряжений используют следующие устройства:

- искровые промежутки, разрядники и ОПН для защиты отдельных точек на линии;

- тросы и заземления опор на линиях;

- роговые разрядники, трубчатые разрядники на контактной сети;

- молниеотводы;

- разрядники и ОПН на подстанциях;

- в отдельных случаях - конденсаторы для снижения грозовых перенапряжений.

Защитное действие тросов и молниеотводов основано на отводе тока молнии от защищаемого оборудования. Остальные защитные устройства выполняют две функции:

- присоединение защищаемой цепи к заземлителю при воздействии перенапряжения (непосредственная защитная функция);

- отключение защищаемой цепи от заземления при окончании действия перенапряжения, что часто связано с отключением возникшего короткого замыкания в защищаемой цепи.