70
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
70
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
Л
Э
П
воздушные ЛЭП
О
граничители
перена
-
пряжений
нелинейные
(
ОПН
),
являющиеся
аппаратами
защиты
от
импульсных
перенапряже
-
ний
грозового
и
коммутацион
-
ного
характера
,
в
значительной
мере
определяют
уровни
безот
-
казности
электрооборудования
сетевого
распределительного
комплекса
—
подстанций
,
распре
-
делительных
устройств
,
воздуш
-
ных
и
кабельных
линий
электро
-
передач
.
Существующие
нормативные
документы
по
эксплуатации
огра
-
ничителей
перенапряжений
тре
-
буют
периодических
профилак
-
тических
испытаний
при
снятом
рабочем
напряжении
[1].
В
то
же
время
документы
по
технической
политике
в
распределительном
сетевом
комплексе
ведущих
энергетических
компаний
—
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
ОАО
«
Холдинг
МРСК
»
и
др
. —
указывают
на
необходи
-
мость
постепенного
перехода
к
необслуживаемому
(
малообслу
-
живаемому
)
электрооборудова
-
нию
при
внедрении
надёжных
методов
и
средств
диагностики
(
СД
)
технического
состояния
оборудования
сетей
под
напря
-
жением
без
его
отключения
[2,
п
. 3.2.1,
п
. 3.7],
в
том
числе
и
ограничителей
перенапряжений
[3,
п
. 2.2.6.1].
Несмотря
на
достаточно
глу
-
бокую
проработку
российскими
и
зарубежными
исследователями
отдельных
теоретических
вопро
-
сов
диагностики
ОПН
,
общепри
-
знанной
теории
контроля
техниче
-
ского
состояния
ограничителей
в
основных
режимах
работы
и
раз
-
работанных
на
её
основе
обосно
-
ванных
методик
их
диагностики
до
настоящего
времени
не
суще
-
ствует
.
В
частности
,
не
определён
приоритет
отдельных
диагности
-
руемых
параметров
,
их
влияние
на
прогнозирование
технического
состояния
во
времени
и
т
.
п
.
Сама
конструкция
ОПН
в
недостаточной
мере
учитывает
требования
даже
существующих
методов
контроля
аппаратов
.
Тем
не
менее
круп
-
нейшие
мировые
производители
аппаратов
защиты
от
перенапря
-
жений
активно
ведут
работы
в
этом
направлении
.
В
2009
г
.
при
-
нят
европейский
НТД
,
касающий
-
ся
приборов
диагностики
ограни
-
чителей
—
Европейский
стандарт
EN 50164-6.
Часть
6. «
Требова
-
ния
к
счётчикам
разрядов
» [4].
Стандарт
относится
к
простейшим
счётчикам
разрядов
для
ОПН
и
не
затрагивает
более
сложных
,
на
-
пример
на
основе
микроконтрол
-
леров
.
Указанный
стандарт
также
устанавливает
требования
к
счёт
-
чикам
числа
ударов
молнии
в
мол
-
ниеотводы
систем
молниезащиты
различных
энергетических
объек
-
тов
,
объектов
газо
-
и
нефтедобычи
и
хранения
,
зданий
и
сооружений
различного
назначения
.
В
ГОСТ
Р
53735.5-2009 (
МЭК
60099-
5:2000) [5]
даны
некоторые
об
-
щие
рекомендации
по
методам
диагностики
ограничителей
.
Однако
до
настоящего
време
-
ни
ни
одного
российского
НТД
,
касающегося
требований
к
тех
-
ническим
характеристикам
,
кон
-
струкции
,
методам
испытаний
и
пр
.
средств
диагностики
ОПН
,
не
принято
.
Номенклатура
средств
диа
-
гностики
ограничителей
,
вы
-
пускаемых
отечественными
предприятиями
,
чрезвычайно
ограничена
.
Практически
все
разработки
касаются
СД
подстан
-
ционных
ОПН
опорного
типа
.
Для
линейных
ОПН
воздушных
ЛЭП
средства
диагностики
применя
-
ются
крайне
ограниченно
.
В
то
же
время
количество
линейных
ОПН
в
общем
составе
аппаратов
защиты
от
грозовых
перенапря
-
жений
увеличивается
.
Так
,
согласно
«
Положению
о
единой
технической
политике
Новые технические решения
для средств диагностики
линейных ограничителей
перенапряжений
Георгий КОРШУНОВ,
заместитель генерального директора по научно-техническому развитию,
Юрий ЛЮБЧЕНКО, начальник отдела НИОКР, к.т.н.,
Феликс ЖАРЖАВСКИЙ, ведущий конструктор,
Артём КУЗНЕЦОВ, руководитель направления
«Приборы диагностики ОПН», ООО «НПО «Дельта»,
Анатолий НИКОЛАЕВ, доцент, к.т.н.,
Владимир БЫСТРОВ, доцент, к.т.н., ВКА им. А.Ф. Можайского
71
№ 2 (17), март–апрель, 2013
71
ОАО
«
Холдинг
МРСК
»
в
распредели
-
тельном
сетевом
комплексе
» [2]
ли
-
нейные
ОПН
устанавливаются
:
•
в
воздушных
линиях
электро
-
передачи
35—110 (220)
кВ
как
защита
от
грозовых
перенапря
-
жений
в
гололёдных
районах
и
в
местах
,
где
невозможно
нор
-
мированное
заземление
опор
,
взамен
грозотроса
(
п
. 3.3.1.8);
•
на
ВЛ
35—110
кВ
,
защищённых
грозозащитными
тросами
,
в
местах
прохождения
ВЛ
по
зем
-
лям
с
высоким
удельным
сопро
-
тивлением
грунтов
(
п
. 3.2.3.6);
•
для
повышения
грозоупорности
на
подходах
ВЛ
к
подстанции
(
п
. 3.2.3.6);
•
для
защиты
высоковольтной
изоляции
напряжением
35—
110 (220)
кВ
от
грозовых
пере
-
напряжений
—
переходы
через
автомобильные
,
железные
до
-
роги
,
водные
преграды
и
т
.
п
.
(
п
. 3.2.3.11);
•
для
защиты
переходов
(
соедине
-
ний
)
ВЛ
и
КЛ
в
переходных
пун
-
ктах
или
на
переходных
опорах
.
Необходимо
подчеркнуть
,
что
существенным
отличием
линейных
ОПН
от
подстанционных
являются
более
жёсткие
условия
их
эксплуа
-
тации
,
в
том
числе
и
по
величинам
разрядных
токов
.
Если
для
подстан
-
ционных
ограничителей
,
например
класса
напряжения
110
кВ
,
макси
-
мальные
разрядные
токи
грозовых
перенапряжений
не
превышают
1
кА
[6, c.196],
то
для
линейных
ОПН
эти
значения
существенно
выше
[6,7].
Таким
образом
,
достаточно
боль
-
шая
группа
аппаратов
защиты
от
грозовых
перенапряжений
сетево
-
го
распределительного
комплекса
практически
не
обеспечена
устрой
-
ствами
контроля
работоспособно
-
сти
и
диагностики
.
Это
,
в
частности
,
объясняется
спецификой
размеще
-
ния
линейных
ОПН
на
воздушных
ЛЭП
—
монтажом
ограничителей
на
опорах
или
проводах
на
значитель
-
ных
высотах
, —
при
этом
существен
-
но
усложняются
условия
проведе
-
ния
их
технического
обслуживания
.
Поэтому
одной
из
важных
задач
при
решении
вопросов
повыше
-
ния
грозоупорности
линий
передач
являются
разработка
и
внедрение
средств
диагностики
,
адаптирован
-
ных
к
условиям
эксплуатации
ли
-
нейных
ограничителей
.
Разраба
-
тываемые
СД
должны
обеспечить
надёжное
функционирование
воз
-
душных
линий
35—110 (220)
кВ
при
их
эксплуатации
путём
повышения
достоверности
оценки
технического
состояния
линейных
ОПН
на
основе
:
•
контроля
работоспособности
при
воздействии
грозовых
и
коммутационных
перенапряже
-
ний
;
•
функциональной
диагностики
технического
состояния
ограни
-
чителей
в
непрерывном
режиме
без
снятия
рабочего
напряже
-
ния
.
ОСНОВНЫЕ
ПРИНЦИПЫ
ПОСТРОЕНИЯ
СРЕДСТВ
ДИАГНОСТИКИ
ЛИНЕЙНЫХ
ОПН
1.
Средства
диагностики
линейных
ОПН
должны
быть
унифициро
-
ваны
и
строиться
на
принципах
наращивания
функциональных
возможностей
в
зависимости
от
класса
напряжения
линии
элек
-
тропередачи
,
типа
подстанции
,
мест
установки
ОПН
,
требуемого
объёма
диагностической
инфор
-
мации
и
т
.
д
.
2.
По
объёму
диагностических
при
-
знаков
(
параметров
)
устройства
должны
быть
разделены
на
не
-
сколько
вариантов
(
классов
).
Ми
-
нимально
возможный
объём
—
контроль
работоспособности
ограничителя
фиксацией
числа
срабатываний
ограничителя
,
на
-
пример
,
электромеханическим
счётчиком
.
Максимальный
объём
предпола
-
гает
(
как
минимум
):
•
контроль
работоспособности
ограничителя
фиксацией
числа
разрядов
с
привязкой
события
по
амплитудам
разрядных
токов
и
времени
;
•
контроль
температуры
среды
внутри
корпуса
аппарата
;
•
измерение
тока
проводимости
с
выделением
активной
состав
-
ляющей
математическими
мето
-
дами
и
вычисления
следующих
параметров
:
○
истинного
среднеквадратич
-
ного
значения
(
СКЗ
)
полного
тока
;
○
максимального
мгновенного
значения
тока
;
○
истинного
СКЗ
активной
со
-
ставляющей
тока
;
○
максимального
значения
ак
-
тивной
составляющей
тока
;
○
максимального
значения
первой
гармоники
ёмкост
-
ной
составляющей
тока
ОПН
.
Именно
системный
анализ
со
-
вокупности
указанных
параметров
должен
обеспечить
более
точное
определение
технического
состоя
-
ния
ограничителей
.
3.
Диагностируемые
параметры
должны
автоматически
сниматься
с
контролируемого
ограничителя
:
•
через
установленный
промежу
-
ток
времени
,
запоминаться
и
вызываться
по
мере
необходи
-
мости
;
•
при
превышении
максималь
-
но
допустимого
значения
СК
3
активной
составляющей
(
при
приведённых
значениях
рабо
-
чего
напряжения
и
температуры
среды
к
нормальным
),
при
этом
должен
формироваться
сигнал
тревоги
с
локализацией
место
-
нахождения
ОПН
и
индикацией
на
мониторе
максимально
допу
-
стимого
и
текущего
значения
.
4.
Средства
диагностики
в
зависи
-
мости
от
варианта
исполнения
могут
/
должны
быть
снабжены
системой
дистанционной
связи
с
пунктом
мониторинга
(
прово
-
дная
связь
,
радиоканал
).
При
-
боры
диагностики
,
снабжён
-
ные
системой
дистанционной
цифровой
связи
,
должны
быть
разработаны
на
основе
прото
-
колов
стандартов
МЭК
61850,
61970, 61968
с
целью
возмож
-
ности
применения
их
в
автома
-
тизированных
системах
техно
-
логического
управления
(
АСТУ
)
«
цифровых
подстанций
»
в
«
интел
-
лектуальных
»
сетях
(Smart Grid).
Системность
подхода
к
диагно
-
стике
ограничителей
требует
адап
-
тации
самой
конструкции
линей
-
ных
ОПН
к
применяемым
методам
диагностики
,
и
,
соответственно
,
конструкция
средства
диагностики
должна
учитывать
специфику
при
-
менения
линейных
ОПН
.
ПРЕДЛАГАЕМАЯ
СТРУКТУРА
СД
ЛИНЕЙНЫХ
ОПН
В
НПО
«
Дельта
» (
г
.
Санкт
-
Петербург
)
ведутся
ОКР
по
разра
-
ботке
линейных
ОПН
и
диагности
-
ческих
устройств
к
ним
с
учётом
указанных
требований
.
Разрабатываемые
линейные
ограничители
и
средства
их
диа
-
гностики
должны
обеспечить
на
-
72
СЕТИ РОССИИ
сти
и
срабатыванию
ограничителя
.
Сигнальный
выход
датчика
соеди
-
нён
проводной
линией
с
ППУ
.
Приёмно
-
передающее
устрой
-
ство
(
в
частности
,
монитор
)
рас
-
полагается
в
нижней
части
опо
-
ры
.
Выбор
места
установки
ППУ
определяется
интенсивностью
по
-
мех
электромагнитных
полей
линии
электропередачи
и
безопасностью
обслуживающего
персонала
.
К
конструкции
датчика
СД
линей
-
ных
ОПН
должны
быть
предъявлены
более
жёсткие
требования
,
чем
к
датчикам
СД
опорных
ОПН
.
Так
,
датчик
должен
иметь
повышенные
механические
прочностные
харак
-
теристики
,
минимальные
значе
-
ния
величин
переходных
контактов
из
-
за
значительных
величин
токов
(c
этой
точки
зрения
конструкция
должна
иметь
минимальное
коли
-
чество
контактных
соединений
),
по
-
вышенное
значение
сопротивления
изоляции
по
отношению
к
заземля
-
ющему
устройству
опоры
.
Общий
вид
экспериментально
-
го
датчика
,
разработанного
в
НПО
«
Дельта
»,
представлен
на
рис
. 3.
Датчик
имеет
два
сильноточных
контакта
,
один
из
которых
электри
-
чески
изолирован
от
металлокон
-
струкции
опоры
(
земли
),
и
сигналь
-
ный
выход
.
В
этом
случае
шлейф
ОПН
подсоединяется
к
изолиро
-
ванному
от
земли
сильноточному
Рис
. 1.
Структурная
схема
СД
дёжное
функционирование
сетей
35—110 (220)
кВ
при
их
эксплуа
-
тации
путём
улучшения
контро
-
лепригодности
и
повышения
до
-
стоверности
оценки
технического
состояния
ОПН
на
основе
новой
конструкции
самого
аппарата
и
новых
подходов
к
разработке
их
средств
диагностики
.
Конечным
результатом
выполнения
ОКР
должна
быть
минимизация
эко
-
номического
и
другого
ущерба
от
возможных
аварий
воздуш
-
ных
ЛЭП
из
-
за
отказов
линейных
ограничителей
,
повышение
ка
-
чества
эксплуатации
и
снижение
эксплуатационных
расходов
.
Как
известно
,
одним
из
воз
-
можных
способов
монтажа
под
-
весного
ОПН
является
его
подвес
на
проводе
с
помощью
линей
-
ной
арматуры
,
а
шлейф
(
спуск
)
ограничителя
при
этом
подсоеди
-
няется
к
опоре
и
через
метал
-
локонструкции
опоры
—
к
зазем
-
ляющему
устройству
[6,7].
Для
указанного
способа
мон
-
тажа
может
быть
предложена
структурная
схема
с
функцио
-
нальным
разделением
СД
на
датчик
и
приёмно
-
передающее
устройство
(
ППУ
) (
рис
. 1),
рас
-
полагаемые
на
опоре
согласно
рис
. 2.
В
датчике
формируется
слаботочный
низковольтный
сиг
-
нал
по
величине
тока
проводимо
-
Рис
. 2.
Размещение
средства
диагностики
на
опоре
Рис
. 3.
Общий
вид
экспериментального
датчика
73
№ 2 (17), март–апрель, 2013
контакту
датчика
,
а
второй
контакт
соединён
с
минимальным
переход
-
ным
сопротивлением
с
опорой
.
ОБ
ИСТОЧНИКАХ
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
СРЕДСТВ
ДИАГНОСТИКИ
ЛИНЕЙНЫХ
ОПН
Как
пример
нерешённости
ряда
технических
проблем
примени
-
тельно
к
средствам
технического
диагностирования
линейных
ОПН
,
необходимо
указать
на
проблему
электропитания
таких
устройств
.
Регистраторы
срабатывания
/
из
-
мерители
полного
тока
проводимо
-
сти
ОПН
,
выполненные
на
основе
электромеханических
счётчиков
и
стрелочных
миллиамперметров
,
в
дополнительных
устройствах
пита
-
ния
не
нуждаются
[8, 9].
Однако
бо
-
лее
сложные
СД
,
обеспечивающие
,
например
,
гармонический
анализ
и
выделение
активной
составляющей
тока
проводимости
,
нуждаются
в
источниках
вторичного
электропи
-
тания
(
ИВЭП
)
постоянного
напряже
-
ния
[10].
Очевидно
,
что
использование
системы
постоянного
оперативно
-
го
тока
подстанций
для
питания
СД
подвесных
ОПН
практически
не
-
возможно
.
Понятно
,
что
электропи
-
тание
этих
средств
более
целесоо
-
бразно
обеспечить
от
встроенных
автономных
источников
—
галь
-
ванических
элементов
,
аккумуля
-
торов
,
солнечных
батарей
и
т
.
п
.
Основным
недостатком
подобных
источников
питания
является
необ
-
ходимость
периодической
замены
гальванических
элементов
или
за
-
ряда
аккумуляторов
от
какого
-
либо
внешнего
источника
,
что
в
условиях
эксплуатации
ограничителей
пере
-
напряжений
без
отключения
от
сети
сделать
весьма
сложно
.
Мало
того
,
линейные
ОПН
воздушных
ЛЭП
труднодоступны
для
периодической
замены
источников
питания
или
их
обслуживания
.
Предложенный
в
[11]
вариант
питания
ИВЭП
от
трансформатора
тока
на
стороне
высокого
потенциала
неприемлем
,
так
как
СД
ОПН
подключаются
в
цепь
заземления
аппарата
.
НОВЫЕ
МЕТОДЫ
И
УСТРОЙСТВА
АВТОНОМНОГО
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
СРЕДСТВ
ДИАГНОСТИКИ
ЛИНЕЙНЫХ
ОПН
Задача
автономного
электро
-
питания
СД
линейных
ОПН
может
быть
решена
на
основе
способов
питания
и
устройств
для
их
осу
-
ществления
по
патентам
РФ
на
изобретения
[12,13].
Суть
предло
-
жения
[12]
состоит
в
том
,
что
пита
-
ние
средств
диагностики
ОПН
мо
-
жет
быть
обеспечено
автономным
ИВЭП
,
первичное
питание
которых
осуществляется
преобразованием
тока
проводимости
контролируемо
-
го
ограничителя
перенапряжения
.
Использование
паразитных
токов
проводимости
для
питания
средств
диагностики
ограничителей
до
этого
не
предлагалось
и
является
новым
.
Известно
,
что
при
работе
ограни
-
чителя
под
напряжением
,
не
превы
-
шающим
наибольшего
допустимого
рабочего
напряжения
,
сопротив
-
ление
варисторов
достигает
сотен
мегаом
.
В
силу
неидеальности
ма
-
териала
варисторов
сопротивление
их
хотя
и
велико
,
но
не
бесконечно
,
поэтому
через
колонку
варисторов
протекает
ток
,
называемый
то
-
ком
проводимости
.
Величина
тока
проводимости
весьма
мала
и
,
на
-
пример
,
для
ОПН
с
варисторами
диаметром
46
мм
при
наибольшем
рабочем
напряжении
составляет
0,35—0,5
миллиампера
.
С
точки
зрения
электротехники
,
ОПН
может
быть
представлен
как
высоковольтный
источник
перемен
-
ного
тока
ограниченной
мощности
с
большим
внутренним
сопротивле
-
нием
.
Его
основными
параметрами
являются
:
•
переменное
напряжение
вели
-
чиной
35—750
кВ
;
•
относительно
малое
значение
тока
проводимости
—
в
диапазо
-
не
0,2—0,8
миллиампера
;
•
зависимость
величины
тока
от
уровня
напряжения
,
изменения
температуры
и
др
.;
•
периодическое
,
причём
случай
-
ное
по
времени
,
протекание
по
той
же
цепи
разрядных
импульсов
тока
сверхбольшой
величины
—
в
десятки
и
сотни
килоампер
.
В
то
же
время
аппаратура
СД
представляет
собой
электронную
нагрузку
с
ориентировочными
па
-
раметрами
по
напряжению
3—15
В
и
мощностью
от
десятков
милли
-
ватт
до
единиц
и
десятков
ватт
.
Электрическое
сопротивление
та
-
ких
устройств
мало
и
составляет
единицы
-
десятки
Ом
.
Сам
принцип
осуществления
первичного
питания
ИВЭП
от
тока
проводимости
контролируемого
ограничителя
RU
достаточно
прост
,
что
иллюстрируется
схемой
на
рис
. 4,
где
1 —
дополнительный
вари
-
стор
, 2—5 —
вентили
выпрямителя
,
Рис
. 4.
Принцип
питания
ИВЭП
от
тока
проводимости
ОПН
74
СЕТИ РОССИИ
6 —
ёмкостной
накопитель
электри
-
ческой
энергии
(
ЕН
).
Нагрузка
—
средство
диагностики
СД
—
под
-
ключается
к
накопителю
6.
Так
как
сопротивление
дополнительного
варистора
1
велико
и
значитель
-
но
превышает
сопротивление
на
-
грузки
,
ток
проводимости
ОПН
RU,
минуя
варистор
1,
протекает
через
вентили
устройства
и
ёмкостной
на
-
копитель
6,
заряжая
его
.
В
то
же
время
реализация
этого
принципа
в
силу
указанных
особен
-
ностей
ОПН
как
источника
энергии
в
практических
схемах
СД
достаточ
-
но
сложна
.
В
патенте
[12]
предложен
ряд
схем
с
улучшенными
техническими
характеристиками
,
реализующих
указанный
принцип
.
Это
позволило
НПО
«
Дельта
»
разработать
опытный
образец
регистратора
числа
сра
-
батываний
ОПН
с
автономным
пи
-
танием
от
тока
проводимости
кон
-
тролируемого
ограничителя
(
рис
. 5).
Устройство
обеспечивает
счёт
им
-
пульсов
разрядного
тока
,
хране
-
ние
числа
зарегистрированных
импульсов
в
энергонезависимой
памяти
микроконтроллера
,
вызов
результатов
на
светодиодный
ди
-
сплей
дистанционно
по
ИК
-
каналу
.
Устройство
было
испытано
при
ам
-
плитудах
грозовых
токов
до
20
кА
импульса
8/20
мкс
и
показало
на
-
дёжную
работу
в
условиях
воздей
-
ствия
электромагнитных
импульсов
указанного
характера
.
В
качестве
ёмкостного
накопителя
выбран
ионистор
напряжением
5,5
В
ёмко
-
стью
1
Ф
.
Существенными
недостатками
предложенных
в
[12]
схем
оказа
-
лись
достаточно
низкий
КПД
заряда
накопителя
энергии
и
скорость
за
-
ряда
накопителя
после
его
разряда
при
сеансе
связи
.
Это
ограничивает
число
сеансов
связи
и
объём
пере
-
даваемой
информации
.
Способ
заряда
ёмкостного
на
-
копителя
и
устройства
для
его
осуществления
,
предложенные
в
патенте
на
изобретение
[13],
на
-
правлены
на
увеличение
эффектив
-
ности
и
скорости
передачи
энергии
от
ограничителя
(
в
общем
случае
—
от
источника
с
большим
внутрен
-
ним
сопротивлением
)
в
средство
диагностики
(
нагрузку
с
малым
вну
-
тренним
сопротивлением
).
Известно
,
что
для
эффективной
передачи
энергии
высоковольтного
источника
с
большим
внутренним
сопротивлением
в
низковольтную
нагрузку
должно
соблюдаться
соот
-
ношение
R
нагр
.
>>R
ист
.
,
где
R
нагр
.
—
со
-
противление
нагрузки
, R
ист
.
—
вну
-
треннее
сопротивление
первичного
источника
электрической
энергии
.
В
связи
с
этим
возникает
проблема
согласования
внутреннего
сопро
-
тивления
источника
и
сопротивле
-
ния
нагрузки
.
Указанная
задача
в
патенте
ре
-
шена
путём
сочетания
трансформа
-
торного
и
бестрансформаторного
способов
преобразования
величи
-
ны
сопротивлений
.
Общеизвестно
,
что
преобразова
-
ние
параметров
тока
/
напряжения
понижающим
трансформатором
с
коэффициентом
трансформации
k=W1/W2 (
где
W1
и
W2 —
число
вит
-
ков
первичной
и
вторичной
обмо
-
ток
)
приводит
к
уменьшению
сопро
-
тивления
источника
по
отношению
к
нагрузке
в
k
2
раз
(
или
увеличению
сопротивления
нагрузки
по
отноше
-
нию
к
источнику
в
k
2
раз
его
дей
-
ствительного
значения
) [14,
с
. 166].
Известно
также
,
что
если
при
заряде
накопителя
энергии
использовать
вентильно
-
конденсаторный
выпря
-
митель
—
умножитель
напряжения
(
ВКВУН
),
то
увеличение
зарядного
напряжения
в
n
раз
также
приво
-
дит
к
уменьшению
приведённого
по
отношению
к
нагрузке
внутреннего
сопротивления
источника
,
но
в
n
3
раз
[15].
Сочетание
обоих
способов
уменьшения
сопротивления
ис
-
точника
путём
использования
трансформатора
и
вентильно
-
конденсаторного
выпрямителя
—
умножителя
напряжения
позволяет
уменьшить
приведённое
к
нагрузке
сопротивление
источника
питания
в
(k
2
х
n
3
)
раз
.
Увеличение
скорости
передачи
энергии
от
источника
к
накопителю
решается
путём
применения
нового
способа
заряда
ёмкостного
накопи
-
теля
от
вентильно
-
конденсаторного
выпрямителя
—
умножителя
напря
-
жения
,
при
котором
в
схемы
извест
-
ных
ВКВУН
вносятся
изменения
,
позволяющие
повысить
зарядное
напряжение
и
интенсифицировать
отбор
энергии
источника
.
Схема
одного
из
возможных
ре
-
шений
нового
зарядного
устройства
ИВЭП
для
средств
диагностики
ли
-
нейных
ОПН
приведена
на
рис
. 6.
Устройство
питается
от
первичного
источника
энергии
—
дополнитель
-
ного
варистора
1,
включённого
по
-
следовательно
с
контролируемым
ОПН
RU,
и
включает
выпрямитель
и
трансформатор
,
первичная
обмот
-
ка
которого
своими
выводами
2
и
3
соединена
с
клеммами
источни
-
ка
переменного
тока
,
а
вторичная
обмотка
выводами
своего
начала
4
и
конца
5
через
конденсаторы
6
и
7
подключена
к
анодам
первого
8
и
второго
9
вентилей
выпрямите
-
ля
соответственно
,
катоды
которых
Рис
. 5.
Опытный
образец
регистратора
числа
срабатываний
ОПН
с
автономным
питанием
от
тока
проводимости
контролируемого
ограничителя
75
№ 2 (17), март–апрель, 2013
образуют
положительную
выходную
клемму
10
выпрямителя
для
под
-
ключения
заряжаемого
ёмкостного
накопителя
энергии
ЕН
11,
причём
отрицательную
выходную
клемму
12
этого
выпрямителя
образует
от
-
вод
13
от
середины
вторичной
об
-
мотки
трансформатора
.
В
отличие
от
известных
устройств
,
оно
снабжено
дополнительными
тре
-
тьим
14
и
четвёртым
15
вентилями
,
а
в
качестве
реактивных
токоограни
-
чивающих
двухполюсников
исполь
-
зованы
конденсаторы
6
и
7,
при
этом
вторичная
обмотка
трансформатора
своим
началом
4
и
концом
5
соеди
-
нена
с
анодами
третьего
14
и
четвёр
-
того
15
вентилей
соответственно
,
ка
-
тоды
которых
подключены
к
анодам
соответственно
второго
9
и
первого
8
вентилей
выпрямителя
.
Введение
в
схему
дополнитель
-
ных
вентилей
и
выполнение
токо
-
ограничивающих
двухполюсников
на
основе
конденсаторов
позволяет
увеличить
отбор
энергии
от
высоко
-
вольтного
источника
ограниченной
мощности
за
счёт
увеличения
угло
-
вой
длительности
импульсов
тока
источника
.
Макетирование
устройств
[12,
13]
и
их
лабораторные
испытания
в
составе
экспериментальных
СД
с
первичным
питанием
от
токов
проводимости
линейных
ограничи
-
телей
перенапряжений
показало
принципиальную
возможность
соз
-
дания
средств
диагностики
ОПН
с
улучшенными
техническими
и
экс
-
плуатационными
показателями
.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Новые
технические
решения
,
заложенные
в
основу
комплекс
-
ной
разработки
линейных
ОПН
и
средств
их
диагностики
,
дают
воз
-
можность
обеспечить
повышение
характеристик
грозоупорности
воз
-
душных
ЛЭП
сетевого
распредели
-
тельного
комплекса
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Объём
и
нормы
испытаний
элек
-
трооборудования
.
СО
34.45 —
51.300 — 97;
РД
34.45 — 51.300 —
97. — 6
изд
.,
с
изм
.
и
доп
. —
М
.:
Изд
-
во
НЦ
ЭНАС
, 2006. — 256
с
.
2.
Положение
о
единой
технической
политике
ОАО
«
Холдинг
МРСК
»
в
распределительном
сетевом
комплексе
(
решение
Совета
ди
-
ректоров
ОАО
«
Холдинг
МРСК
»,
Рис
.6.
Схема
ИВЭП
по
патенту
РФ
№
2360346
протокол
№
64
от
7
октября
2011
года
).
3.
Положение
о
технической
поли
-
тике
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
Москва
,
2011
г
.
4.
EN 50164-3 Edition: 2009-11-01
Lightning Protection Components
(LPC) Part 3: Requirements for
isolating spark gaps.
5.
ГОСТ
Р
53735.5-2009 (
МЭК
60099-5:2000).
Разрядники
вентильные
и
ограничители
пе
-
ренапряжений
нелинейные
для
электроустановок
переменно
-
го
тока
на
напряжение
от
3
до
750
кВ
.
Часть
5.
Рекомендации
по
выбору
и
применению
.
6.
Александров
Г
.
Н
.
Молния
и
мол
-
ниезащита
/
Г
.
Н
.
Александров
;
Ин
-
т
электрофизики
и
электро
-
энергетики
РАН
. —
М
.:
Наука
,
2008. — 274
с
.
7.
Дмитриев
М
.
В
.
Применение
ОПН
для
защиты
изоляции
ВЛ
6—750
кВ
. —
СПб
.:
Изд
-
во
Поли
-
техн
.
ун
-
та
, 2009. — 92
с
.
8.
Устройство
контроля
ОПН
в
про
-
цессе
эксплуатации
.
Компания
«
Севзаппром
».
Продукция
.
ОПН
. —
http://szp.spb.ru/html/modules.
pnp?name=Pages&go=Showcat
&cid=30.
9.
Регистратор
срабатываний
ти
-
па
GLX.
РК
Таврида
—
Элек
-
трик
.
Продукция
.
ОПН
/TEL. —
http://www.tavrida.ru/products/
opn/?mode=glx.
10.
Система
мониторинга
EXCOUNT
—
Ι
Ι
. ABB —
Россия
.
Продукция
. —
http://www.abb.ru/product/
seitp332/C1256ccb004e670d-
c1256a1700369fdb.aspx.
11.
Геворкян
В
.,
Яшин
И
.
Блок
пита
-
ния
для
измерительного
устрой
-
ства
высокого
напряжения
//
Новости
Электротехники
. —
2009.
№
1 (55).
12.
Патент
РФ
№
2360346.
Способ
питания
нагрузки
постоянным
током
и
устройства
для
его
осу
-
ществления
.
Коршунов
Г
.
А
.,
Николаев
А
.
Г
.,
Быстров
В
.
К
.,
Любченко
Ю
.
М
.,
Кулиш
А
.
Г
.,
Жар
-
жавский
Ф
.
Д
. 27.06.2009.
Бюл
.
№
9.
13.
Патент
РФ
№
2453966. C
пособ
заряда
ёмкостного
накопителя
электрической
энергии
и
устрой
-
ства
для
его
осуществления
(
ва
-
рианты
).
Коршунов
Г
.
А
.,
Никола
-
ев
А
.
Г
.,
Быстров
В
.
К
.,
Любченко
Ю
.
М
.,
Кузнецов
А
.
С
. 20.06.2012.
Бюл
.
№
17.
14.
Пожидаев
В
.
М
.
Электрические
машины
и
электропривод
.
Уч
.
пос
.
Л
.,
ВКА
им
.
А
.
Ф
.
Можайско
-
го
, 1988, 284
с
.,
илл
.
15.
Справочник
по
полупроводни
-
ковой
электронике
.
Под
ред
.
Л
.
П
.
Хантера
.
Сокр
.
перевод
с
англ
.
под
ред
.
д
.
т
.
н
.
С
.
Я
.
Шаца
и
к
.
т
.
н
.
И
.
И
.
Литвинова
.
М
.,
Ма
-
шиностроение
, 1975
г
. , 508
с
.,
илл
.
Оригинал статьи: Новые технические решения для средств диагностики линейных ограничителей перенапряжений
Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН), являющиеся аппаратами защиты от импульсных перенапряжений грозового и коммутационного характера, в значительной мере определяют уровни безотказности электрооборудования сетевого распределительного комплекса — подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи. Существующие нормативные документы по эксплуатации ограничителей перенапряжений требуют периодических профилактических испытаний при снятом рабочем напряжении. В то же время документы по технической политике в распределительном сетевом комплексе ведущих энергетических компаний — ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Холдинг МРСК» и др. — указывают на необходимость постепенного перехода к необслуживаемому (малообслуживаемому) электрооборудованию при внедрении надёжных методов и средств диагностики (СД) технического состояния оборудования сетей под напряжением без его отключения.
