Рекомендуемые способы грозозащиты линий

Линии напряжением 220 кВ и выше в подавляющем большинстве случаев сооружаются на металлических или железобетонных опорах и защищаются тросами по всей длине. Тросы подвешиваются на линейных изоляторах, что позволяет уменьшить токи однофазного кз, а также использовать тросы дополнительно к их основному назначению для релейной защиты и связи, электроснабжения ремонтных бригад и монтерских пунктов, плавки гололеда. Изоляторы шунтируются искровыми промежутками, которые пробиваются уже во время лидерной стадии грозового разряда или непосредственно после удара молнии; таким образом, тросы переводятся в режим заземления.

Одноцепные линии имеют удельное число отключений около 0,1—0,2 при сопротивлении заземления 10 Ом, что обеспечивает достаточно надежную работу этих линий. Двухцепные линии при том же сопротивлении заземления имеют число отключений около 1,0 и могут надежно работать только при наличии автоматического повторного включения.

Линии 110 и 150 кВ на металлических и железобетонных опорах также рекомендуется защищать тросом по всей длине. Однако в ряде электрических систем имеются одноцепные линии, не защищенные тросами. Такие линии, естественно, отключаются во время гроз более часто, и их нормальная эксплуатация возможна только при наличии АПВ. Следует, однако, иметь в виду, что при большой длине бестросовой линии АПВ будет часто срабатывать; это приведет к необходимости часто производить ревизии выключателей, что для эксплуатации крайне нежелательно.

Линии 110 кВ на деревянных опорах никакой дополнительной грозозащиты не требуют, за исключением подвески тросов на подходах к подстанциям и установки трубчатых разрядников в начале подхода. Если на линии с деревянными опорами некоторые опоры выполнены металлическими или железобетонными (например, угловые или анкерные опоры, опоры, ограничивающие переход через реки и т. д.), то на этих опорах также должны устанавливаться трубчатые разрядники. Необходимость этого мероприятия вызвана тем, что изоляция этих опор имеет электрическую прочность гораздо более низкую, чем изоляция деревянных опор, поэтому она будет перекрываться и приводить к отключению линии даже в тех случаях, когда изоляция деревянных опор останется неперекрытой. Трубчатые разрядники, самостоятельно гася дугу, предупреждают отключение линии.

Линии 35 кВ на металлических опорах обычно не защищаются тросами, поскольку эти линии работают в системе с изолированной нейтралью; такие линии, как было показано выше, имеют относительно небольшое число грозовых отключений, возникающих в результате двухфазных и трехфазных перекрытий.

Линии 35 кВ на деревянных опорах не требуют дополнительных мер грозозащиты. Благодаря меньшим значениям градиента рабочего напряжения вдоль пути перекрытия эти линии имеют даже несколько более высокие показатели, чем линии 110 кВ на деревянных опорах.

Линии 3—10 кВ не требуют особых мероприятий по грозозащите, за исключением установки трубчатых разрядников в местах с ослабленной изоляцией и на подходах к подстанциям. Эти линии выполняются на железобетонных и деревянных опорах. Последние обладают более высокой грозоупорностью за счет использования изоляции дерева. Хотя импульсная электрическая прочность изоляции таких линий сравнительно невысока, однако вероятность перехода импульсных перекрытий в силовую дугу не превышает 0,1. Для защиты опор линий 3—10 кВ, в частности деревянных, от повреждений (расщеплений) при грозовых перекрытиях изоляции применяются защитные металлические спуски, бандажи и скобы.

Тросовые молниеотводы ВЛ 110 кВ и выше, как правило, следует присоединять к заземленным конструкциям ОРУ (ПС). От стоек конструкций ОРУ 110-220 кВ, к которым присоединены тросовые молниеотводы, должны 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 заземленным 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 м²и более.

Тросовые молниеотводы на подходах ВЛ 35 кВ к тем ОРУ, к которым не допускается их присоединение, 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 подвесной изоляции на порталах ОРУ 20 и 35 кВ с тросовыми или стержневыми молниеотводами, а также на концевых опорах ВЛ 35 кВ 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.

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 токоведущих частей должно быть не менее длины гирлянды.

Защита ВЛ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии на подходах к РУ (ПС) должна быть выполнена тросовыми молниеотводами в соответствии с табл. 5.1.

Таблица 5.1

Защита ВЛ от прямых ударов молнии на подходах к РУ и ПС

Номина- льное напря- ние ВЛ, кВ	Подходы ВЛ на опорах с горизонтальным расположением проводов	Подходы ВЛ на опорах с негоризонтальным расположением проводов	Наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства опор, Ом, при эквивалентном удельном сопротивлении земли, Ом·м*
	Длина защищенного подхода, км	Число тросов, шт.	Защитный угол троса, град.	Длина защищенного подхода, км	Кол-во тросов, шт.	Защитный угол троса, град.	До 100	Более 100 до 500	Более 500
	1-2			1-2	1-2
	1-3		20**	1-3	1-2	20**			20***
	2-3		20**	2-3	1-2	20**			20***
	2-3			2-3		20**			20***
	2-4			2-4					20***
	3-4			-	-	-			20***
	4-5		20-22	-	-	-			20***

* На подходах ВЛ 110-330 кВ с двухцепными опорами заземляющие устройства опор рекомендуется выполнять с сопротивлением вдвое меньшим указанного в табл. 5.1.

** На железобетонных опорах допускается угол защиты до 30°.

*** Для опор с горизонтальным расположением проводов, устанавливаемых в земле с эквивалентным удельным сопротивлением более 1000 Ом·м, допускается сопротивление заземляющего устройства 30 Ом.

Допускается увеличение по сравнению с приведенными в табл. 5.1 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 невозможным, 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 стержневыми молниеотводами, сопротивление заземлителей которых не нормируется.

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 сопротивлением, указанным в табл. 5.1. При выполнении ВЛ на деревянных опорах, кроме того, требуется на подходе длиной 0,5 км присоединять крепления изоляторов к заземлителю опор и устанавливать комплект трубчатых разрядников на первой опоре подхода со стороны ВЛ. Расстояние между РВ или соответствующими 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.

На ВЛ 220 кВ с деревянными опорами при отсутствии трубчатых разрядников должны быть заземлены на одной-двух опорах подвески гирлянд, при этом число изоляторов должно быть таким же, как для металлических опор.

На ВЛ с деревянными опорами 3-35 кВ в заземляющих спусках защитных промежутков следует выполнять дополнительные защитные промежутки, установленные на высоте не менее 2,5 м от земли.