Молниезащита вл

Введение по установке РДИП

Воздушная линия > Установка длинно-искровых разрядников РДИП на ВЛЗ-10кВ

УСТАНОВКА ДЛИННО-ИСКРОВЫХ РАЗРЯДНИКОВ ТИПА РДИП-10 НА ОПОРАХ ВЛ 10 KBС ЗАЩИЩЕННЫМИ ПРОВОДАМИ. Шифр 23.0067

Пояснительная записка 23.0067-ПЗ

1. Общая часть 1.1. Проект установки длинно-искровых разрядников типа РДИП-10 на опорах ВЛ 10 кВ с защищенными проводами разработан ОАО «РОСЭП» по договору от 26.09.2003 № 415 с ОАО «НПО Стример».1.2. В процессе эксплуатации ВЛ 6-10 кВ выявлены недостатки дугозащитных устройств типа SE20.1 и SE20.2 фирмы ENSTO (Финляндия).В частности, при прохождении ВЛЗ в лесистой местности при гололедообразовании или налипании снега ветви деревьев под тяжестью льда (снега) могут опускаться и перекрывать участки таких устройств, не имеющих изоляционного покрытия, и приводить к отключению линий.Кроме того, неоднократные межфазные замыкания при использовании устройств типа SE 20.1 и SE 20.2 могут привести к повреждению оборудования подстанций.1.3. В целях улучшения грозозащиты ВЛ 6-10 кВ с защищенными проводами научно-техническим советом ОАО РАО «ЕЭС России» от 24.03.2000 признано перспективным применение длинно-искровых разрядников (РДИП), основанных на принципе удлинения пути импульсного перекрытия для снижения вероятности перехода импульсного перекрытия в силовую дугу.1.4. Департамент научно-технической политики и международного сотрудничества и Департамент электрических сетей ОАО «ФСК ЕЭС» в информационном письме ИП-О2-2003(Э) от 25.04.2003 для повышения эксплуатационной надежности ВЛЗ 6-10 кВ рекомендовали устанавливать длинно-искровые разрядники петлевого типа (РДИП).

2. Указания но применению 2.1. В данном проекте разработаны различные схемы креплений на промежуточных и анкерно-угловых опорах ВЛ длинно-искровых разрядников РДИП-10-4-УХЛ1 по ТУ 3414-023-45533350-2002 в следующих проектах:— Одноцепные железобетонные опоры со стойками С112, СВ110 и СВ105 ВЛ 10 кВ с защищенными проводами Шифр Л56-97.— Двухцепвые железобетонные опоры со стойками С112, СВ110 и СВ164 ВЛ 10 кВ с защищенными проводами Шифр Л57-97.— Железобетонные опоры для совместной подвески защищенных проводов ВЛ 10 кВ и самонесущих изолированных проводов одноцепной ВЛ 0,4 кВ. Шифр 19.0157.— Железобетонные опоры для совместной подвески защищенных проводов ВЛ 10 кВ и самонесущих изолированных проводов двух цепной ВЛ 0,4 кВ. Шифр 20.0027.— Переходные железобетонные опоры ВЛ 10 кВ с защищенными проводами. Шифр 21.0050.2.2. Для каждой опоры, разработанной в указанных проектах (п.2.1), даны указания по применению конкретного типа крепления РДИП-10 (документ 23.0067-05 и др.).2 3 На опорах одноцепной ВЛЗ 10 кВ устанавливается один разрядник РДИП-10, на опорах двухцепной ВЛЗ 10 кВ — два разрядника РДИП-10 (документ 23 0067-01); разрядники устанавливаются поочередно на фазахА, В, С, А и т.д.2.4. Перечень изделий на все крепления дан в документе 23.0067-04.2.5. Общий вид и спецификации для восьми типов креплений (Р1. Р8) даны на чертежах данного проекта.2.6. Рабочие чертежи траверс для креплений Р2 и Р5 даны в документах 23.0067-20 и 23.0067-21.2.7. Область применения разрядников РДИП-10 должна соответствовать требованиям ТУ 3414-023-45533350-2002.2.8. Вопрос применения РДИП-10 на ВЛЗ 10 кВ в акционерных обществах «Краснодарэнерго», «Ставропольэнерго», Ростовэнерго», «Астраханьэнерго» и «Волгоградэнерго» решается на местах с учетом распространения крупных птиц (орлов и др.) в зоне строительства ВЛ.

Каковы требования при установке разрядников на подходах к подстанциям на ВЛ 6, 10 кВ?

Данный вопрос надо рассматривать в контексте обеспечения защиты подходов к подстанциям. Данную защиту можно обеспечить путем установки разрядников в пределах первых трех четырех опор (около 200 метров) от подстанции. При установке разрядников на подходах сопротивление заземления должно быть малым, чтобы сработавшие разрядники смогли ограничить перенапряжения до допустимого уровня. Возможны следующие варианты обеспечения такой защиты и, соответственно, разные требования к заземляющему контуру:

— в случае защиты всей линии разрядниками от индуктированных перенапряжений, установленных с чередованием фаз, возможно ограничиться обеспечением сопротивления от 10 до 30 Ом в зависимости от удельного эквивалентного сопротивления грунта в соответствии с ПУЭ на последних трех опорах с разрядниками перед подстанцией (это минимальный вариант);

— вне зависимости от наличия разрядников на протяжении ВЛ, защиту подхода можно обеспечить путем установки комплекта из трех (для одноцепной ВЛ) разрядников РДИМ-10-1,5-IV-УХЛ1 на одной опоре за 200 м до подстанции с обеспечением сопротивления от 10 до 30 Ом в зависимости от удельного эквивалентного сопротивления грунта в соответствии с ПУЭ (это также минимальный вариант)

— наиболее полный вариант предполагает установку комплектов из трех (для одноцепной ВЛ) разрядников РДИМ-10-1,5-IV-УХЛ1 на всех опорах подхода, в этом случае, требование к величине сопротивления заземляющего контура оснащенных разрядниками опор можно снизить, т.е. оно может быть от 30 Ом.

Каковы требования при установке разрядников на ВЛ 35 кВ и выше?

При оснащении разрядниками всех фаз, сохраняется общая рекомендация по обеспечению, по возможности, низкого сопротивление заземления опор лишь на подходах к подстанциям. В случае же установки разрядников не на всех фазах, а такая возможность появляется для ВЛ 110 кВ и выше, величина сопротивления заземления опор оказывает непосредственное влияние на вероятность перекрытия незащищенных разрядниками фаз. Поэтому величина сопротивления заземления опор должна быть такой же, как была в расчетах, проводившихся при выборе схемы оснащения ВЛ разрядниками. При частичном оснащении фаз ВЛ разрядниками, возможна их установка только на верхних фазах — в отсутствии троса, на нижних — при наличии троса. При этом от величины сопротивления заземления опор зависит вероятность появления обратных перекрытий изоляции незащищенных фаз при протекании импульсного тока молнии по телу опоры и ее заземляющему устройству.

Как работают разрядники при гололеде и загрязнении?

Гололед образуется зимой, а зимние грозы — это достаточно редкое явление. Поэтому разрядники при гололеде не актуальны. Если рассматривать с точки зрения изоляционных качеств, то лёд — это диэлектрик. Чаще всего проблемы возникают весной во время таяния льда. Стекающая по разряднику вода может обеспечить путь для протекания тока. Исключить негативные последствия поможет правильный монтаж с соблюдением зазоров между электродом и проводом. Даже при отсутствии зазора перекрытие промежутков между электродами происходит при напряжении не менее 15 кВ (для РМК-20), а фазное наибольшее рабочее напряжение линии 20 кВ — 13,8 кВ.

Аналогичная ситуация с работой разрядников в условиях загрязнения. Чтобы обеспечить надежную работу устройств, надо правильно выставить воздушный промежуток.

Как отличить оригинальный разрядник РДИП-10 от контрафактного?

Отсутствует маркировка на самой оболочке ПИГР; конструкция кронштейна другая — у контрафакта сварной, у нас штампованный; оконцеватель (алюминиевый колпачок на торце изделия) — у нас в виде стакана цельный, полученный методом выдавливания, у контрафакта сделан из алюминиевой трубы и заглушен с одной стороны алюминиевой пробкой; внешняя поверхность ПИГР сильно затерта, пробой ПИГР при проверке электрической прочности изоляции; пружинные электроды на оригинальных разрядниках и плоские на контрафактных; на контрафактных РДИП шильды бывают «Стример», но без номера партии и номера изделия; как правило, в счетах и сопроводительных документах, контрафактные разрядники маркируются с использованием не римской, арабской 4-ки, т.е. РДИП-10-4-УХЛ1.

Характеристики

Разрядные характеристики РДИП-10 обеспечивают то, что ни один из изоляторов всех трех фаз в данной схеме не перекрывается, поскольку каждый из них защищен разрядником, установленным электрически параллельно ему и расположенным либо непосредственно рядом с изолятором, либо на соседней опоре.

При уровнях индуктированных перенапряжений, близких к импульсному напряжению срабатывания разрядника, возможно перекрытие разрядника лишь на одной опоре, приводящее к однофазному замыканию на землю. Ток замыкания при этом не превышает 10-20 А, и петлевой разрядник с общей длиной перекрытия 80 см гарантированно исключает возникновение силовой дуги.

 Основные технические характеристики

Установка

Разрядник предназначен для защиты ВЛ 6, 10 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений, которые составляют подавляющую долю от общего числа грозовых перенапряжений, способных приводить к перекрытиям изоляции.

Известно, что величина индуктированных перенапряжений не превосходит значения 300 кВ, и это позволяет при правильной организации молниезащиты исключить возможность одновременного перекрытия двух или трех фаз на одной опоре и, соответственно, междуфазных коротких замыканий. Для этого необходимо устанавливать по одному разряднику на опору с чередованием фаз, например, на первой опоре разрядник устанавливается на фазу А, на второй – на фазу В, на третьей – на фазу С и т. д.

При такой системе установки индуктированное на линии грозовое перенапряжение приводит к перекрытию разрядников на разных фазах соседних опор и образованию контура междуфазного замыкания сопровождающего тока напряжения промышленной частоты, в который включены сработавшие разрядники и сопротивления заземления опор, ограничивающие этот ток на уровне нескольких сотен ампер, способствуя его гашению и предотвращению отключения ВЛ.

РДИП1-10-IV-УХЛ1

РАЗРЯДНИК ДЛИННО-ИСКРОВОЙ ПЕТЛЕВОЙ МОДИФИЦИРОВАННЫЙ РДИП1-10-IV-УХЛ1

РДИП1-10 по характеристикам, принципу действия и назначению не отличается от разрядника РДИП-10-IV-УХЛ1, являясь лишь его конструктивной модификацией.

Конструктивное отличие РДИП1 от РДИП сводится к измененным форме изгиба петли, деталям узла крепления и способу обеспечения воздушного зазора между разрядником и проводом. Воздушный разрядный промежуток между электродом РДИП1 и проводом сохраняет установленные параметры независимо от геометрии провода в пролете и даже при проскальзывании провода в обвязке на изоляторе.

Похожие:

Инструкция, руководство по применению

РМК-10-И. Почему отказались от прокусывающего зажима?

Вопрос с отказом от прокусывающего зажима пока еще остается открытым. Однозначный ответ должна дать опытно-промышленная эксплуатация.

Сторонники отказа от зажима приводят в качестве аргумента следующие соображения: принцип работы этого разрядника таков, что срабатывает он очень быстро, за время порядка 100 мкс, т.е. проходит только импульс тока, появление которого обусловлено возникновением индуктированных перенапряжений на ВЛ; сопровождающий ток при этом не успевает нарасти до значений, которые могли бы привести к перегоранию провода. За это время невозможно повредить жилу провода. В отличие от РДИП или РМК, которые гасят сопровождающий ток за время одного полупериода (порядка 10 мс). За это время возможно повреждение жилы при большом количестве срабатываний (> 10).

Даже в случае отказа от зажима, при монтаже на СИП, необходимо проколоть изоляцию напротив электрода разрядника. Такое отверстие не будет чем-то опасным для провода, более того бытует мнение, что буквально через несколько месяцев нахождения провода СИП в эксплуатации целостность слоя изоляции на его поверхности разрушается, поэтому нет необходимости в том, чтобы прокалывать провод. Однако провод прокалывать все равно нужно, особенно на новых линиях, потому что существует риск того, что изоляция на незащищенных фазах окажется поврежденной и произойдет перекрытие одной из этих фаз.

Механизм нарушения целостности слоя изоляции на поверхности провода марки СИП: при загрязнении и увлажнении изолятора нулевой потенциал опоры выносится на оболочку провода. Получается, что всё напряжение фактически приложено к изоляции провода (между жилой и краем оболочки). СИП не рассчитан на такие нагрузки и изоляция будет «проедаться» напряжением промышленной частоты (это гипотеза, она будет проверяться в процессе ОПЭ).

Можно ли сгибать РМК-20 при монтаже для оптимизации искрового промежутка (по аналогии с РДИП), когда болты кронштейна уже затянуты?

Ни в коем случае. Внутри кабеля, который применяется в РДИП, находится стальной пруток. Внутри РМК-20 — стеклопластиковый стержень. Если в первом случае стальной пруток позволит изменить изначальную форму разрядника, то во втором случае, изгибая разрядник, его можно сломать без какого-либо полезного эффекта.

Регулировать величину искрового промежутка можно только с ослабленными болтами. В горизонтальной плоскости регулировка осуществляется путем вращения кронштейна разрядника на штыре изолятора. В вертикальной плоскости — ослабить болт в месте шарнирного соединения (кронштейн — ухо оконцевателя), выставить искровой промежуток, затем затянуть болт.

Принцип работы

Принцип работы разрядника основан на использовании эффекта скользящего разряда, который обеспечивает большую длину импульсного перекрытия по поверхности разрядника, и предотвращении за счет этого перехода импульсного перекрытия в силовую дугу тока промышленной частоты.

При возникновении на проводе ВЛ индуктированного грозового импульса искровой воздушный промежуток между проводом ВЛ и высоковольтным электродом разрядника пробивается, и напряжение прикладывается к изоляции между металлической трубкой и металлическим стержнем петли, соединённым с кронштейном и имеющим потенциал опоры.

Под воздействием приложенного импульсного напряжения вдоль поверхности изоляции петли от металлической трубки к кронштейну разрядника (по плечу с промежуточными электродами) развивается скользящий разряд. Вследствие эффекта скользящего разряда вольт-секундная характеристика разрядника расположена ниже, чем вольт-секундная характеристика изолятора, т.е. при воздействии грозового перенапряжения разрядник перекрывается, а изолятор нет. После прохождения импульсного тока молнии разряд гаснет, не переходя в силовую дугу, что предотвращает возникновение короткого замыкания, повреждение провода и отключение ВЛ.

Каковы отличия РДИП-10 от РМК-20?

РМК-20 и РДИП-10 относятся к разрядникам разных поколений. Раньше мы использовали в разрядниках принцип скользящего разряда, когда дуга горела снаружи при атмосферном давлении и гасла за счет удлинения дуги и разбиения ее на части. В РМК используется мультикамерная система — эта более современная технология, имеющая ряд преимуществ по сравнению с прежним поколением разрядников. За счет нее уменьшились габариты разрядников, они стали менее подвержены ветру и гололеду. Все это позволяет экономить на транспортных и складских издержках и максимально упрощает процесс и время, затрачиваемое на монтаж.

Как работает разрядник

Разрядники нужны для защиты воздушных линий электропередачи (ВЛ) от грозовых воздействий, в том числе и от последствий прямых ударов молний. ВЛ представляют собой длинные электрические цепи, состоящие из проводов и вспомогательных устройств, передающих и распределяющих электроэнергию. На любой протяженной линии есть несколько участков, которые требуют повышенного внимания. Например, если линия проходит через возвышенность, водную преграду, зону аномальной грозовой активности или расположена на подходе к подстанциям. 
Монтаж разрядников 10 кВ производства АО «НПО «Стример обеспечивает ограничение грозовых перенапряжений на линии, чем защищает оборудование электрических сетей и установок от аварийных отключений и повреждений после ударов молнии. 
При каждом воздействии молнии на энергетическое оборудование происходит выработка ресурса и значительное старение оборудования. Таким образом уменьшаются экономические потери от воздействия молнии на энергосистемы. Практика показывает, что затраты на мероприятия по молниезащите в несколько раз ниже, чем затраты на устранение последствий от ударов молнии.

Технические характеристики

Разрядные характеристики РДИП-10 обеспечивают то, что ни один из изоляторов всех трех фаз в данной схеме не перекрывается, поскольку каждый из них защищен разрядником, установленным электрически параллельно ему и расположенным либо непосредственно рядом с изолятором, либо на соседней опоре.

Длина перекрытия по изоляционной поверхности, мм, не менее

Импульсное разрядное напряжение, кВ, не более

Импульсное напряжение, выдерживаемое внутренней изоляцией, кВ, не менее

Одноминутное переменное напряжение, кВ, не менее: — в сухом состоянии — под дождем

Выдерживаемый импульсный ток 8/20 мкс, кА, не менее

Вы производите ОПН?

В мире на рынке устройств молниезащиты поставляются два типа устройств: ОПН и разрядники нашего производства. Просто искровые промежутки в расчет не берем. В РФ также продолжают выпускать трубчатые и вентильные разрядники, хотя, по общему мнению, они уже отжили свое, для линий 35 кВ и выше – точно. Есть новые разработки, например в Китае, это различные конструкции-комбинации ОПН, «рогов» и даже трубчатых разрядников. Но все они находятся на этапе исследования и серийно не поставляются.

Устройств на базе ОПН много, каждый производитель старается привнести что-то свое, но база одна – это варисторы. А варисторы требуют бережного отношения, обладают определенной пропускной способностью.