98
С
ледует
отметить
,
что
для
вы
-
полнения
таких
ответственных
проектов
сейчас
привлекаются
не
только
зарубежные
,
но
и
оте
-
чественные
производители
защитных
аппаратов
.
С
2007
года
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
выполнены
поставки
аппара
-
тов
для
защиты
воздушных
линий
элек
-
тропередачи
классов
напряжения
6,
10, 35, 110, 220
и
330
кВ
.
Данная
ста
-
тья
является
кратким
описанием
исто
-
рии
,
а
также
конструкций
и
опыта
экс
-
плуатации
защитных
аппаратов
на
воз
-
душных
линиях
РФ
.
ЛИНЕЙНЫЕ
ОПН
И
РАЗРЯДНИКИ
ТИПА
РВЛ
Для
защиты
изоляции
воздушных
линий
электропередачи
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
выпускает
два
типа
аппара
-
тов
—
линейные
ОПН
и
разрядники
типа
РВЛ
.
Линейные
ОПН
(
рис
. 1)
представ
-
ляют
собой
полноценные
ограничители
перенапряжений
подвесного
исполне
-
ния
,
предназначенные
для
защиты
ли
-
нейной
изоляции
.
Линейные
разрядники
типа
РВЛ
(
рис
. 2)
представляют
собой
ограни
-
г
р
о
з
о
з
а
щ
и
т
а
В
Л
грозозащит
а ВЛ
Защита ВЛ
от грозы: история,
опыт, перспективы
В последние годы в России для защиты изоляции воздуш-
ных линий от грозовых перенапряжений стали приме-
няться защитные аппараты, собранные на основе оксидо-
цинковых варисторов. Их применение продиктовано воз-
растающими требованиями к качеству передаваемой энер-
гии, необходимостью снижения числа отключений ВЛ и
перерывов в электроснабжении.
Пётр ЖУРАВЛЁВ,
технический директор ЗАО «Полимер-Аппарат», к.т.н.
Рис
. 1.
Линейный
ограничитель
перенапряжения
производства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
на
ВЛ
110
кВ
Шепси
—
Туапсе
тяг
.
99
№ 6 (9), ноябрь-декабрь, 2011
чители
перенапряжений
,
установленные
на
травер
-
сах
ВЛ
и
отделённые
от
фаз
-
ного
провода
внешним
ис
-
кровым
промежутком
.
При
этом
наличие
искрового
промежутка
позволяет
ис
-
пользовать
ОПН
с
рабочим
напряжением
меньшим
,
чем
напряжение
фазного
провода
.
Публикации
зарубеж
-
ного
опыта
грозозащи
-
ты
воздушных
линий
с
за
-
щитными
аппаратами
,
собранными
на
основе
оксидо
-
цинковых
варисто
-
ров
ОПН
,
можно
трактовать
по
-
разному
.
Например
,
по
-
добрать
публикации
о
пре
-
имуществах
защиты
ВЛ
с
помощью
ограничителей
перенапряжений
с
искро
-
вым
промежутком
или
без
него
.
Противники
указанных
систем
грозозащиты
вооб
-
ще
умудряются
найти
статьи
китайских
специалистов
,
ко
-
торые
свидетельствуют
об
отрицательном
опыте
защи
-
ты
ВЛ
ограничителями
перенапряжений
.
Единственный
критерий
оценки
системы
грозозащиты
—
это
достигну
-
тый
результат
.
В
нашей
стране
есть
небольшой
,
но
уже
значимый
результат
применения
защитных
аппаратов
на
воздушных
линиях
.
И
этот
результат
однозначно
положи
-
тельный
.
Линейные
ОПН
в
России
впервые
были
успешно
при
-
менены
для
защиты
изоляции
ВЛ
400
кВ
Линке
-1 —
Лин
-
ке
-2
в
2004
году
,
эта
воздушная
линия
выполнена
на
двухцепных
опорах
,
на
всём
её
протяжении
установлены
два
грозозащитных
троса
.
Линия
используется
для
тран
-
зита
электроэнергии
в
Финляндию
.
Для
развязки
энерго
-
систем
двух
государств
на
линии
выполнена
вставка
по
-
стоянного
тока
.
Соответственно
двухцепные
отключения
данной
линии
приводят
к
продолжительным
перерывам
электроснабжения
,
что
недопустимо
.
Наличие
двух
грозозащитных
тросов
в
полной
мере
обеспечивало
отсутствие
непосредственных
попаданий
молнии
в
провода
ВЛ
.
Однако
в
грозовые
сезоны
проис
-
ходили
как
одноцепные
так
и
двухцепные
отключения
.
ВЛ
400
кВ
Линке
-1 —
Линке
-2
проходит
по
скальным
грунтам
Карельского
перешейка
.
Сопротивления
зазем
-
ления
некоторых
опор
превышали
500
Ом
.
При
попада
-
нии
молнии
в
грозозащитный
трос
или
непосредственно
в
опору
с
малым
сопротивлением
заземления
ток
мол
-
нии
по
телу
опоры
стекал
в
землю
.
Если
сопротивление
заземления
опоры
велико
,
на
траверсе
может
возник
-
нуть
потенциал
,
достаточный
для
перекрытия
линейной
изоляции
.
Пробой
изоляции
под
воздействием
грозовых
перенапряжений
с
большой
вероятностью
переходит
в
силовую
дугу
и
вызывает
отключение
воздушной
линии
,
что
и
происходило
регулярно
.
Для
предотвращения
данных
отключений
(
отключе
-
ния
из
-
за
«
обратных
»
перекрытий
)
на
ВЛ
были
проведе
-
ны
работы
по
установке
дополнительных
заземлителей
.
На
опорах
,
сопротивление
заземления
которых
не
уда
-
лось
уменьшить
до
допустимых
значений
традиционны
-
ми
методами
,
были
установлены
ограничители
перена
-
пряжений
.
ОПН
устанавливаются
параллельно
линейной
изоляции
.
При
попадании
в
опору
или
грозозащитный
трос
ток
молнии
не
только
стекает
по
телу
опоры
в
землю
,
но
и
растекается
по
фазным
проводам
через
ограничите
-
ли
перенапряжений
.
При
этом
перекрытия
изоляции
и
от
-
ключения
ВЛ
не
происходит
.
Положительный
опыт
эксплуатации
ВЛ
400
кВ
Лин
-
ке
-1 —
Линке
-2,
на
которых
в
период
с
2004
года
по
на
-
стоящее
время
не
происходило
двухцепных
отключе
-
ний
,
наглядно
показал
эффективность
применения
ОПН
на
воздушных
линиях
электропередачи
при
защите
от
«
обратных
»
перекрытий
.
В
случае
с
«
обратными
перекрытиями
»
ОПН
защища
-
ет
изоляцию
в
сочетании
с
грозозащитным
тросом
,
одна
-
ко
ограничители
перенапряжений
могут
заменить
собой
и
сам
грозозащитный
трос
.
В
этом
случае
ОПН
устанавли
-
ваются
на
верхние
провода
,
которые
и
исполняют
роль
грозозащитного
троса
.
Такой
способ
грозозащиты
может
применяться
на
пе
-
реходных
пролётах
через
водоёмы
и
другие
преграды
на
рельефе
трассы
ВЛ
,
участках
ВЛ
с
ослабленной
изоляци
-
ей
,
а
также
на
участках
трассы
ВЛ
,
проходящей
через
районы
с
локальной
повышенной
грозопоражаемостью
и
в
гололёдных
районах
.
То
есть
в
местах
,
где
подвеска
грозозащитных
тросов
нецелесообразна
.
Ярким
примером
применения
линейных
ОПН
вме
-
сто
грозозащитного
троса
являются
ВЛ
Сочинского
регио
-
на
.
Первая
из
реконструируемых
,
двухцепная
ВЛ
-110
кВ
Шепси
—
Туапсе
тяг
.,
проходит
вдоль
побережья
Черно
-
го
моря
по
отрогам
Главного
хребта
Западного
Кавка
-
за
.
Проект
грозоупорности
ВЛ
с
применением
линейных
ОПН
был
выполнен
ОАО
«
НИИПТ
»
в
2007
году
.
Основной
причиной
отключений
на
данной
ВЛ
являлись
ветровые
и
гололёдно
-
ветровые
нагрузки
,
зачастую
связанные
с
обрывом
грозозащитного
троса
.
После
установки
ОПН
(2007
г
.)
производства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
на
двух
верхних
фазах
(
рис
. 3.)
грозовые
отключения
данной
ВЛ
не
происходили
.
При
реконструкции
ВЛ
грозозащитный
трос
не
монтировался
,
и
,
соответственно
,
отключений
,
связанных
с
его
повреждением
,
не
было
.
Рис
. 2.
Разрядник
вен
-
тильный
линейный
РВЛ
110
кВ
,
производ
-
ства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
Рис
. 3.
Применение
линейных
ОПН
производства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
вместо
грозозащитного
троса
100
Опыт
эксплуатации
линейных
ОПН
на
ВЛ
110
кВ
Шеп
-
си
—
Туапсе
тяг
.
наглядно
показал
эффективность
приня
-
той
системы
грозозащиты
.
С
2009
года
все
проекты
по
реконструкции
ВЛ
,
питающих
олимпийские
объекты
Со
-
чинского
региона
,
выполняются
с
применением
линей
-
ных
ОПН
.
Линейные
ограничители
могут
быть
успешно
приме
-
нены
как
на
одноцепных
,
так
и
на
двухцепных
ВЛ
.
Чис
-
ло
и
место
установки
линейных
ограничителей
определя
-
ется
сопротивлением
заземления
опор
,
наличием
грозо
-
защитного
троса
и
конструкцией
опор
ВЛ
.
Воздушные
ли
-
нии
классов
напряжения
330
кВ
и
выше
часто
выполня
-
ются
с
горизонтальным
расположением
проводов
,
соот
-
ветственно
для
защиты
от
прямых
ударов
молнии
необ
-
ходимо
устанавливать
ОПН
на
все
три
фазы
.
Однако
ко
-
личество
ударов
молнии
в
средний
провод
ВЛ
с
горизон
-
тальным
расположением
проводов
существенно
мень
-
ше
,
чем
в
крайние
провода
,
и
в
некоторых
случаях
до
-
пустимо
устанавливать
линейные
ОПН
только
на
крайних
фазах
ВЛ
.
Подобным
образом
в
2011
году
выполнена
грозозащита
воздушных
линий
330
кВ
Баксан
—
Кисло
-
водск
и
Черкесск
—
Кисловодск
общей
протяжённостью
138
км
(
рис
. 4).
Монтаж
ограничителей
перенапряжений
проводился
весь
грозовой
сезон
2011
года
.
Однако
полученный
ре
-
зультат
—
бесперебойная
работа
—
уже
свидетельствует
об
эффективности
выбранной
системы
грозозащиты
.
Приведённые
примеры
использования
линейных
ОПН
для
защиты
от
«
обратных
»
перекрытий
и
«
вместо
грозозащитного
троса
»
могут
использоваться
и
совмест
-
но
.
Двухцепная
ВЛ
35
кВ
Таганай
—
ТМР
оснащена
ли
-
нейными
ограничителями
перенапряжений
на
пяти
из
шести
проводов
(
рис
. 5).
Монтаж
ограничителей
перенапряжений
закончен
до
начала
грозового
сезона
2011
года
.
Ни
одного
грозово
-
го
отключения
не
было
зафиксировано
.
До
реконструк
-
ции
линии
число
её
отключений
составляло
примерно
6
раз
в
год
.
ОПН
как
средство
грозозащиты
ВЛ
было
предложе
-
но
в
1999
году
— «
РД
153-34.3-35.125-99.
Руководство
по
защите
электрических
сетей
6—1150
кВ
от
грозовых
и
внутренних
перенапряжений
»
под
научной
редакцией
Н
.
Н
.
Тиходеева
.
Однако
отсутствие
высокотехнологично
-
го
производства
в
Российской
Федерации
не
позволяло
рассматривать
отечественные
ОПН
как
средство
защи
-
ты
изоляции
ВЛ
.
В
настоящее
время
использование
современных
но
-
ваторских
технологий
,
обеспечивающих
высокую
надёж
-
ность
и
стабильное
качество
аппаратов
при
массовом
производстве
,
позволяют
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
пред
-
лагать
линейные
ОПН
как
реальную
альтернативу
грозо
-
защитному
тросу
при
строительстве
новых
линий
,
а
так
-
же
на
линиях
,
где
проводится
демонтаж
старого
грозоза
-
щитного
троса
.
Обеспечить
надёжную
защиту
изоляции
воздушных
линий
,
проходящих
по
грунтам
с
высоким
сопротивлени
-
ем
заземления
опор
,
в
настоящее
время
возможно
толь
-
ко
с
применением
защитных
аппаратов
,
собранных
на
основе
оксидо
-
цинковых
варисторов
.
При
изготовлении
защитных
аппаратов
для
воздуш
-
ных
линий
производитель
должен
обеспечивать
их
со
-
ответствие
особым
требованиям
эксплуатации
.
При
ис
-
пользовании
ОПН
на
воздушных
линиях
ключевым
мо
-
ментом
является
надёжность
самих
защитных
аппара
-
тов
.
Если
на
обычной
линии
установлено
только
шесть
за
-
щитных
аппаратов
(
на
подстанциях
),
то
на
ВЛ
,
защищён
-
ной
ОПН
,
их
может
быть
несколько
сотен
.
Соответствен
-
но
,
чтобы
сохранить
надёжность
ВЛ
на
том
же
уровне
,
на
-
дёжность
ОПН
должна
быть
на
два
порядка
выше
обыч
-
ной
,
что
возможно
только
при
применении
современных
технологий
массового
производства
,
снижающих
до
ми
-
нимума
использование
ручного
труда
,
а
соответственно
,
зависимость
от
человеческого
фактора
(
рис
. 6).
Возможны
два
способа
установки
линейных
ОПН
на
опоре
.
Первый
способ
—
ограничитель
закрепляется
на
траверсе
опоры
и
гибким
проводником
подключается
к
проводу
(
рис
. 7.).
Второй
,
более
предпочтительный
способ
—
вариант
свободной
подвески
,
когда
один
фланец
линейного
ОПН
крепится
к
поддерживающему
зажиму
провода
или
же
с
помощью
специального
зажима
—
к
самому
проводу
,
а
другой
конец
гибким
заземляющим
проводником
под
-
ключается
к
опоре
(
рис
. 8).
Рис
. 4.
Линейные
ОПН
производства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
на
ВЛ
330
кВ
Баксан
—
Кисловодск
—
Черкесск
Рис
. 5.
Линейные
ОПН
производства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
на
ВЛ
35
кВ
Таганай
—
ТМР
101
№ 6 (9), ноябрь-декабрь, 2011
Обычно
применение
опорных
ОПН
на
ВЛ
связано
с
применением
дополнительных
металлоконструкций
,
на
-
пример
кронштейнов
,
продлевающих
траверсу
опоры
,
или
дополнительных
площадок
(
траверс
).
Если
для
линейных
ОПН
способ
установки
на
ВЛ
не
влияет
на
защитные
характеристики
,
то
для
линейных
разрядников
он
приобретает
определяющее
значение
.
Линейные
разрядники
были
разработаны
в
Сибир
-
ском
научно
-
исследовательском
институте
энергетики
.
На
последнем
этапе
(2007
г
.)
разработка
проводилась
с
привлечением
потенциального
производителя
данных
защитных
аппаратов
—
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
».
Результа
-
том
разработки
явились
линейные
разрядники
,
собран
-
ные
на
основе
оксидо
-
цинковых
варисторов
,
типа
РВЛ
,
классов
напряжения
35—330
кВ
(
см
.
рис
. 2
и
рис
. 9).
Разрядник
состоит
из
рабочего
резистора
(
РР
)
и
внешнего
искрового
промежутка
(
ИП
),
образованно
-
го
между
электродом
,
закреплённым
на
РР
,
и
фазным
проводом
.
Рабочий
резистор
с
помощью
специаль
-
ной
арматуры
устанавливается
на
траверсе
опоры
ВЛ
.
Конструкция
электродов
и
способ
крепления
разряд
-
ника
позволяют
сохранять
величину
искрового
проме
-
жутка
постоянной
в
любых
погодных
условиях
.
При
воз
-
действии
грозовых
перенапряжений
,
представляющих
опасность
для
изоляции
линии
,
искровой
промежуток
перекрывается
и
напряжение
на
изоляции
ограничива
-
ется
до
уровня
остающегося
напряжения
на
РР
при
дан
-
ном
разрядном
токе
.
После
протекания
разрядного
тока
(
тока
молнии
)
в
промежутке
остаётся
ионизованный
ка
-
нал
,
по
которому
протекает
сопровождающий
ток
,
вы
-
званный
рабочим
напряжением
ВЛ
.
Этот
ток
не
превы
-
шает
долей
ампера
и
обрывается
в
течение
одного
полу
-
периода
промышленной
частоты
.
Импульсное
перекры
-
тие
не
переходит
в
дугу
короткого
замыкания
,
и
отклю
-
чения
линии
не
происходит
.
В
2009
году
линейные
разрядники
производства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
установлены
на
ВЛ
110
кВ
Алёхинско
-
го
—
Ай
-
Пимского
месторождений
.
Установка
разрядников
на
данной
ВЛ
была
обусловлена
необходимостью
беспе
-
ребойного
питания
объектов
нефтедобычи
.
Разрядники
,
установленные
на
одной
из
цепей
ВЛ
,
не
только
обеспе
-
чили
отсутствие
грозовых
двухцепных
отключений
данной
ВЛ
,
но
и
более
чем
вдвое
уменьшили
число
одноцепных
грозовых
отключений
.
В
настоящее
время
осуществляет
-
ся
монтаж
линейных
разрядников
220
кВ
для
повышения
грозоупорности
ВЛ
Тында
—
Дипкун
и
ВЛ
220
кВ
НГРЭС
—
Тында
филиала
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
» —
МЭС
Востока
.
Рис
. 9.
Линейные
разрядники
типа
РВЛ
производства
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
на
ВЛ
110
кВ
Алёхинского
—
Ай
-
Пимского
месторождений
Рис
. 8.
Установка
линейного
ОПН
на
расщеплённый
провод
Рис
. 6.
Производство
ОПН
ЗАО
«
Полимер
-
Аппарат
»
Рис
. 7.
ОПН
на
траверсе
опоры
ВЛ
-110
кВ
Сочинская
ТЭС
—
Сочи
Оригинал статьи: Защита ВЛ от грозы: история, опыт, перспективы
В последние годы в России для защиты изоляции воздушных линий от грозовых перенапряжений стали применяться защитные аппараты, собранные на основе оксидоцинковых варисторов. Их применение продиктовано возрастающими требованиями к качеству передаваемой энергии, необходимостью снижения числа отключений ВЛ и перерывов в электроснабжении.
