УДК 551.594

ЗАЩИТА ПС-220/110/10 КВ “ПРИМОРСКАЯ” ОТ ОБРАТНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ ОТ УДАРА МОЛНИИ

Стрижова Татьяна Анатольевна1, Агапитов Владислав Михайлович2
1Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», доцент, кандидат технических наук
2Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», студент

Аннотация
В статье оцениваются импульсные напряжения, возникающие в оборудовании подстанции при ударе молнии. Рассчитываются сопротивления системы заземления при протекании тока молнии. Приводятся рекомендации по использованию глубинных заземлителей для формирования контура заземления подстанции ПС-220/110/10 кВ "Приморская".

Ключевые слова: заземляющее устройство подстанции, молниеотвод, обратные перекрытия, удар молнии, электромагнитная совместимость


PROTECTION OF SUBSTATION 220/110/10 KV "SEASIDE" FROM THE BACK OF THE SLAB FROM LIGHTNING

Strizhova Tatiana Anatolievna1, Agapitov Vladislav Mikhailovich2
1National mineral resources University "Mining", associate Professor, candidate of technical Sciences
2National mineral resources University "Mining", student

Abstract
The paper estimates the pulse voltage arising in the equipment of the substation lightning. Calculated resistance of the grounding system, when the flow of lightning current. Provides guidance on the use of deep earthing for the formation of a ground loop substation substation 220/110/10 kV "Primorskaya".

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Стрижова Т.А., Агапитов В.М. Защита ПС-220/110/10 кВ "Приморская" от обратных перекрытий от удара молнии // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 2. Ч. 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/02/46486 (дата обращения: 04.06.2017).

Прямой удар молнии в молниеотвод на подстанции приводит к возникновению в нем импульсного напряжения амплитудой, равной:

Uo=IмRи +Iм`L           (1)

где Iм и -Iм ` – амплитуда и крутизна тока молнии,

Rи - импульсное сопротивление заземления молниеотвода

L – индуктивность токоотводящего спуска молниеотвода.

Предотвратить обратные перекрытия можно путем снижения импульсного сопротивления заземления молниеотвода и удаления защищаемых объектов от молниеотвода на безопасное расстояние:

S> Uo / E доп            (2)

где для воздуха Едоп=300 кВ/м.

Согласно [1] расстояние между защищаемым объектом и молниеотводом по воздуху рекомендуется выбирать по выражению

Sв > 0,12 Rи +0,1 h x           (3)

Sв ≥5 м

В земле расстояние между электродами обособленного заземлителя молниеотвода и заземляющим устройством открытого распределительного устройства (ОРУ) подстанции рекомендуется выбирать не менее

Sз> 0,2 Rи            (4)

Sз≥3 м

Заземляющие проводники от молниеотвода в трех разных направлениях под углом 90 градусов друг к другу, чтобы уменьшить коэффициент импульса заземлителя и обеспечить равномерное растекание тока молнии по земле.

Сопротивление заземления при протекании импульсного тока молнии Rи и сопротивление при растекании тока промышленной частоты Rз связаны соотношением

Rи=αи Rз           (5)

где αи – коэффициент импульса заземлителя, который зависит от величины и формы протекающего через заземлитель тока и протяженности заземлителей и может быть больше или меньше единицы.

Значение αи>1 обусловлено влиянием индуктивности протяженных заземлителей, возрастающей с ростом длины заземлителей и уменьшением длительности фронта импульса тока молнии. Если с заземлителя стекает большой импульсный ток, то в грунте образуется электрическое поле с напряженностью

Е = ј ρз           (6)

где ј – плотность тока,

ρз – удельное сопротивление грунта.

С увеличением напряженности проявляется полупроводниковое свойство грунта, приводящее к снижению ρз. Поэтому по мере роста плотности тока в грунте его удельное сопротивление снижается. Если плотность тока продолжает расти, то напряженность достигает пробивного значения и возникает искрообразование в грунте. Что существенно снижает падение напряжения вблизи заземлителя. Дальнейшее увеличение плотности тока может перевести искровой разряд в дуговой.

Таким образом, вблизи заземлителя возникают четыре зоны проводимости грунта: дуговая, искровая, полупроводниковая и постоянной проводимости. Образование этих зон обуславливает снижение удельного сопротивления грунта и уменьшение αи , то есть уменьшение импульсного сопротивления заземлителя.

В грозозащитных заземлителях наибольшее значение имеет величина сопротивления заземлителя в момент максимума тока молнии. В районах с большим удельным сопротивлением грунта, более 1000 Ом м целесообразно использовать глубинные заземлители, то есть вертикальные стержни, погруженные до уровня грунтовых вод. Их глубина может достигать нескольких десятков метров и глубинный заземлитель может пересекать слои грунта с различными удельными сопротивлениями.

В результате исследований были предложены практические рекомендации по защите ПС-220/110/10 кВ «Приморская» от обратных перекрытий при ударе молнии в оборудование, выполнены расчеты сопротивления контура заземления подстанции с учетом использования глубинных заземлителей, определены четыре зоны проводимости грунта: дуговая, искровая, полупроводниковая и постоянной проводимости.


Библиографический список
  1. Правила устройств электроустановок (ПУЭ). 7-е издание.
  2. Методика МЭК 62305-2 «Молниезащита» (International Standard IEC 62305 Protection Against Lightning)
  3. Александров Г.Н. Молния и молниезащита. СПб.: Изд-во политехн.ун-та, 2007.-280 с.
  4. Способ измерения поляризационного потенциала металлических подземных сооружений без отключения станции катодной защиты. Голдобина Л.А., Гусев В.П., Попова Е.С., Орлов П.С., Орлов С.П., Ряхин А.Н. патент на изобретение RUS 2461842   10.11.2010.
  5. Угаров Г.Г., Мошкин В.И. Перспективы развития силовых электромагнитных импульсных систем.-Вестник Курганского государственного университета. Серия: Технические науки. 2013, №29, с.88-90.
  6. Мошкин В.И., Шестаков Д.Н., Афтеев В.И. Об установке генераторных выключателей в блоках электростанций при их  модернизации. Вестник Курганского государственного университета. Серия: Технические науки. 2010, №17, с.87-91.
  7. Предупреждение аварий и катастроф на катоднозащищенных подземных трубопроводах бесконтактными методами идентификации коррозионного разрушения (теория и практика). Монография/Голдобина Л.А., Шкабак В.С., Орлов П.С., Санкт-Петербургский гос.ун-т, Санкт-Петербургский гос.аграрный ун-т, Ярославская гос.с.-х.акад., СПб, 2012.


Все статьи автора «Стрижова Татьяна Анатольевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: