Опыт применения линейных ОПН и разрядников АО «Полимер-Аппарат»

Нормативно-технические документы по применению линейных ОПН и разрядников

В процессе эксплуатации на изоляцию воздушных линий электропередачи воздействуют внутренние и внешние перенапряжения. Наибольшую опасность для изоляции ВЛ из внешних перенапряжений представляют молниевые разряды. Для повышения грозоупорности ВЛ на класс напряжения 35–500 кВ применяются линейные защитные аппараты — ограничители перенапряжений и линейные разрядники.

Колычев А.В., заместитель генерального директора по научной работе АО «Полимер-Аппарат»

В настоящее время вопросам повышения грозоупорности ВЛ 110–500 кВ с применением линейных ограничителей перенапряжений (ОПН) и линейных разрядников (ЛР) уделяется достаточно большое внимание. Объективными предпосылками для этого служат, с одной стороны, возрастающие требования к надежности, качеству электроснабжения потребителей, с другой стороны, негативная статистика по аварийным отключениям ВЛ, которая показывает, что доля грозовых отключений в общем числе отключений наиболее проблемных ВЛ может достигать 50% и более.

Характерными случаями применения линейных защитных аппаратов являются:

1) защита ВЛ, в особенности двухцепных ВЛ на опорах башенного типа, в районах с плохо проводящими грунтами и большим сопротивлением заземления опор, которое трудно уменьшить доступными способами (применение ЛР в этом случае позволяет исключить межцепные замыкания и обеспечить надежную работу хотя бы одной из цепей);

2) защита ВЛ без грозозащитных тросов в районах с высокой интенсивностью гололедных и ветровых нагрузок, а также пролетов ВЛ без троса.

Защита воздушных линий электропередачи от грозовых перенапряжений определятся нормативными документами ПУЭ, РД 153-34.3-35.125-99. Применение линейных защитных аппаратов отражено в нормативно-технических документах, СТО 56947007-29.240.01.221-2016 Руководство по защите электрических сетей напряжением 110–750 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений, Сборнике директивных указаний. Часть 2. ПАО «Россети» № 478р от 03.11.2016 и СТО 56947007-29.130.10.197-2015 Методические указания по применению ОПН на ВЛ 6–750 кВ.

Согласно Методическим указаниям по применению ОПН на ВЛ 6–750 кВ, целью применения защитных аппаратов (линейных ОПН и линейных разрядников на ВЛ) является обеспечение требуемой надежности работы электрических систем в условиях грозовых перенапряжений.

Основной задачей является обеспечение среднего числа грозовых отключений ВЛ, не превышающего допустимого значения, которое определяется требованиями АО «ФСК ЕЭС» и зависит от допустимого числа перерывов электроснабжения, успешности АПВ, ресурса выключателей, доли грозовых отключений в общем числе автоматических отключений коротких замыканий, межремонтного периода выключателей, длины ВЛ. За допустимые показатели принимается среднее эксплуатационные показатели по грозовым отключениям. Например, для ВЛ 110 кВ средний эксплуатационный показатель составляет 1,0 откл/100 км. 

Для защиты изоляции воздушных линий электропередачи АО «Полимер-Аппарат» разработал и аттестовал конструкции линейных ОПН и ЛР на классы напряжения 6–500 кВ.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛИНЕЙНЫХ ОПН И ЛР С ВНЕШНИМ ИСКРОВЫМ ПРОМЕЖУТКОМ

Линейные ОПН представляют собой полноценные ограничители перенапряжений подвесного исполнения, которые непосредственно подсоединяются к фазному проводу и предназначены для защиты линейной изоляции. Заземление линейного ОПН осуществляется с помощью специального устройства — отделителя, которое срабатывает при внутреннем пробое ОПН и, соответственно, разрывает цепь его подключения к заземленной опоре, устраняя возможность протекания длительного тока однофазного КЗ на линии. При этом возможно отключение линии, если настройка защиты от однофазных замыканий будет менее 0,1 с. При автоматическом повторном включении (АПВ) ВЛ будет успешным. Отсоединенный провод заземления и поврежденный линейный ОПН не препятствуют работе ВЛ и при осмотре линии оборванный шлейф однозначно укажет на поврежденный аппарат. Зачастую повреждение первых отделителей было связано с механическими воздействиями от ветровых нагрузок. При этом сам аппарат не повреждался. Разработанные в настоящее время отделители производства
АО «Полимер-Аппарат» обладают повышенными механическими характеристиками.
Возможны два способа установки линейных ОПН на ВЛ. Первый способ — ограничитель закрепляется на траверсе опоры и гибким проводником подключается к проводу (рисунок 1а) и второй способ — подвеска на фазный провод, когда один фланец линейного ОПН крепится к поддерживающему зажиму, а другой конец гибким заземляющим проводником подключа-
ется к телу опоры.
Выбор основных характеристик линейных ОПН обусловлен, с одной стороны, требованиями выдерживанием ОПН квазистационарных перенапряжений, возникающих в сети. С другой стороны, остающееся напряжение на линейном ОПН должно быть согласовано с разрядными характеристиками линейной изоляции ВЛ:

где UоОПН — остающееся напряжение на линейном ОПН при грозовом импульсе тока 10 кА (8/20 мкс);
U50 — наименьшее из значений 50%-го разрядного напряжения гирлянды изоляторов при воздействии стандартных грозовых импульсов (1,2/50 мкс) положительной и отрицательной полярностей.
Линейные ОПН, устанавливаемые на ВЛ без тросов, подвержены значительным токовым и энергетическим воздействиям при ударах молнии в фазные провода. Поэтому
выбор энергетических характеристик, класса пропускной способности линейного ОПН продиктованы условием выхода из строя ОПН за определенный период времени.
Обычно поток отказов линейных
ОПН (число повреждений) принимается на уровне не более 0,1 повреждения на 100 км в год. Линейные ОПН должны иметь класс пропускной способности не ниже 3 класса.

С ПОЛНОЙ ВЕРСИЕЙ СТАТЬИ ВЫ МОЖЕТЕ ОЗНАКОМИТЬСЯ НИЖЕ