96
ОПН для защиты линейной
изоляции ВЛ и приборы контроля
параметров ОПН
За
последнее
десятилетие
в
Российской
Федерации
нашли
широкое
применение
защитные
аппараты
для
линий
классов
напряжений
от
0,22
до
500
кВ
.
При
этом
использовались
как
ОПН
(
ограничители
перенапряжений
нелинейные
),
непосредственно
подключенные
к
фазному
проводу
,
так
и
ОПН
с
внешним
искровым
промежутком
— «
линейные
разрядники
».
Защитные
аппараты
устанавливались
на
опорах
ВЛ
различными
способами
—
закреплялись
на
траверсе
опоры
и
гибким
проводником
подключались
к
проводу
,
подвешивались
непосредственно
на
фазные
провода
,
устанавливались
на
дополнительные
металлоконструкции
и
т
.
д
.
Волович
А
.
Г
.,
заместитель
главного
конструктора
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
С
2007
по
2017
годы
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
вы
-
полнил
поставку
защит
-
ных
аппаратов
на
36
объ
-
ектов
строительства
и
реконструк
-
ции
воздушных
линий
электро
-
передачи
классов
напряжения
35÷500
кВ
.
Для
защиты
линейной
изоляции
ВЛ
при
демонтаже
грозозащитного
троса
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
поставил
более
2000
линейных
ограничителей
перенапряжений
для
Сочинского
Энергоузла
для
защиты
двухцепных
ВЛ
110
кВ
.
На
выполненных
объектах
двух
-
цепных
грозовых
отключений
не
зафиксировано
.
Также
были
уста
-
новлены
подвесные
ОПН
-330
кВ
на
ВЛ
330
кВ
Баксан
—
Кисло
-
водск
и
Черкесск
—
Кисловодск
общей
протяженностью
138
км
,
ОПН
-500
кВ
для
ВЛ
500
кВ
Жити
-
кара
—
Ульке
в
Казахстане
.
Применение
линейных
разряд
-
ников
ОПН
с
внешним
искровым
промежутком
главным
образом
осуществляется
на
ВЛ
110–220
кВ
с
грозозащитным
тросом
,
про
-
ходящих
в
районах
с
высокими
значениями
удельного
электри
-
ческого
сопротивления
грунтов
.
В
частности
установка
разряд
-
ников
на
двухцепных
ВЛ
110
кВ
предприятий
по
добыче
нефти
и
газа
обусловлена
необходимо
-
стью
бесперебойного
питания
объектов
нефтедобычи
.
Любые
отключения
линий
электропере
-
дачи
,
питающих
объекты
этих
по
-
требителей
,
даже
с
успешными
повторными
включениями
могут
приводить
к
значительным
сбро
-
сам
нагрузки
из
-
за
нарушений
в
технологических
процессах
до
-
бычи
и
транспорта
нефти
и
газа
.
В
2009
году
линейные
разряд
-
ники
производства
ЗАО
«
Поли
-
мер
-
Аппарат
»
были
установлены
на
ВЛ
110
кВ
Алехинская
—
Ай
-
Пимская
ОАО
«
Сургутнефтегаз
».
В
2015
году
была
осуществлена
установка
ЛР
на
ВЛ
110
кВ
Варье
-
ган
—
Бахиловская
1,2
АО
«
Тю
-
меньэнерго
»
длиной
160
км
.
В
2011–2012
годах
в
соответствии
с
проектом
по
повышению
грозо
-
упорности
ВЛ
220
кВ
НГРЭС
—
Тында
,
ВЛ
220
кВ
Тында
—
Дипкун
Рис
. 1.
Прибор
контроля
состояния
параметров
ОПН
ИТУС
-1
ОБОРУДОВАНИЕ
97
были
установлены
линейные
раз
-
рядники
типа
РВЛ
-220/150-10/680
УХЛ
1
производства
ЗАО
«
Поли
-
мер
-
Аппарат
».
Общее
количество
линей
-
ных
разрядников
,
поставленных
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
на
ВЛ
110–220
кВ
,
составляет
более
4000
штук
.
Опыт
эксплуатации
показал
,
что
повышение
эффективности
грозозащиты
двухцепных
ВЛ
110–
220
кВ
,
эксплуатируемых
в
местно
-
сти
с
высоким
удельным
сопротив
-
лением
грунта
с
полной
защитой
фаз
линейными
разрядниками
только
одной
цепи
,
составляет
:
–
для
защищенной
цепи
число
грозовых
отключений
снижает
-
ся
в
8–15
раз
;
–
для
незащищенной
цепи
(
без
ЛР
)
число
грозовых
отключе
-
ний
снижается
в
1,6–3
раза
;
–
для
двухцепных
ВЛ
число
отключений
первой
и
второй
цепей
снижается
в
4–9
раз
.
Основным
компонентом
за
-
щитных
аппаратов
являются
оксидно
-
цинковые
варисторы
.
На
сегодняшний
день
ЗАО
«
По
-
лимер
-
Аппарат
»
в
производстве
ограничителей
перенапряжений
применяет
варисторы
только
двух
мировых
производителей
:
немец
-
ко
-
японской
фирмы
EPCOS-TDK
и
шведской
ABB.
Наличие
двух
поставщиков
обос
-
новано
более
гибким
и
конкурентным
цено
-
образованием
при
приобретении
варисторов
,
сроков
их
поставок
и
более
разнообразными
геоме
-
трическими
размерами
варисто
-
ров
и
,
следовательно
,
их
электри
-
ческими
параметрами
.
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
при
-
меняет
при
производстве
ограни
-
чителей
перенапряжений
от
35
до
750
кВ
технологию
LSR (Liquid
Silicon Rubber).
Жидкий
электро
-
технический
силикон
под
вакуу
-
мом
заполняет
все
внутреннее
пространство
аппарата
,
делая
конструкцию
полностью
монолит
-
ной
и
герметичной
.
В
отличие
от
традиционной
конструкции
ОПН
между
варисторами
и
окружаю
-
щей
средой
нет
материалов
с
пло
-
хой
теплопроводностью
,
что
обе
-
спечивает
максимально
быстрый
отвод
тепла
от
варисторов
.
Несущая
конструкция
ОПН
представляет
собой
стеклоплас
-
ти
ковый
корпус
клетчатой
струк
-
туры
,
что
обеспечивает
высокую
механическую
прочность
и
полную
взрывобезопасность
.
Взрывобезо
-
пасность
ограничителей
подтверж
-
дена
испытаниями
в
лабораториях
Zkratovna (
Чехия
)
и
CESI (
Италия
).
ОПН
выдерживают
без
взрывного
разрушения
ток
короткого
замыка
-
ния
65
кА
.
При
изготовлении
корпусов
применяется
стеклоровинг
с
по
-
вышенным
модулем
прочности
,
что
позволяет
создавать
легкие
и
особо
прочные
конструкции
.
Диагностика
состояния
пара
-
метров
ОПН
,
согласно
норматив
-
ным
документам
,
заключается
в
измерении
тока
утечки
и
те
-
пловизионном
контроле
.
Она
,
в
основном
,
необходима
и
техни
-
ко
-
экономически
оправдана
для
ограничителей
на
классы
напря
-
жения
от
110
кВ
и
выше
.
Значение
полного
тока
утеч
-
ки
ОПН
мало
информативно
,
так
как
оно
содержит
как
активную
составляющую
,
свидетельствую
-
щую
о
состоянии
ОПН
,
так
и
ем
-
костную
составляющую
.
При
этом
емкостная
составляющая
тока
значительно
превосходит
актив
-
ную
.
Изменение
активной
со
-
ставляющей
тока
утечки
теряется
на
фоне
колебаний
полного
тока
утечки
,
происходящего
из
-
за
из
-
менения
внешних
условий
.
ОПН
ИТУС-2
ОПН
ИТУС-2
ОПН
Рис
. 2.
Система
непрерывного
мониторинга
состояния
ОПН
со
сбором
данных
по
радиоканалу
Поскольку
выделить
активную
составляющую
тока
утечки
каж
-
дого
ОПН
доступными
по
цене
средствами
не
представляется
возможным
,
применяются
при
-
боры
,
проводящие
гармониче
-
ский
анализ
тока
утечки
и
вычис
-
ляющие
значение
3-
й
(150
Гц
)
и
5-
й
(250
Гц
)
гармоники
,
которые
в
большей
степени
характеризуют
состояние
нелинейных
резисто
-
ров
ОПН
(
варисторов
),
чем
пол
-
ный
ток
утечки
.
Изменение
сетевого
напря
-
жения
и
степени
присутствия
3-
й
гармоники
в
нем
приводят
к
из
-
менению
в
значении
3-
й
гармо
-
ники
тока
утечки
ОПН
.
Значение
5-
й
гармоники
меньше
остальных
показателей
зависит
от
внешних
факторов
,
и
ее
изменение
в
боль
-
шей
степени
свидетельствует
о
состоянии
ОПН
.
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
для
контроля
тока
утечки
предлагает
многофункциональный
цифровой
прибор
контроля
ОПН
ИТУС
-1
на
современной
элементной
базе
(
рисунок
1).
Прибор
контроля
ИТУС
-1
име
-
ет
следующие
преимущества
пе
-
ред
другими
аналогичными
сред
-
ствами
измерения
:
–
встроенный
счетчик
разряд
-
ных
импульсов
,
разделяющий
импульсы
средней
и
высокой
мощности
;
№
6 (45) 2017
98
–
измерение
действующего
зна
-
чения
5-
й
гармоники
тока
утечки
;
–
снятие
показаний
происходит
с
помощью
кнопок
на
лицевой
панели
(
в
процессе
снятия
показаний
отсутствует
контакт
персонала
с
токоведущими
частями
,
которые
могут
ока
-
заться
под
высоким
напряже
-
нием
при
прохождении
разряд
-
ного
импульса
).
С
2012
года
на
энергетических
объектах
ПАО
«
Россети
»
уже
на
-
ходятся
в
эксплуатации
порядка
тысячи
приборов
мониторинга
со
-
стояния
ОПН
ИТУС
-1.
Для
решения
проблемы
не
-
прерывного
отслеживания
пара
-
метров
ОПН
по
заказу
ЗАО
«
По
-
лимер
-
Аппарат
»
был
разработан
прибор
мониторинга
состояния
ОПН
с
беспроводной
передачей
данных
ИТУС
-2 (
рисунок
2).
ИТУС
-2
позволяет
контроли
-
ровать
полный
ток
утечки
,
его
1-
ю
, 3-
ю
и
5-
ю
гармоники
,
темпе
-
ратуру
окружающей
среды
,
реги
-
стрировать
случаи
срабатывания
ОПН
,
записывая
дату
и
время
прохождения
разрядного
импуль
-
са
.
Данные
автоматически
один
раз
в
сутки
передаются
в
пульт
сбора
данных
ИТУС
-
ПСД
-1
по
радиоканалу
,
который
их
со
-
храняет
и
по
запросу
передает
либо
в
ПК
через
порт
USB,
либо
в
АСУТП
подстанции
по
протоко
-
лу
Modbus-RTU.
Передача
дан
-
ных
в
SCADA-
систему
АСУТП
подстанции
позволяет
службе
диагностики
и
изоляции
получать
актуальные
данные
о
состоянии
эксплуатируемых
ОПН
.
Таким
образом
,
при
помо
-
щи
датчиков
ИТУС
-2
и
пультов
ИТУС
-
ПСД
-1,
размещенных
на
объектах
,
служба
изоляции
полу
-
чает
актуальный
массив
данных
,
позволяющий
оперативно
прово
-
дить
сравнительный
анализ
пара
-
метров
ОПН
в
динамике
по
всей
энергосистеме
.
Кроме
применения
на
элек
-
трических
подстанциях
,
ОПН
все
шире
используются
для
защиты
ЛЭП
.
Для
линейных
ОПН
на
ос
-
нове
прибора
ИТУС
-2
разрабаты
-
вается
распределенная
система
сбора
данных
,
которая
позволит
контролировать
параметры
ли
-
нейных
ОПН
также
,
как
и
ОПН
подстанций
,
не
совершая
их
об
-
ход
.
Система
состоит
из
беспровод
-
ных
датчиков
ИТУС
-2
с
автоном
-
ным
питанием
,
устанавливаемых
на
каждый
ОПН
,
и
пультов
сбора
данных
ИТУС
-
ПСД
-3,
принимаю
-
щих
данные
с
датчиков
по
кана
-
лу
беспроводной
связи
частотой
2,4
ГГц
.
Данные
записываются
во
встроенную
энергонезависимую
флэш
-
память
пульта
ИТУС
-
ПСД
-3
и
передаются
в
эксплуатирующую
организацию
через
сеть
GSM.
Для
местности
,
где
сеть
GSM
недо
-
ступна
,
возможен
автоматический
сбор
данных
с
пультов
при
помо
-
щи
беспилотного
летательного
ап
-
парата
или
любого
другого
транс
-
портного
средства
.
Пульт
сбора
данных
ИТУС
-
ПСД
-3
устанавливается
на
одну
из
опор
ЛЭП
на
высоте
6–7
метров
,
имеет
автономное
питание
и
до
-
ступен
для
обслуживания
без
от
-
ключения
ЛЭП
.
Для
сокращения
эксплуатаци
-
онных
затрат
на
систему
предла
-
гается
кустовая
схема
распреде
-
ления
датчиков
ИТУС
-2
и
пультов
сбора
данных
ИТУС
-
ПСД
-3,
кото
-
рая
представлена
на
рисунке
3.
Датчики
ИТУС
-2
одновремен
-
но
по
расписанию
активируются
,
проводят
измерение
токов
утечки
ОПН
и
устанавливают
связь
с
со
-
седними
датчиками
и
пультом
сбора
данных
ИТУС
-
ПСД
-3,
об
-
разуя
сеть
передачи
данных
.
По
-
сле
того
,
как
связь
установлена
,
данные
об
измерениях
и
значения
счетчиков
импульсов
со
всех
дат
-
чиков
ИТУС
-2
передаются
в
пульт
сбора
данных
ИТУС
-
ПСД
-3.
Пери
-
одичность
снятия
данных
с
дат
-
чиков
ИТУС
-2
может
быть
уста
-
новлена
от
одного
раза
в
сутки
до
одного
раза
в
неделю
.
Пульт
сбора
данных
передает
принятые
от
ИТУС
-2
результаты
измерений
по
сети
GSM
на
сервер
с
GSM-
модемом
,
установленный
в
эксплуатирующей
организации
.
Сервер
предоставляет
данные
для
анализа
ответственным
за
со
-
стояние
изоляции
ВЛ
лицам
через
web-
интерфейс
,
доступ
к
которо
-
му
можно
получить
при
помощи
любого
Интернет
-
браузера
.
Дан
-
ные
от
датчиков
ИТУС
-2
автома
-
тически
заносятся
в
архив
,
кото
-
рый
может
храниться
на
сервере
неограниченное
время
.
За
одним
пультом
сбора
дан
-
ных
может
быть
закреплено
от
3
до
120
датчиков
.
Такая
схема
позволит
полу
-
чить
минимальные
эксплуатаци
-
онные
затраты
при
высокой
на
-
дежности
системы
.
Для
работы
системы
нужна
одна
SIM-
карта
на
каждый
пульт
ИТУС
-
ПСД
-3
и
еще
одна
SIM-
карта
—
в
GSM-
модеме
сервера
.
Самоконфигурирующа
-
яся
сеть
позволяет
исключать
из
цепочки
передачи
датчики
,
вы
-
шедшие
из
строя
.
Если
на
од
-
ной
опоре
более
одного
датчика
ИТУС
-2,
то
передача
данных
об
измерении
от
более
удаленных
от
пульта
датчиков
будет
проис
-
ходить
через
любой
из
них
.
Таким
образом
,
надежность
системы
передачи
данных
тем
выше
,
чем
больше
датчиков
установлено
на
одной
опоре
.
Р
Рис
. 3.
Система
мониторинга
состояния
ОПН
на
ЛЭП
ОБОРУДОВАНИЕ
Оригинал статьи: ОПН для защиты линейной изоляции ВЛ и приборы контроля параметров ОПН
За последнее десятилетие в Российской Федерации нашли широкое применение защитные аппараты для линий классов напряжений от 0,22 до 500 кВ. При этом использовались как ОПН (ограничители перенапряжений нелинейные), непосредственно подключенные к фазному проводу, так и ОПН с внешним искровым промежутком — «линейные разрядники». Защитные аппараты устанавливались на опорах ВЛ различными способами — закреплялись на траверсе опоры и гибким проводником подключались к проводу, подвешивались непосредственно на фазные провода, устанавливались на дополнительные металлоконструкции и т.д.
