Изоляторами называют электротехнические изделия, предназначенные для изолирования разнопотенциальных частей электроустановки, то есть для предотвращения протекания электрического тока между этими частями электроустановки, и для механического крепления токоведущих частей.
Подстанция защищена от прямых ударов молнии отдельно стоящим молниеотводом. Молниеотвод присоединяется к обособленному заземлителю, электрически не связанному с заземлителем подстанции.
Рассчитать минимально допустимое расстояние между отдельно стоящим молниеотводом и объектом высотой hx = 5 м, если сопротивление заземлителя молниеотвода равно rи = 25 Ом.
Назначение молниеотводов – воспринять подавляющее число ударов молнии в пределах защищаемой территории и отвести ток молнии в землю.
Каждый молниеотвод, состоит из молниеприемника, возвышающегося над защищаемым объектом, заземлителя и токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем. По типу молниеприемников различают стержневые молниеотводы и тросовые молниеотводы. Стержневые молниеотводы выполняются в виде вертикально установленных стержней (мачт), соединенных с заземлителем, а тросовые – в виде горизонтально подвешенных тросов. Металлический стержневой молниеотвод или опора одновременно выполняют функции токоотвода. Если же молниеприемник молниеотвода (стержень, трос) расположен на изолирующих опорах (дымовые трубы, деревянные опоры), то по ним прокладываются тросы, соединяющие молниеприемник с заземлителем.
Защитное действие молниеотводов основано на явлении избирательной поражаемости молнией высоких объектов.
Схема испытания изоляции импульсными напряжениями. Характеристика стандартного полного и срезанного импульсов.
Основная идея проверки качества изоляции повышенным напряжением весьма проста. К изоляции прикладывается испытательное напряжение, превышающее рабочее. Если изоляция нормального качества, она выдерживает испытания, если дефектная – пробивается. Общий недостаток таких испытаний состоит в том, что дефектная изоляция необратимо разрушается и ее уже, как правило, нельзя отремонтировать.
При заводском контроле и при исследованиях приложением повышенных напряжений проверяется способность изоляции выдерживать грозовые и внутренние перенапряжения, т. е. кратковременная электрическая прочность. В связи с этим форма и величины испытательных напряжений устанавливаются такими, чтобы они были эквивалентны по воздействию соответствующим перенапряжениям.
Линии напряжением 220 кВ и выше защищаются тросами по всей длине.
Линии 110 и 150 кВ также рекомендуется защищать тросом по всей длине.
Линии 110 кВ на деревянных опорах никакой дополнительной грозозащиты не требуют, за исключением подвески тросов на подходах к подстанциям и установки трубчатых разрядников в начале подхода.
Линии 35 кВ на металлических опорах обычно не защищаются тросами, поскольку эти линии работают в системе с изолированной нейтралью.
Линии 35 кВ на деревянных опорах не требуют дополнительных мер грозозащиты.
Линии 3–10 кВ не требуют особых мероприятий по грозозащите, за исключением установки трубчатых разрядников в местах с ослабленной изоляцией и на подходах к подстанциям.
Рассчитать индуктированное перенапряжение на проводах линии со средней высотой подвеса провода 10 м. Разряд молнии с током 100 кА произошел на расстоянии 50 м от линии
При ударах молнии в землю у поверхности земли создается значительная напряженность электрического поля, под действием которой на линии образуется индуктированное напряжение. Механизм образования волны индуктированного перенапряжения в линии представим на рисунке.
Измерения сопротивления утечки выполняются с помощью простых переносных приборов – мегомметров.
По сопротивлению (или току) утечки можно судить о наличии в изоляции не только распределенных, но и сосредоточенных дефектов. Например, механические повреждения в виде неполных проколов или поперечных трещин, а также следы от незавершенных разрядов часто приводят к сильному снижению сопротивления изоляции.
Недостатком контроля изоляции по сопротивлению утечки является то, что в ряде случаев на результаты измерения сильное влияние могут оказывать утечки по поверхности твердых диэлектриков, которые не всегда правильно отражают состояние изоляции.
Зона защиты тросового молниеотвода. Вертикальное сечение зоны защиты тросового молниеотвода строится так же, как для стержневого, но с другими числовыми коэффициентами.
При рассмотрении условий защиты внешних проводов (или любого провода при одном тросе) обычно пользуются понятием не зоны защиты, а угла защиты α. Для защитной зоны на высоте более 0,7h α = 31°.
Наличие защитных тросов не гарантирует 100%-ной надежности защиты; всегда существует некоторая вероятность поражения провода – «прорыва молнии мимо тросовой защиты». В отличие от подстанций, территории которых поражаются молнией 1 раз в несколько лет, линии подвергаются прямым ударам десятки раз за грозовой сезон. Поэтому даже весьма малая вероятность прорыва молнии имеет существенное значение.
Для снижения вероятности прорыва молнии уменьшают защитные углы на высоких опорах путем раздвигания тросостоек к концам траверсы; условия защиты среднего провода при этом обычно сохраняются.
Для защиты линий и оборудования подстанций от перенапряжений используют следующие устройства:
Защитное действие тросов и молниеотводов основано на отводе тока молнии от защищаемого оборудования. Остальные защитные устройства выполняют две функции:
Назначение молниеотводов – воспринять подавляющее число ударов молнии в пределах защищаемой территории и отвести ток молнии в землю.
Каждый молниеотвод, состоит из молниеприемника, возвышающегося над защищаемым объектом, заземлителя и токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем. По типу молниеприемников различают стержневые и тросовые молниеотводы. Стержневые молниеотводы выполняются в виде вертикально установленных стержней (мачт), соединенных с заземлителем, а тросовые – в виде горизонтально подвешенных тросов. Металлический стержневой молниеотвод или опора одновременно выполняют функции токоотвода. Если же молниеприемник молниеотвода (стержень, трос) расположен на изолирующих опорах (дымовые трубы, деревянные опоры), то по ним прокладываются тросы, соединяющие молниеприемник с заземлителем.
Защитное действие молниеотводов основано на явлении избирательной поражаемости молнией высоких объектов.