книги из ГПНТБ / Рябкова Е.Я. Расчет заземляющих устройств (Заземления в установках высокого напряжения) учеб. пособие

Рис. Ѵ-13. Вольт-_амперные характеристики сеток -jAS = 20 м

и / S = 80 м с ячейками 10X10 н2

Рис. Ѵ-14.. Кривые опасных параметров для подстанций 35 кв

и ПО кв при сетках с -j/~S = 80 м в грунтах с р = 150 — 1000 омм

I

91

\

92

На рис. Ѵ-16 приводятся кривые грозоупорности подстан­ ций 110 и 35 кв при различных заземлителях в зависимости от удельного сопротивления грунта. Задаваясь необходимой величиной показателя грозоупорности подстанций 35 и ПО кв можно выяснить, при каком заземлителе и до какого удельного сопротивления грунта возможно использование; заземлителя подстанции для заземления молниеотводов.

-~і

б) Рекомендации по использованию заземлителя подстанции для заземления молниеотводов (из проекта

«Руководящих указаний по защите подстанции 3—500 кв от прямых ударов молнии . . . »

1. Заземляющий контур подстанции используется для за­ земления молниеотводов в случаях:

1) установки молниеотводов на конструкциях ОРУ и,

втом числе, на трансформаторных порталах;

2)подсоединения отдельно стоящего молниеотвода к за­ земляющему контуру подстанции;

3)присоединения тросовых молниеотводов воздушных линий к входным порталам ОРУ подстанций.

2. Установка молниеотводов допускается;

1) на конструкциях ОРУ напряжением .220 кв и выше во всех случаях;

2) на конструкциях ОРУ напряжением ПО и 150 кв при грунтах с удельным сопротивлением*:

а) р -<1000 омм — независимо от размеров площади за­ землителя подстанции;

б) 1000<р<:2000 омм — на подстанциях с площадью за­ землителя не менее 10000 ж2.

3)На конструкциях ОРУ напряжением 35 кв при грунтах

судельным сопротивлением:

а) р < 500 омм — независимо от размеров площади за­ землителя подстанции;

б) 500<р<!750 омм — на подстанциях с площадью зазем­ лителя не менее 10000 м2.

4) На трансформаторных порталах и конструкциях ОРУ, удаленных от трансформатора по магистрали заземлителя

* В разделе «Заземление молниеотводов подстанций» здесь и /далее требования к удельным сопротивлениям грунта — в период грозового се­ зона.

95

подстанции на расстояние до 15 м, при грунтах с удельным сопротивлением 350 омм, при условии установки вен­ тильных разрядников на выводах обмоток трансформатора

а в случае подстанций с высшим напряжением 35 кв, кроме

отвода к заземляющему контуру подстанциидопускается в тех же случаях, когда допускается установка молниеотво­ дов на конструкциях ОРУ.

4. Присоединение тросовых молниеотводов к заземлен­ ным конструкциям ОРУ допускается:

1 ) для линий напряжением 2 2 0 кв и выше без ограни­

чений; 2) для линий напряжением 150, ПО и 35 <кв в тех же

случаях, когда допускается установка молниеотводов на конструкциях ОРУ.

5. В случаях, когда присоединение тросовых молниеотво­ дов к конструкциям ОРУ не допускается, связь ближайшей опоры линии, а, следовательно, и системы трос — опоры, с заземлителем подстанции может быть осуществлена го­ ризонтальной полосой, проложенной в земле.

6 . С целью уменьшения вероятности обратных перекры­

тий изоляции оборудования подстанции при использовании для заземления молниеотводов заземляющего контура под­ станции, при его выполнении необходимо учесть следую­ щее:

1 ) заземлитель Нодстанции в месте присоединения к не­

му молниеотвода должен быть выполнен таким образом, чтобы от стойки конструкции со стержневым или тросовым

по одному вертикальному электроду длиною /> 3 м;

3)во всех случаях следует отдалять друг от друга места присоединения молниеотвода и оборудования к магистрали заземлителя. Например, путем использования для их при-* соединения разных магистралей;

4)расстояние по магистрали заземлителя между местом подсоединения к ней молниеотвода іи корпуса трансформа-

96

тора должно быть не менее 15 м. При меньших расстояниях должны выполняться требования (п. 2.4) для случаев уста­ новки молниеотводов на трансформаторных порталах.

в) Обеспечение грозоупорности подстанции отдельно стоящим молниеотводом с обособленным заземлителеМ

В тех случаях, когда присоединение молниеотводов к заземлителю подстанции не обеспечивает необходимой грозо­ упорности подстанции при ПУМах, защита ОРУ выполняет­

ся отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособ­ ленный заземлитель, электрически не связанный с заземлителем подстанции.

Потенциал на обособленном заземлителе молниеотвода может быть допущен выше, так как он не ограничивается непосредственно импульсной прочностью оборудования. Но в то же время этот потенциал не должен превышать пробивного напряжения по земле и по воздуху от отдельно стоящего молниеотвода и его заземлителя до ОРУ подстан­ ции и ее заземлителя.

Очевидно, что с уменьшением импульсного сопротивле­ ния заземлителя молниеотвода необходимые расстояния по земле и по воздуху уменьшаются, молниеотвод прибли­ жается к защищаемому объекту и его высота может быть уменьшена. Кроме того, сама установка молниеотвода с его заземлителем, в особенности, когда он располагается внутри заземляющего контура подстанции, должна занимать мини­ мальную площадь. Поэтому в качестве заземлителя отдельно стоящего молниеотвода рекомендуется использовать сосре­ доточенный заземлитель из одного, двух вертикальных элек­ тродов, горизонтальный размер которого вместе с искровой зоной не увеличит заметно расстояние от оси молниеотво­ да до заземлителя подстанции.

При протекании тока молнии через сосредоточенный за­ землитель молниеотвода его максимальный потенциал будет

определяться, очевидно, только амплитудой тока молнии и не зависеть от его крутизны. Поэтому вероятность появ­ ления того или иного потенциала на заземлителе молние­ отвода будет определяться вероятностью только амплитуды тока молнии.

При принятом показателе грозоупорности М и сосредо­ точенном заземлителе молниеотвода вероятность

Р = MN п о р =Рі

появления на нем недопустимого потенциала является вероятностыо опасного тока I, определяемого из кривой ве­ роятности.

При найденном токе / рассчитывается импульсное сопро­ тивление заземлителя Zu и необходимое расстояние по земле

где £ 3 = 300 кв/м и £ в = 500 кв/м — средние разрядные напря­

женности в земле и в воздухе; а = 30 кв/мксек — принимае­ мая здесь крутизна тока молнии; L = 1,7 мкгк/м —индуктив­ ность молниеотвода; h' — высота над землей точки молние­ отвода с наикратчайшим расстоянием до ОРУ подстанции.

В соответствии с проектом новых «ПУЭ», эти расстояния по земле и по воздуху не должны быть менее, соответствен­ но, 3 ж и 5 м.

Рассмотрим условия' для осуществления защиты от ПУМов небольшой подстанции 35 кв одним отдельно стоя­

что соответствует по кривой вероятности токов молнии опасному току

I 30 ка.

98

При величине опасного тока 7=30 ка определяется им­ пульсное сопротивление вертикального электрода /= 1 0 м.

Радиус искровой зоны или фиктивный радиус электрода

ф2я1Епр 2я • 10 • 1000

Потенциал на заземлителе молниеотвода при 7=30 ка

U= 7Z„= 30-59,3 = 1779 кв.

Расстояние между заземлителями молниеотвода и под­ станции с учетом искровой зоны должно быть:

Расстояние по воздуху (при /і'=15 м) должно быть:

S .= ц + °и '=1-7” + Е - - Ы -.І5 = 5,08^

7*