Испытание устройств защиты от атмосферных перенапряжений ВЛЗ 6—20 кВ типа УЗПН

Page 1
background image

Page 2
background image

48

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

48

в

о

з

д

у

ш

н

ы

е

 Л

Э

П

воздушные ЛЭП

Н

овое

 «

Положение

 

о

 

еди

-

ной

 

технической

 

полити

-

ке

 

ОАО

  «

Холдинг

 

МРСК

» 

в

 

распределительном

 

сетевом

 

комплексе

» 

было

 

утверж

-

дено

 

осенью

 2011 

года

В

 

этом

 

документе

 

разработчики

 

отрази

-

ли

 

наиболее

 

современные

 

ре

-

шения

 

в

 

области

 

электросетевого

 

строительства

К

 

таким

 

решениям

описан

-

ным

 

в

 

новом

 

руководящем

 

до

-

кументе

 

по

 

технической

 

политике

 

ОАО

  «

Холдинг

 

МРСК

» 

в

 

распреде

-

лительном

 

сетевом

 

комплексе

относится

 

применение

 

линейных

 

ОПН

 

для

 

защиты

 

от

 

грозовых

 

(

атмосферных

перенапряжений

 

ВЛЗ

 6—20 

кВ

 

с

 

проводами

 

СИП

-3. 

Поэтому

безусловно

вызывают

 

интерес

 

уникальные

 

испытания

 

данных

 

устройств

 

и

 

способа

 

гро

-

зозащиты

 

ВЛЗ

 6—20 

кВ

кото

-

рые

 

были

 

проведены

 

в

 

сентябре

 

2011 

года

.

Напомним

что

 

устройства

 

ти

-

па

 

УЗПН

-10 

предназначены

 

для

 

защиты

 

от

 

индуктированных

 

гро

-

зовых

 

и

 

коммутационных

 

пере

-

напряжений

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

переменного

 

тока

 

частотой

 50—60 

Гц

 

и

 

номи

-

нальным

 

напряжением

 6—10 

кВ

 

в

 

электрических

 

сетях

 

с

 

изолиро

-

ванной

заземлённой

 

через

 

ре

-

зистор

 

или

 

дугогасящий

 

реактор

нейтралью

В

 

части

касающейся

 

защиты

 

ВЛЗ

 10 

кВ

основной

 

за

-

дачей

 

УЗПН

 

является

 

защита

 

про

-

водов

защищённых

 

изоляцией

 

от

 

пережога

 

при

 

грозовых

 

перена

-

пряжениях

Принципиально

 

УЗПН

 

состоит

 

из

 

рабочего

 

резистора

 

с

 

нели

-

нейной

 

вольт

-

амперной

 

характе

-

ристикой

 

и

 

внешнего

 

искрового

 

промежутка

Схемы

 

устройств

 

защиты

 

типа

 

УЗПН

-10-

ОЛ

 

и

 

УЗПН

-

10-

ЛК

установленных

 

на

 

опоре

 

с

 

полимерным

 

опорно

-

линейным

 

изолятором

 

и

 

полимерными

 

изо

-

лирующими

 

траверсами

 

произ

-

водства

 

ЗАО

 «

Инста

», 

представле

-

ны

 

на

 

рис

. 1 

и

 2.

Испытание устройств 

защиты от атмосферных 

перенапряжений ВЛЗ 

6—20 кВ типа УЗПН

Роман ТЮТЯЕВ

Рис

. 1. 

Монтажная

 

схема

 

УЗПН

-

ОЛ

1 — 

изолятор

; 2 — 

кронштейн

; 3 — 

РР

 (

ОПН

); 4 — 

электрод

 

 1; 5 — 

электрод

 

 2; 6 — 

прокалывающий

 

зажим

 

с

 

кожу

-

хом

; 7 — 

спиральная

 

вязка

; 8 — 

гайка

; 9 — 

траверса

; L — 

искровой

 

промежуток

.


Page 3
background image

49

№ 4 (13), июль-август, 2012

49

Определение

 

фактической

 

за

-

щитной

 

способности

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

 

при

 

воздействии

 

грозо

-

вых

 

и

 

коммутационных

 

напряжений

 

проводилось

 

на

 

открытой

 

экспери

-

ментальной

 

площадке

 

комплекса

 

«

Эфес

» 

филиала

 

ОАО

 «26 

ЦНИИ

» 

в

 

сентябре

 2011 

года

Монтаж

 

УЗПН

 

на

 

опоре

 

и

 

общий

 

вид

 

испытатель

-

ной

 

площадки

 

приведён

 

на

 

рис

. 3. 

В

 

качестве

 

источника

 

высоковольт

-

ных

 

импульсов

 

грозовых

 

и

 

комму

-

тационных

 

перенапряжений

 

ис

-

пользовался

 

генератор

 

импульсных

 

напряжений

 

ГИН

 6000/960. 

Гене

-

ратор

 

позволил

 

формировать

 

в

 

про

-

воде

моделирующем

 

линию

 

элек

-

тропередачи

импульсы

 

грозовых

 

и

 

коммутационных

 

перенапряжений

 

как

 

положительной

так

 

и

 

отрица

-

тельной

 

полярности

Сопротивление

 

заземления

 

опоры

 

изменялось

 

от

 4 

до

 380 

Ом

Испытания

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

 

на

 

фактическую

 

за

-

щитную

 

способность

 

проводились

 

на

 

открытой

 

площадке

 

как

 

в

 

сухом

 

состоянии

так

 

и

 

под

 

дождём

.

Высота

 

подвеса

 

УЗПН

 

от

 

земли

 

до

 

точки

 

крепления

 

провода

 

не

 

ме

-

нее

 7 

метров

Длина

 

изолирован

-

ного

 

провода

 

типа

 

СИП

-3, 

модели

-

рующего

 

линию

 

электропередачи

составляла

  2

х

60 

м

Противополож

-

ные

 

от

 

опоры

 

концы

 

провода

 

закре

-

плялись

 

на

 

изоляторах

.

Испытания

 

проводились

 

в

 

сле

-

дующих

 

климатических

 

условиях

температура

 8—15

о

С

атмосферное

 

давление

 746—760 

мм

 

рт

ст

., 

отно

-

сительная

 

влажность

 35—100%.

Для

 

определения

 

фактической

 

защитной

 

способности

 

устройств

 

за

-

щиты

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

 

были

 

проведены

 

следующие

 

испытания

:

• 

на

 

факт

 

срабатывания

 

УЗПН

 

при

 

грозовых

 

и

 

коммутационных

 

им

-

пульсах

 

перенапряжения

 

поло

-

жительной

 

и

 

отрицательной

 

полярности

;

• 

на

 

факт

 

срабатывания

 

УЗПН

 

при

 

грозовых

 

и

 

коммутационных

 

импульсах

 

перенапряжения

 

под

 

дождём

;

1 — 

серьга

 

СРС

-7-16; 

2 — 

ушко

 

двойное

 

УД

-7-16; 

3 — 

узел

 

крепления

 

ОПН

 

на

 

оконцевателе

 

изолятора

;

4 — 

изолятор

5 — 

поддерживающий

 

зажим

6 — 

РР

 (

ОПН

); 7 — 

электрод

 

 1; 

8 — 

электрод

 

 2;

 

L — 

искровой

 

промежуток

.

Рис

. 3. 

Монтаж

 

УЗПН

Рис

. 2. 

Монтажная

 

схема

 

УЗПН

-

ЛК

 

• 

влияния

 

величины

 

сопротивле

-

ния

 

заземления

 

опоры

 

на

 

фак

-

тическую

 

защитную

 

способность

 

УЗПН

.

В

 

ходе

 

испытаний

 

определялась

 

фактическая

 

защитная

 

способность

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

 

путём

 

ре

-

гистрации

 

на

 

цифровую

 

камеру

 

сра

-

батывания

 

разрядника

 

при

 

подаче

 

импульса

 

напряжения

 

с

 

ГИН

 

в

 

про

-

вод

 

через

 

разрядный

 

промежуток

 

длиной

 6—9 

м

 

относительно

 

земли

 

в

 

серии

 

воздействий

 

из

 15 

разря

-

дов

Одновременно

 

фиксировалось

 

отсутствие

 

перекрытия

 

изоляторов

 

на

 

траверсе

 

в

 

каждой

 

серии

Испы

-

тания

 

проводились

 

путём

 

воздей

-

ствия

 

на

 

УЗПН

 

грозовым

 

импульсом

 

напряжения

 

со

 

временем

 

подъёма

 

2,5 

мкс

 

и

 

длительностью

 

импуль

-

са

 50 

мкс

коммутационным

 

им

-

пульсом

 

напряжения

 

со

 

временем

 

подъёма

 250 

мкс

 

и

 

длительностью

 

импульса

 2500 

мкс

.

Величина

 

испытательного

 

на

-

пряжения

 

изменялась

 

в

 

пределах

 

1,8—3,5 

МВ

 

и

 

регистрировалась

 

при

 

помощи

 

делителя

 

напряжения

 

и

 

осциллографа

Кроме

 

того

для

 

регистрации

 

канала

 

пробоя

 

разряд

-

ника

 

УЗПН

 

производилось

 

его

 

фото

-

графирование

 

в

 

момент

 

разряда

 

генератора

Испытания

 

проводились

 

при

 

атмосферных

 

условиях

отличных

 

от

 

нормальных

с

 

использованием

 

для

 

расчёта

 

истинного

 

значения

 

напряжения

 

поправочных

 

коэффи

-

циентов

значения

 

которых

 

опреде

-

лялись

 

по

 

ГОСТ

 1516.2-97 

при

 

усло

-

вии

что

 

в

 

данной

 

изоляционной

 

конструкции

 

электрическое

 

поле

 

неоднородно

но

 

приблизительно

 

симметрично

.

В

 

первой

 

серии

 

испытаний

 

на

 

фрагмент

 

линии

 

последовательно

 

подавалось

 15 

грозовых

 

импульсов

 

напряжения

 

амплитудой

 2—2,5 

МВ

 

типовой

 

формы

В

 

результате

 

фото

и

 

визуального

 

контроля

 

перекрытий

 

изоляции

 

опоры

выполненной

 

с

 

применением

 

серийного

 

изолятора

 

ОЛСК

-12,5-10

А

4, 

не

 

наблюдалось

а

 

фиксировался

 

только

   

пробой

 

ис

-

крового

 

промежутка

 

УЗПН

-10-0

Л

.

Затем

 

на

 

фрагмент

 

линии

 

после

-

довательно

 

подавалось

 15 

комму

-

тационных

 

импульсов

 

напряжения

 

амплитудой

 2—3 

МВ

 

типовой

 

фор

-

мы

Перекрытий

 

изоляции

 

опоры

 

также

 

не

 

наблюдалось

фиксировал

-

ся

 

только

 

пробой

 

искрового

 

проме

-


Page 4
background image

50

СЕТИ РОССИИ

жутка

 

УЗПН

-10-0

Л

С

 

аналогичными

 

результатами

 

был

 

испытан

 

УЗПН

 -10-

ЛК

смонтированный

 

на

 

консольной

 

изолирующей

 

траверсе

 (

рис

. 4).

Для

 

сравнения

 

были

 

также

 

про

-

ведены

 

испытания

 

изоляционных

 

узлов

 

опор

 

без

 

устройств

 

защиты

 

от

 

воздействия

 

грозовых

 

и

 

коммутаци

-

онных

 

импульсов

 

напряжения

.

На

 

фрагмент

 

линии

 

без

 

уста

-

новленного

 

УЗПН

-10-

ЛК

 

на

 

изоли

-

рующей

 

траверсе

 

последовательно

 

подавалось

 15 

грозовых

 

импуль

-

сов

 

напряжения

 

амплитудой

 1,6—

2,5 

МВ

 

типовой

 

формы

 

разряда

 

гро

-

зового

 

импульса

 

в

 

изолированный

 

провод

 

линии

 10 

кВ

В

 

результате

 

фото

и

 

визуального

 

контроля

 

на

-

блюдалось

 

устойчивое

 

перекрытие

 

изолятора

 

траверсы

Также

 

на

 

фрагмент

 

линии

 

без

 

установленного

 

на

 

опоре

 

УЗПН

-10-

ОЛ

 

последовательно

 

подавалось

 

15 

коммутационных

 

импульсов

 

на

-

пряжения

 

амплитудой

 2—2,5 

МВ

 

ти

-

повой

 

формы

 

разряда

 

коммутаци

-

онного

 

импульса

 

в

 

изолированный

 

провод

 

линии

 10 

кВ

В

 

результате

 

фото

и

 

визуального

 

контроля

 

на

-

блюдалось

 

устойчивое

 

перекрытие

 

изолятора

 

опоры

Далее

 

на

 

фрагмент

 

линии

 

с

 

уста

-

новленными

 

на

 

опоре

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

  

последовательно

 

по

-

давалось

 

по

 10 

грозовых

 

и

 

комму

-

тационных

 

импульсов

 

напряжения

 

амплитудой

 1,4—1,8 

МВ

 

в

 

период

 

интенсивной

 

дождевой

 

обстановки

В

 

результате

 

фото

и

 

визуального

 

контроля

 

перекрытий

 

изоляции

 

опо

-

ры

 

не

 

наблюдалось

Регистрировал

-

ся

 

стабильный

 

пробой

 

искрового

 

промежутка

 

УЗПН

 

при

 

воздействии

 

грозового

 

и

 

коммутационного

 

им

-

пульсов

 

напряжения

 

аналогично

 

испытаниям

 

устройств

 

защиты

 

в

 

су

-

хом

 

состоянии

Кроме

 

того

были

 

проведены

 

испытания

 

УЗПН

 

на

 

воздействие

 

грозовых

 

и

 

коммутационных

 

им

-

пульсов

 

напряжения

 

при

 

различной

 

величине

 

сопротивления

 

заземле

-

ния

 

опоры

.

На

 

фрагмент

 

линии

 

с

 

установ

-

ленными

 

на

 

траверсе

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

 

последовательно

 

по

-

давалось

 

по

 10 

грозовых

 

и

 

комму

-

тационных

 

импульсов

 

напряжения

 

амплитудой

 1,6—2,4 

МВ

 

при

 

после

-

довательном

 

изменении

 

величины

 

сопротивления

 

заземления

 

опоры

 

в

 

диапазоне

 

от

 4 

до

 380 

Ом

Пере

-

крытий

 

изоляции

 

опоры

 

не

 

наблю

-

далось

Регистрировался

 

стабиль

-

ный

 

пробой

 

искрового

 

промежутка

 

УЗПН

 

при

 

воздействии

 

грозового

 

и

 

коммутационного

 

импульсов

 

напря

-

жения

Видимой

 

разницы

 

в

 

работе

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

   

при

 

су

-

щественном

  (

в

 95 

раз

изменении

 

величины

 

сопротивления

 

заземле

-

ния

 

опоры

 

не

 

наблюдалось

.

Важно

 

также

что

 

до

 

и

 

после

 

про

-

ведения

 

всех

 

испытаний

 

измеря

-

лись

 

контрольные

 

характеристики

 

УЗПН

Измерения

 

классификаци

-

Рис

. 4. 

Испытание

 

УЗПН

-10- 

ЛК

онного

 

напряжения

 

УЗПН

-10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

 

при

 

классификацион

-

ном

 

токе

 

значением

 1 

мА

 

проводи

-

лись

 

по

 

методике

 

и

 

в

 

соответствии

 

с

 

требованиями

 

ГОСТ

 

Р

 52725-2007. 

Испытания

 

показали

что

 

после

 

воз

-

действия

 

на

 

защитные

 

устройства

 

грозовыми

 

и

 

коммутационными

 

импульсами

 

напряжения

 

в

 

количе

-

стве

 

не

 

менее

 100 

импульсов

 

ам

-

плитудой

 

до

 3 

МВ

 

контролируемые

 

параметры

 

испытуемых

 

УЗПН

 

прак

-

тически

 

не

 

изменились

.

Устройства

 

защиты

 

от

 

атмосфер

-

ных

 

перенапряжений

 

типа

 

УЗПН

-

10-0

Л

 

и

 

УЗПН

-10-

ЛК

  

выдержали

 

ис

-

пытания

 

на

 

фактическую

 

защитную

 

способность

обеспечили

 

защиту

 

высоковольтной

 

линии

 

напряжени

-

ем

 6 

и

 10 

кВ

 

от

 

грозовых

 

и

 

коммута

-

ционных

 

перенапряжений

 

в

 

сухом

 

состоянии

 

и

 

под

 

дождём

а

 

также

 

доказали

что

 

эффективная

 

работо

-

способность

 

устройств

 

не

 

зависит

 

от

 

величины

 

сопротивления

 

зазем

-

ления

 

опор

 

ВЛ

.

Таким

 

образом

можно

 

конста

-

тировать

что

 

сегодня

 

самыми

 

эф

-

фективными

 

устройствами

обеспе

-

чивающими

 

надёжную

 

защиту

 

ВЛЗ

 

6—20 

кВ

 

от

 

грозовых

  (

атмосфер

-

ных

и

 

коммутационных

 

перена

-

пряжений

являются

 

УЗПН

которые

 

имеют

 

такие

 

достоинства

как

:

• 

работоспособность

не

 

зави

-

сящая

 

от

 

степени

 

загрязнения

 

устройства

увлажнения

 

и

 

вели

-

чины

 

сопротивления

 

заземле

-

ния

 

опор

 

ВЛ

;

• 

работоспособность

 

при

 

полном

 

замыкании

 

искрового

 

промежут

-

ка

 

под

 

воздействием

 

внешних

 

факторов

  (

например

упавшее

 

на

 

линию

 

дерево

гололёд

 

и

 

др

.);

• 

адаптированность

 

для

 

подклю

-

чения

 

переносных

 

штанг

 

зазем

-

ления

 

и

 

выполнения

 

требований

 

техники

 

безопасности

 

при

 

работах

 

на

 

ВЛ

что

 

до

 

сих

 

пор

 

представляло

 

значительные

 

тех

-

нические

 

трудности

 

на

 

линиях

 

с

 

изолированными

 

проводами

 

в

 

классе

 

напряжений

 6—20 

кВ

.

Остаётся

 

добавить

что

 

серий

-

ный

 

выпуск

 

УЗПН

 

ведётся

 

на

 

отече

-

ственном

 

предприятии

 

ЗАО

 «

МЗВА

» 

с

 2007 

года

 

и

 

в

 

настоящий

 

момент

 

в

 

распределительных

 

электриче

-

ских

 

сетях

 

России

 

и

 

Белоруссии

 

экс

-

плуатируется

 

уже

 

более

 100 

тысяч

 

таких

 

высоконадёжных

 

и

 

наиболее

 

современных

 

устройств

 

грозозащи

-

ты

 

ВЛЗ

 6—20 

кВ

.


Читать онлайн

Новое «Положение о единой технической политике ОАО «Холдинг МРСК» в распределительном сетевом комплексе» было утверждено осенью 2011 года. В этом документе разработчики отразили наиболее современные решения в области электросетевого строительства. Серийный выпуск УЗПН ведется на отечественном предприятии ЗАО «МЗВА» с 2007 года и в настоящий момент в распределительных электрических сетях России и Белоруссии эксплуатируется уже более 100 тысяч таких высоконадежных и наиболее современных устройств грозозащиты ВЛЗ 6—20 кВ.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»