Грозозащита воздушных линий электропередачи

Page 1
background image

Page 2
background image

60

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

60

в

о

з

д

у

ш

н

ы

е

 Л

Э

П

воздушные ЛЭП

В

 

 

последние

 

годы

 

в

 

Рос

-

сийской

 

Федерации

 

для

 

защиты

 

изоляции

 

воздушных

 

линий

 

от

 

грозовых

 

перенапряжений

 

ста

-

ли

 

применяться

 

защитные

 

ап

-

параты

собранные

 

на

 

основе

 

оксидо

-

цинковых

 

варисторов

Необходимость

 

их

 

применения

 

продиктована

 

возрастающими

 

требованиями

 

к

 

качеству

 

переда

-

ваемой

 

энергии

снижению

 

числа

 

отключений

 

ВЛ

 

и

 

перерывов

 

в

 

электроснабжении

.

Следует

 

отметить

что

 

для

 

вы

-

полнения

 

таких

 

ответственных

 

проектов

 

сейчас

 

привлекаются

 

не

 

только

 

зарубежные

но

 

и

 

оте

-

чественные

 

производители

 

за

-

щитных

 

аппаратов

С

 2007 

года

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

» 

выполне

-

ны

 

поставки

 

защитных

 

аппаратов

 

для

 

воздушных

 

линий

 

электропе

-

редачи

 

всех

 

классов

 

напряжения

 

до

 500 

кВ

В

 

данной

 

статье

 

содер

-

жится

 

краткое

 

описание

 

истории

конструкции

 

и

 

опыта

 

эксплуата

-

ции

 

защитных

 

аппаратов

 

на

 

воз

-

душных

 

линиях

 

Российской

 

Феде

-

рации

.

Для

 

защиты

 

изоляции

 

воздуш

-

ных

 

линий

 

электропередачи

 

НПО

 

«

Полимер

-

Аппарат

» 

выпускает

 

два

 

типа

 

аппаратов

линейные

 

ОПН

 

и

 

линейные

 

разрядники

 

типа

 

РВЛ

.

Линейные

 

ОПН

  (

рис

. 1) 

пред

-

ставляют

 

собой

 

полноценные

 

ограничители

 

перенапряжений

 

подвесного

 

исполнения

предна

-

значенные

 

непосредственно

 

для

 

защиты

 

линейной

 

изоляции

Линейные

 

разрядники

 

типа

 

РВЛ

  (

рис

. 2) 

представляют

 

собой

 

ограничители

 

перенапряжений

установленные

 

на

 

траверсах

 

ВЛ

 

и

 

отделённые

 

от

 

фазного

 

провода

 

внешним

 

искровым

 

промежут

-

ком

При

 

этом

 

наличие

 

искрового

 

промежутка

 

позволяет

 

использо

-

вать

 

ОПН

 

с

 

рабочим

 

напряжени

-

ем

 

меньшим

чем

 

напряжение

 

фазного

 

провода

.

Зарубежный

 

опыт

 

грозоза

-

щиты

 

воздушных

 

линий

 

с

 

при

-

менением

 

защитных

 

аппаратов

собранных

 

на

 

основе

 

оксидо

-

цинковых

 

варисторов

 

ОПН

от

-

ражённый

 

в

 

публикациях

мож

-

но

 

трактовать

 

практически

 

в

 

любом

 

свете

В

 

зависимости

 

от

 

мнения

 

автора

 

можно

 

подо

-

брать

 

публикации

 

о

 

преимуще

-

ствах

 

защиты

 

ВЛ

 

с

 

помощью

 

ограничителей

 

перенапряжений

 

с

 

искровым

 

промежутком

 

или

 

без

 

него

Противники

 

указанных

 

систем

 

грозозащиты

 

вообще

 

умудряются

 

найти

 

статьи

 

китай

-

ских

 

специалистов

которые

 

сви

-

детельствуют

 

об

 

отрицательном

 

опыте

 

защиты

 

ВЛ

 

ограничителя

-

ми

 

перенапряжений

Единствен

-

ный

 

критерий

 

оценки

 

системы

 

грозозащиты

 — 

это

 

достигнутый

 

результат

В

 

нашей

 

стране

 

уже

 

есть

 

небольшой

но

 

значимый

 

результат

 

применения

 

защит

-

ных

 

аппаратов

 

на

 

воздушных

 

линиях

И

 

этот

 

результат

 

одно

-

значно

 

положительный

.

Грозозащита воздушных 

линий электропередачи

Рис

. 2. 

Линейный

 

разрядник

 

РВЛ

 220 

кВ

 

производства

 

НПО

 

«

Полимер

-

Аппарат

»

Рис

 1. 

Линейный

 

ограничитель

 

перенапряжений

 

производства

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

» 

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Шепси

 — 

Туапсе

 

ПС

 «

Тяговая

»


Page 3
background image

61

 5 (20), 

сентябрь

октябрь

, 2013

61

В

 

России

 

линейные

 

ОПН

 

впер

-

вые

 

были

 

успешно

 

применены

 

для

 

защиты

 

изоляции

 

ВЛ

 400 

кВ

 

Лин

-

ке

-1/

Линке

-2 

в

 2004 

году

Воздуш

-

ная

 

линия

 400 

кВ

 

Линке

-1/

Линке

-2 

выполнена

 

на

 

двухцепных

 

опорах

На

 

всём

 

протяжении

 

ВЛ

 

установле

-

ны

 

два

 

грозозащитных

 

троса

Линия

 

используется

 

для

 

транзита

 

электро

-

энергии

 

в

 

Финляндскую

 

Республику

Для

 

развязки

 

энергосистем

 

двух

 

го

-

сударств

 

на

 

линии

 

выполнена

 

встав

-

ка

 

постоянного

 

тока

Соответствен

-

но

 

двухцепные

 

отключения

 

данной

 

линии

 

приводят

 

к

 

продолжительным

 

перерывам

 

электроснабжения

что

 

недопустимо

Наличие

 

двух

 

грозозащитных

 

тросов

 

в

 

полной

 

мере

 

обеспечи

-

вало

 

отсутствие

 

непосредственных

 

попаданий

 

молнии

 

в

 

провода

 

ВЛ

Однако

 

в

 

грозовые

 

сезоны

 

проис

-

ходили

 

как

 

одноцепные

так

 

и

 

двух

-

цепные

 

отключения

.

ВЛ

 400 

кВ

 

Линке

-1/

Линке

-2 

про

-

ходит

 

по

 

скальным

 

грунтам

 

Карель

-

ского

 

перешейка

Сопротивления

 

заземления

 

некоторых

 

опор

 

пре

-

вышали

 500 

Ом

При

 

попадании

 

молнии

 

в

 

грозозащитный

 

трос

 

или

 

непосредственно

 

в

 

опору

 

с

 

малым

 

сопротивлением

 

заземления

 

ток

 

молнии

 

по

 

телу

 

опоры

 

стекает

 

в

 

землю

Если

 

сопротивление

 

зазем

-

ления

 

опоры

 

велико

на

 

траверсе

 

может

 

возникнуть

 

потенциал

до

-

статочный

 

для

 

перекрытия

 

линей

-

ной

 

изоляции

Пробой

 

изоляции

 

под

 

воздействием

 

грозовых

 

перенапря

-

жений

 

с

 

большой

 

вероятностью

 

пе

-

реходит

 

в

 

силовую

 

дугу

 

и

 

вызывает

 

отключение

 

воздушной

 

линии

что

 

и

 

происходило

 

регулярно

.

Для

 

предотвращения

 

данных

 

отключений

 (

отключения

 

из

-

за

 «

об

-

ратных

» 

перекрытий

на

 

ВЛ

 

были

 

проведены

 

работы

 

по

 

установке

 

дополнительных

 

заземлителей

На

 

опорах

сопротивление

 

заземления

 

которых

 

не

 

удалось

 

уменьшить

 

до

 

допустимых

 

значений

 

традицион

-

ными

 

методами

были

 

установле

-

ны

 

ограничители

 

перенапряжений

 

параллельно

 

линейной

 

изоляции

При

 

попадании

 

в

 

опору

 

или

 

грозо

-

защитный

 

трос

 

ток

 

молнии

 

не

 

толь

-

ко

 

стекает

 

по

 

телу

 

опоры

 

в

 

землю

но

 

и

 

растекается

 

по

 

фазным

 

про

-

водам

 

через

 

ограничители

 

пере

-

напряжений

При

 

этом

 

перекрытия

 

изоляции

 

и

 

отключения

 

ВЛ

 

не

 

про

-

исходит

.

Положительный

 

опыт

 

эксплуа

-

тации

 

ВЛ

 400 

кВ

 

Линке

-1/

Линке

-2 

(

с

 2004 

года

 

по

 

настоящее

 

время

 

двухцепных

 

отключений

 

ВЛ

 

не

 

про

-

исходило

наглядно

 

показал

 

эффек

-

тивность

 

применения

 

ОПН

 

на

 

воз

-

душных

 

линиях

 

электропередачи

 

при

 

защите

 

от

 «

обратных

 

перекры

-

тий

».

В

 

случае

 

с

  «

обратными

 

пере

-

крытиями

» 

ОПН

 

защищает

 

изоля

-

цию

 

в

 

сочетании

 

с

 

грозозащитным

 

тросом

однако

 

ограничители

 

пере

-

напряжений

 

могут

 

заменить

 

собой

 

и

 

сам

 

грозозащитный

 

трос

В

 

этом

 

случае

 

ОПН

 

устанавливаются

 

на

 

верхние

 

провода

которые

 

и

 

испол

-

няют

 

роль

 

грозозащитного

 

троса

.

Такой

 

способ

 

грозозащиты

 

мо

-

жет

 

применяться

 

на

 

переходных

 

пролётах

 

через

 

водоёмы

 

и

 

другие

 

преграды

 

на

 

рельефе

 

трассы

 

ВЛ

участках

 

ВЛ

 

с

 

ослабленной

 

изоля

-

цией

участках

 

трассы

 

ВЛ

проходя

-

щей

 

через

 

районы

 

с

 

локальной

 

по

-

вышенной

 

грозопоражаемостью

а

 

также

 

в

 

гололёдных

 

районах

То

 

есть

 

в

 

местах

где

 

подвеска

 

грозозащитных

 

тросов

 

нецелесоо

-

бразна

.

Ярким

 

примером

 

применения

 

линейных

 

ОПН

 

вместо

 

грозотроса

 

являются

 

ВЛ

 

Сочинского

 

региона

Первая

 

из

 

реконструируемых

 

ли

-

ний

двухцепная

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Шепси

 — 

Туапсе

 

ПС

  «

Тяговая

», 

проходит

 

вдоль

 

побережья

 

Чёрного

 

моря

 

по

 

отрогам

 

Главного

 

хребта

 

Западно

-

го

 

Кавказа

Длина

 — 10,3 

км

На

 

ВЛ

 

установлены

 

только

 

анкерные

 

опоры

 

в

 

габаритах

 220 

кВ

Длины

 

пролётов

 

до

 360 

м

Разность

 

высот

 

установки

 

соседних

 

опор

 

достигает

 

100 

м

Количество

 

отключений

 

до

 

реконструкции

 

с

 

установленным

 

грозозащитным

 

тросом

 — 2,7 

в

 

год

Из

 

них

 

грозовых

 — 

всего

 0,6 

в

 

год

Основной

 

причиной

 

отключений

 

на

 

данной

 

ВЛ

 

являлись

 

ветровые

 

и

 

гололёдно

-

ветровые

 

нагрузки

за

-

частую

 

связанные

 

с

 

обрывом

 

гро

-

зозащитного

 

троса

После

 

установ

-

ки

 

ОПН

 (2007 

год

производства

 

НПО

  «

Полимер

-

Аппарат

» 

на

 

двух

 

верхних

 

фазах

 (

рис

. 3) 

грозовых

 

от

-

ключений

 

данной

 

ВЛ

 

не

 

происходи

-

ло

При

 

реконструкции

 

ВЛ

 

грозоза

-

щитный

 

трос

 

не

 

монтировался

 

и

соответственно

отключений

свя

-

занных

 

с

 

его

 

повреждением

также

 

не

 

было

.

Опыт

 

эксплуатации

 

линейных

 

ОПН

 

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Шепси

 — 

Туап

-

се

 

ПС

  «

Тяговая

» 

наглядно

 

показал

 

эффективность

 

принятой

 

системы

 

грозозащиты

С

 2009 

года

 

все

 

проекты

 

по

 

реконструкции

 

ВЛ

, «

пи

-

тающих

» 

олимпийские

 

объекты

 

Со

-

чинского

 

региона

выполняются

 

с

 

применением

 

линейных

 

ОПН

.

В

 

настоящее

 

время

 

по

 

научным

 

проектам

 

грозоупорности

 

ВЛ

 

с

 

при

-

менением

 

линейных

 

ОПН

выпол

-

ненным

 

ОАО

  «

НИИПТ

», 

проведены

 

работы

 

по

 

реконструкции

 

и

 

строи

-

тельству

 

более

 

чем

 30 

линий

.

Рис

 3. 

Применение

 

линейных

 

ОПН

 

производства

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

» 

вместо

 

грозозащитного

 

троса


Page 4
background image

62

СЕТИ РОССИИ

В

 

свою

 

очередь

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

» 

изготовлено

 

более

 4000 

линейных

 

ограничителей

 

перена

-

пряжений

 

для

 

ВЛ

 110 

кВ

Эксплуа

-

тация

 

первой

 

линии

 

начата

 

в

 

конце

 

2007 

года

а

 

реконструкция

 

по

-

следних

 

завершается

 

в

 

настоящее

 

время

и

 

грозовых

 

отключений

 

экс

-

плуатируемых

 

линий

 

не

 

зафиксиро

-

вано

.

Линейные

 

ограничители

 

могут

 

быть

 

успешно

 

применены

 

как

 

на

 

одноцепных

так

 

и

 

на

 

двухцепных

 

ВЛ

Число

 

и

 

место

 

установки

 

линей

-

ных

 

ограничителей

 

определяется

 

сопротивлением

 

заземления

 

опор

наличием

 

грозозащитного

 

троса

 

и

 

конструкцией

 

опор

 

ВЛ

Воздуш

-

ные

 

линии

 

классов

 

напряжения

 

330 

кВ

 

и

 

выше

 

часто

 

выполняются

 

с

 

горизонтальным

 

расположением

 

проводов

соответственно

 

для

 

за

-

щиты

 

от

 

прямых

 

ударов

 

молнии

 

необходимо

 

устанавливать

 

ОПН

 

на

 

все

 

три

 

его

 

фазы

Этот

 

вариант

 

является

 

наиболее

 

дорогим

но

 

и

 

наиболее

 

эффективным

Число

 

грозовых

 

отключений

 

в

 

данном

 

случае

 

определяется

 

только

 

ве

-

роятностью

 

повреждения

 

ОПН

которая

 

при

 

правильном

 

выборе

 

ОПН

 

и

 

производстве

 

стабильно

 

высокого

 

качества

 

очень

 

мала

В

 

большинстве

 

проектов

 

грозо

-

защиты

 

ВЛ

 

с

 

помощью

 

ОПН

 

при

-

меняется

 

данная

 

схема

Однако

 

количество

 

ударов

 

молнии

 

в

 

сред

-

ний

 

провод

 

ВЛ

 

с

 

горизонтальным

 

расположением

 

проводов

 

суще

-

ственно

 

меньше

чем

 

в

 

крайние

 

провода

и

 

в

 

некоторых

 

случаях

 

допустимо

 

устанавливать

 

линей

-

ные

 

ОПН

 

только

 

на

 

крайних

 

фазах

 

ВЛ

Подобным

 

образом

 

в

 2011 

го

-

ду

 

выполнена

 

грозозащита

 

воз

-

душных

 

линий

 330 

кВ

 

ОАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» 

протяжённостью

 138 

км

 

(

рис

. 4).

Монтаж

 

ограничителей

 

пере

-

напряжений

 

проводился

 

весь

 

гро

-

зовой

 

сезон

 2011 

года

Однако

 

полученный

 

результат

 — 

беспере

-

бойная

 

работа

 

линии

 

вместо

 

обыч

-

ных

 

пятнадцати

-

двадцати

 

отключе

-

ний

 

в

 

год

 — 

уже

 

свидетельствует

 

об

 

эффективности

 

выбранной

 

систе

-

мы

 

грозозащиты

.

Приведённые

 

примеры

 

исполь

-

зования

 

линейных

 

ОПН

 

для

 

защиты

 

от

  «

обратных

 

перекрытий

» 

и

  «

вме

-

сто

 

грозозащитного

 

троса

» 

могут

 

использоваться

 

и

 

совместно

Двух

-

цепная

 

ВЛ

 35 

кВ

 

Таганай

 — 

ТМР

 

оснащена

 

линейными

 

ограничите

-

лями

 

перенапряжений

 

на

 

пяти

 

из

 

шести

 

проводов

 (

рис

. 5).

Монтаж

 

ограничителей

 

пере

-

напряжений

 

закончен

 

до

 

начала

 

грозового

 

сезона

 2011 

года

Ни

 

одного

 

грозового

 

отключения

 

за

 

сезон

 2011 

года

 

не

 

зафиксирова

-

но

До

 

реконструкции

 

линии

 

число

 

её

 

отключений

 

составляло

 ~ 6 

раз

 

в

 

год

.

ОПН

как

 

средство

 

грозозащиты

 

ВЛ

были

 

предложены

 

ещё

 

в

 1999 

году

 [1]. 

Однако

 

отсутствие

 

высо

-

котехнологичного

 

производства

 

в

 

Российской

 

Федерации

 

не

 

позво

-

ляло

 

рассматривать

 

отечествен

-

ные

 

ОПН

 

как

 

средство

 

защиты

 

изо

-

ляции

 

ВЛ

Рис

 4. 

Линейные

 

ОПН

-330 

производства

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

»

Рис

 5. 

Линейные

 

ОПН

 

производства

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

» 

на

 

ВЛ

 35 

кВ

 

Таганай

 — 

ТМР


Page 5
background image

63

 5 (20), 

сентябрь

октябрь

, 2013

В

 

настоящее

 

время

 

использо

-

вание

 

современных

 

новаторских

 

технологий

обеспечивающих

 

вы

-

сокую

 

надёжность

 

и

 

стабильное

 

качество

 

аппаратов

 

при

 

массо

-

вом

 

производстве

позволяют

 

НПО

 

«

Полимер

-

Аппарат

» 

предлагать

 

для

 

рассмотрения

 

линейные

 

ОПН

 

как

 

реальную

 

альтернативу

 

грозоза

-

щитному

 

тросу

 

при

 

строительстве

 

новых

 

линий

 

и

 

на

 

линиях

где

 

про

-

водится

 

демонтаж

 

состарившегося

 

грозозащитного

 

троса

А

 

обеспечить

 

надёжную

 

за

-

щиту

 

изоляции

 

воздушных

 

линий

проходящих

 

по

 

грунтам

 

с

 

высо

-

ким

 

сопротивлением

 

заземления

 

опор

сегодня

 

возможно

 

только

 

с

 

применением

 

защитных

 

аппара

-

тов

,

 

собранных

 

на

 

основе

 

оксидо

-

цинковых

 

варисторов

.

При

 

изготовлении

 

защитных

 

ап

-

паратов

 

для

 

воздушных

 

линий

 

про

-

изводитель

 

должен

 

обеспечивать

 

их

 

соответствие

 

особым

 

требова

-

ниям

 

эксплуатации

При

 

использо

-

вании

 

ОПН

 

на

 

воздушных

 

линиях

 

ключевое

 

значение

 

приобретает

 

надёжность

 

самих

 

защитных

 

ап

-

паратов

Если

 

на

 

обычной

 

линии

 

установлено

 

только

 6 

защитных

 

ап

-

паратов

 (

на

 

подстанциях

), 

то

 

на

 

ВЛ

защищённой

 

ОПН

их

 

может

 

быть

 

несколько

 

сотен

Соответственно

Рис

. 6. 

Фрагмент

 

производства

 

ОПН

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

»

Рис

. 7. 

ОПН

 

на

 

траверсе

 

опоры

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Сочинская

 

ТЭС

 — 

ПС

 «

Сочи

»

чтобы

 

сохранить

 

надёжность

 

ВЛ

 

на

 

том

 

же

 

уровне

надёжность

 

ОПН

 

должна

 

быть

 

на

 

два

 

порядка

 

выше

 

обычной

что

 

возможно

 

только

 

при

 

применении

 

современных

 

техно

-

логий

 

массового

 

производства

снижающего

 

до

 

минимума

 

исполь

-

зование

 

ручного

 

труда

т

.

е

зави

-

симость

 

от

 

человеческого

 

фактора

 

(

рис

. 6).

С

 

функциональной

 

точки

 

зре

-

ния

 

линейные

 

ОПН

 

должны

 

огра

-

ничивать

 

напряжение

 

на

 

изоляции

 

и

 

предотвращать

 

её

 

перекрытие

В

 

нормальном

 

рабочем

 

режиме

 

они

 

не

 

должны

 

ухудшать

 

изоляцию

 

линии

а

 

повреждение

 

линейного

 

ОПН

 

не

 

должно

 

приводить

 

к

 

её

 

дли

-

тельному

 

отключению

Кроме

 

того

ограничителям

 

необходимо

 

иметь

 


Page 6
background image

64

СЕТИ РОССИИ

следующие

 

характерные

 

особен

-

ности

большой

 

срок

 

службы

по

-

вышенную

 

надёжность

стойкость

 

к

 

воздействию

 

внешних

 

климатиче

-

ских

 

факторов

лёгкость

 

монтажа

Ограничители

 

не

 

должны

 

нуждать

-

ся

 

в

 

обслуживании

 

и

 

контроле

 

или

 

должен

 

быть

 

обеспечен

 

дистанци

-

онный

 

контроль

 

их

 

состояния

.

По

 

конструктивному

 

испол

-

нению

 

линейные

 

ограничители

 

отличаются

 

от

 

подстанционных

 

ОПН

 

только

 

конструкцией

 

флан

-

цев

Ограничитель

 

состоит

 

из

 ZnO-

элементов

собранных

 

в

 

колонку

 

и

 

помещённых

 

в

 

изоляционный

 

по

-

лимерный

 

корпус

  (

см

рис

. 2.). 

Бо

-

лее

 

предпочтительным

 

для

 

линей

-

ных

 

ОПН

 

считается

 

полимерный

 

корпус

 

в

 

оболочке

 

из

 

кремнийор

-

ганической

 

резины

Корпус

 

ОПН

 

в

 

обязательном

 

порядке

 

оборудован

 

устройством

 

сброса

 

давления

 

для

 

предотвращения

 

его

 

взрывного

 

разрушения

 

и

 

повреждения

 

при

 

этом

 

изоляции

 

линии

.

В

 

процессе

 

эксплуатации

 

по

-

вреждение

 

линейного

 

ограничи

-

теля

 

маловероятно

но

 

возможно

Для

 

отделения

 

повреждённого

 

ап

-

парата

 

разработано

 

специальное

 

устройство

  «

отделитель

», 

отсоеди

-

няющее

 

шлейф

соединяющий

 

ап

-

парат

 

с

 

опорой

 

или

 

фазным

 

про

-

водом

 (

в

 

зависимости

 

от

 

варианта

 

подвеса

 

ОПН

). 

После

 

срабатыва

-

ния

 

отделителя

 

линия

 

действием

 

АПВ

 

включается

 

под

 

напряжение

Возможны

 

два

 

способа

 

уста

-

новки

 

линейных

 

ОПН

 

на

 

опоре

это

 

всегда

 

связано

 

с

 

применени

-

ем

 

дополнительных

 

металлокон

-

струкций

например

 

кронштейнов

продлевающих

 

траверсу

 

опоры

или

 

дополнительных

 

площадок

 (

тра

-

верс

).

Если

 

для

 

линейных

 

ОПН

 

спо

-

соб

 

установки

 

на

 

ВЛ

 

не

 

влияет

 

на

 

защитные

 

характеристики

то

 

для

 

линейных

 

разрядников

 

он

 

приоб

-

ретает

 

определяющее

 

значение

Линейные

 

разрядники

 

были

 

разработаны

 

в

 

Сибирском

 

научно

-

исследовательском

 

институте

 

энергетики

На

 

последнем

 

этапе

 

(2007 

г

.) 

разработка

 

проводилась

 

с

 

привлечением

 

потенциальных

 

про

-

изводителей

 

данных

 

защитных

 

ап

-

паратов

 — 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

». 

Результатом

 

разработки

 

явились

 

линейные

 

разрядники

собран

-

ные

 

на

 

основе

 

оксидо

-

цинковых

 

варисторов

типа

 

РВЛ

  (

см

рис

. 6) 

классов

 

напряжения

 35—330 

кВ

 

(

рис

. 9). 

Разрядник

 

состоит

 

из

 

рабоче

-

го

 

резистора

  (

РР

в

 

изоляционной

 

покрышке

 

и

 

внешнего

 

искрового

 

промежутка

  (

ИП

), 

образованного

 

между

 

электродом

закреплённым

 

на

 

РР

и

 

фазным

 

проводом

Рабо

-

чий

 

резистор

 

с

 

помощью

 

специ

-

альной

 

арматуры

 

устанавливается

 

на

 

траверсе

 

опоры

 

ВЛ

Внешний

 

искровой

 

промежуток

 

образуется

 

между

 

электродом

закреплённым

 

на

 

нижнем

 

фланце

 

РР

и

 

прово

-

дом

 

ВЛ

Конструкция

 

электродов

 

Рис

. 9. 

Линейные

 

разрядники

 

типа

 

РВЛ

 

производства

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

» 

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Алёхинского

 — 

Ай

-

Пимского

 

месторождений

Рис

. 8. 

Установка

 

линейного

 

ОПН

 

на

 

расщеплённый

 

провод

Первый

 

способ

 — 

ограничитель

 

за

-

крепляется

 

на

 

траверсе

 

опоры

 

и

 

гибким

 

проводником

 

подключает

-

ся

 

к

 

проводу

 (

рис

. 7).

Второй

более

 

предпочтитель

-

ный

 

способ

 — 

вариант

 

свободной

 

подвески

когда

 

один

 

фланец

 

ли

-

нейного

 

ОПН

 

крепится

 

к

 

поддер

-

живающему

 

зажиму

 

провода

 

или

 

же

 

с

 

помощью

 

специального

 

за

-

жима

 

к

 

самому

 

проводу

а

 

другой

 

конец

 

гибким

 

заземляющим

 

про

-

водником

 

подключается

 

к

 

опоре

 

(

рис

. 8). 

Также

 

возможно

 

применение

 

на

 

ВЛ

 

обычных

 

опорных

 

ОПН

но

 


Page 7
background image

65

 5 (20), 

сентябрь

октябрь

, 2013

Рис

. 10. 

Линейные

 

разрядники

 

на

 

анкерных

 

опорах

 

с

 

большим

 

углом

 

поворота

и

 

способ

 

крепления

 

раз

-

рядника

 

позволяют

 

сохра

-

нять

 

величину

 

искрового

 

промежутка

 

постоянной

 

в

 

любых

 

погодных

 

условиях

При

 

воздействии

 

грозовых

 

перенапряжений

пред

-

ставляющих

 

опасность

 

для

 

изоляции

 

линии

искровой

 

промежуток

 

пробивается

 

и

 

напряжение

 

на

 

изоляции

 

ограничивается

 

до

 

уровня

 

остающегося

 

напряжения

 

на

 

РР

 

при

 

данном

 

разряд

-

ном

 

токе

После

 

протека

-

ния

 

разрядного

 

тока

  (

тока

 

молнии

в

 

промежутке

 

остаётся

 

ионизованный

 

канал

по

 

которому

 

про

-

текает

 

сопровождающий

 

ток

вызванный

 

рабочим

 

напряжением

 

ВЛ

Этот

 

ток

 

не

 

превышает

 

долей

 

ампе

-

ра

 

и

 

обрывается

 

в

 

течение

 

одного

 

полупериода

 

про

-

мышленной

 

частоты

Им

-

пульсное

 

перекрытие

 

не

 

переходит

 

в

 

дугу

 

короткого

 

замыкания

.

Защитная

 

характеристика

 

раз

-

рядника

 

скоординирована

 

с

 

им

-

пульсной

 

прочностью

 

изоляции

 

таким

 

образом

чтобы

 

при

 

воздей

-

ствии

 

грозовых

 

перенапряжений

 

происходило

 

опережающее

 

сраба

-

тывание

  (

перекрытие

 

ИП

разряд

-

ника

 

по

 

отношению

 

к

 

перекрытию

 

линейной

 

изоляции

Это

 

условие

 

должно

 

обеспечиваться

 

при

 

всех

 

возможных

 

скоростях

 

нарастания

 

грозового

 

перенапряжения

 — 

не

 

менее

 2 

МВ

/

мкс

.

В

 2007 

году

 

была

 

проведена

 

ра

-

бота

 

по

 

теоретическому

 

выбору

 

па

-

раметров

 

разрядников

 

серии

 

РВЛ

И

 

впоследствии

 

осуществлены

 

экс

-

периментальные

 

исследования

 

им

-

пульсной

 

электрической

 

прочности

 

фазной

 

изоляции

 

ВЛ

 35, 110, 220 

и

 

330 

кВ

 

и

 

электрической

 

прочности

 

РВЛ

 

производства

 

НПО

  «

Полимер

-

Аппарат

» 

при

 

различных

 

длинах

 

ис

-

кровых

 

промежутков

 

и

 

параметрах

 

рабочего

 

резистора

Проведены

 

численные

  (

компьютерные

иссле

-

дования

 

грозовых

 

воздействий

 

на

 

разрядники

 

и

 

проанализированы

 

условия

 

обрыва

 

сопровождающе

-

го

 

тока

 

после

 

срабатывания

 

раз

-

рядника

На

 

основе

 

исследований

 

для

 

различных

 

классов

 

напряже

-

ния

 

были

 

выбраны

 

длины

 

искро

-

вых

 

промежутков

 

разрядников

пропускная

 

способность

 

и

 

уровень

 

остающегося

 

напряжения

 

рабочих

 

резисторов

В

 2009 

году

 

линейные

 

разряд

-

ники

 

производства

 

НПО

 «

Полимер

-

Аппарат

» 

были

 

установлены

 

на

 

ВЛ

 

110 

кВ

 

Алёхинского

 — 

Ай

-

Пимского

 

месторождений

 (

см

рис

. 9.). 

Необ

-

ходимость

 

установки

 

разрядников

 

на

 

данной

 

ВЛ

 

была

 

обусловлена

 

необходимостью

 

бесперебойного

 

питания

 

объектов

 

нефтедобычи

Разрядники

 

установлены

 

на

 

одной

 

из

 

цепей

 

ВЛ

что

 

позволило

 

не

 

толь

-

ко

 

обеспечить

 

отсутствие

 

грозовых

 

двухцепных

 

отключений

 

данной

 

ВЛ

но

 

и

 

более

 

чем

 

вдвое

 

умень

-

шить

 

число

 

одноцепных

 

грозовых

 

отключений

.

С

 2011 

года

 

находятся

 

в

 

эксплу

-

атации

 

воздушные

 

линии

 220 

кВ

 

Тында

 — 

Дипкун

 

и

 

Тында

 — 

НГРЭС

 

 1,2 (

см

рис

. 2), 

защищённые

 

линейными

 

разрядниками

Основ

-

ная

 

сложность

 

при

 

использовании

 

разрядников

 — 

обеспечение

 

ве

-

личины

 

и

 

стабильности

 

искрового

 

промежутка

Поскольку

 

длительно

 

допустимое

 

напряжение

 

рабоче

-

го

 

резистора

 

значительно

 

меньше

 

рабочего

 

напряжения

 

ВЛ

одним

 

из

 

условий

 

установки

 

разрядников

 

является

 

отсутствие

 

любых

 

изоляционных

 

конструкций

 

в

 

его

 

искровом

 

промежутке

На

 

рис

. 10 

показана

 

наи

-

более

 

сложная

 

конструкция

 

разрядника

 — 

для

 

анкерных

 

опор

 

с

 

большим

 

углом

 

по

-

ворота

Обыкновенно

 

число

 

таких

 

разрядников

 

на

 

ВЛ

 

не

-

велико

и

 

основное

 

их

 

коли

-

чество

 

выполняется

 

в

  «

про

-

стом

» 

варианте

 (

см

рис

. 2 

и

 

рис

. 9).

ВЫВОДЫ

НПО

  «

Полимер

-

Аппарат

» 

может

 

осуществлять

 

защиту

 

изоляции

 

воздушных

 

линий

 

от

 

грозовых

 

перенапряже

-

ний

 

оборудованием

со

-

бранным