ЗАПИСКА. В настоящее время ускорение научнотехнического прогресса диктует

• Название: В настоящее время ускорение научнотехнического прогресса диктует
• Дата: 05.04.2023
• Размер: 4.88 Mb.
• Имя файла: ЗАПИСКА.doc
• Тип: Документы; #1040179
• страница: 8 из 10

6. Молниезащита понизительной подстанции

При проектировании зданий и сооружений системы электроснабжения необходимо учитывать и предотвращать возможность их поражения ударами молнии. Особенно это относится к открытым электроустановкам.

Молнии характеризуются большим разрушающим действием, объясняемым большими амплитудой, крутизной нарастания и интегралом тока.

В соответствии с Руководящими указаниями по защите электростанций и подстанций 3-500 кВ от прямых ударов молнии (ПУМ) и грозовых волн, набегающих с линий электропередачи, защите подлежат следующие объекты, расположенные на их территории:

а) открытые распределительные устройства (ОРУ), в том числе шинные мосты и гибкие связи, в том числе шинные мосты и гибкие связи;

б) здания машинного зала и закрытые распределительные устройства (ЗРУ);

в) здания маслохозяйства.

ОРУ станций и подстанций защищаются от ПУМ стержневыми молниеотводами и только для протяженных шинных мостов и гибких связей применяются тросовые молниеотводы.

Защита ОРУ осуществляется установкой стержневых молниеотводов на порталах подстанций или устройством отдельно стоящих стержневых молниеотводов со своими обособленными заземлителями.

Молниеотводы, установленные на порталах подстанций, дешевле отдельно стоящих молниеотводов, так как требуют меньше металла на изготовление. Они ближе располагаются к защищаемому оборудованию, поэтому эффективнее используется их защитная зона. Но при поражении портального молниеотвода ударом молнии с большой амплитудой и крутизной фронта импульса тока на молниеотводе и на портале значительно возрастает напряжение. Это напряжение может оказаться достаточным, чтобы вызвать «обратное» перекрытие изоляции ОРУ с заземленных элементов на токоведущие части подстанции.
Порядок расчета стержневых молниеотводов:

h_а ≥ Д/8·p,

h=h_а + h_х – полная высота молниеотвода,

где h_а – активная высота молниеотвода;

h_х1=11,35 м, h_х2=5,5 м – высота защищаемого объекта; р=1 при h ≤ 30 м,

Д=59 м – большая диагональ четырехугольника с молниеотводами в его вершинах.

h_а ≥ 59/8·1 = 7,375 м. Принимаю 8,5 м.

h = 11,35 + 8,5 = 19,85 м. Принимаю 20 м.

Высоту молниеотвода от земли выбирают такой, чтобы защищаемые оборудование и конструкции попали в зону защиты молниеотвода, внутри которой с достаточной надежностью (в электроустановках 99,5% – зона защиты типа А) обеспечивалась бы защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии.

Расчетная зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h < 150 м представляет собой конус с высотой

h_о = 0,85h;

h_о = 0,85·20= 17 м;

и радиусами на уровне земли и уровне защищаемого оборудования

r_о = (1,1 – 0,002h)h;

r_х = (1,1 – 0,002h)(h – h_х/0,85);

r_о = (1,1 – 0,002·20)·20 = 21,2 м;

r_х1 = (1,1 – 0,002·20)·(20 – 11,35/0,85)= 7,04 м.

r_х2 = (1,1 – 0,002·20)·(20 – 5,5/0,85)= 14,3 м.

Два молниеотвода одинаковой высоты, находящихся друг от друга на расстоянии h1<3h (201=53<3·20=60) образуют общую зону защиты. Зона характеризуется между молниеотводами гребнем в виде ломаной линии; наинизшая точка этого гребня имеет высоту

h_с = h_о – (0,17 + 3·10 ^-4h)(L₁ – h) r_сх = r_о (h_с –h_х)/h_с

r_с = r_о

h_с = 17 – (0,17 + 3·10 ^–4 ·20)(53 – 20) = 11,72 м

r_сх1 = 21,2 (11,72 – 11,35) / 11,72 = 0,67 м

r_сх2 = 21,2 (11,72 – 6) / 11,72 = 10,3 м

r_с = 21,2 м

h1<3h (201=26<3·20=60)

h_с = 17 – (0,17 + 3·10 ^–4 ·20)(26 – 20) = 15,9 м

r_сх1 = 21,2 (15,9 – 11,35) / 15,9 = 6 м

r_сх2 = 21,2 (15,9 – 6) / 15,9 = 13,2 м


Рисунок 6.1- Схема грозозащиты ОРУ-110кВ.

Молниеотводы состоят из молниеприемника, несущей конструкции, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник непосредственно воспринимает прямой удар молнии. Поэтому он должен надежно противостоять механическим и тепловым воздействиям тока и высокотемпературного канала молнии. Молниеприемники изготовляются из прокатной стали любого профиля сечением не менее 100 мм² , при длине не более 2,5 м. Несущая конструкция несет на себе молниеприемник и токоотвод, объединяет все элементы молниеотвода в единую, жесткую, механически прочную конструкцию. В энергетике получили широкое распространение конструкции молниеотводов с деревянными, железобетонными и металлическими опорами.

Токоотвод соединяет молниеприемник с заземлителем и предназначен для пропускания тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Поэтому он рассчитывается на тепловые и электродинамические воздействия, связанные с прохождением по нему тока молнии. Токоотводы у молниеотводов с деревянными опорами изготовляются различного профиля с сечением, рассчитанным для прохождения полного тока молнии. Рекомендуется брать круглую сталь диаметром не менее 6 мм², угловую сталь сечением не менее 48 мм² и толщиной стенки 4 мм.

Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю. Исходя из требований грозоупорности ЭУ, сопротивления заземлителей не должны превосходить 10-15 Ом.

Соединение отдельных частей токоотвода между собой, с молниеприемником и с заземлителем производится при помощи сварки. Для предохранения от коррозии токоотводы окрашиваются.