УЗПН устройства защиты от перенапряжений МЗВА

УЗПН - устройства защиты от перенапряжений

Устройства защиты от перенапряжений УЗПН

Актуальность разработки устройств защиты от перенапряжения воздушных сетей обострилась с введением в силу ГОСТа Р 52373-2005 о «Самонесущих изолированных и защищенных проводах для ВЛ», который обязал использовать эти провода при строительстве новых линий электропередач (ЛЭП) и модернизации действующих. Изолированный провод, при цене выше «оголенного» на 20%, существенно повышает эксплуатационные свойства линии и снижает уровень потерь. Использование провода позволяет снизить уровень потерь до среднеевропейского (7…9%) и повысить качество подачи электроэнергии потребителю (сокращение количества и длительности отключений, уменьшение скачков напряжения и т.п.).

Эксплуатация воздушных линий, защищенных изоляцией (ВЛЗ), показала, что они уязвимы для перенапряжения, которое вызывает оплавление и разрушение изоляции, и для грозового воздействия (удара молнии) из-за особенности образования и горения дуги. При ударе молнии и перекрытии изолятора волной перенапряжения возникает дуга вблизи изолятора с пробоем изоляции провода, которая горит с частотой генерации. Но в отличие от «голого» провода, по которому дуга может перемещаться не вызывая перегорания провода, на изолированном проводе дуга горит только в месте образования, что приводит к его обрыву.

Существует два технических решения защиты ВЛЗ от перенапряжения и дуги, возникающей от удара молнии.

1. Устройства защиты от дуги типа дугозащитные рога (УЗД).

2. Устройства защиты от перенапряжения (УЗПН) на основе ограничителей напряжения нелинейных (ОПН).

УЗД работает в условиях грозового воздействия и больших коммутированных токов, которые вызывают образование дуги. Устройство достаточно эффективное и недорогое, но оно не действует при перенапряжении без дугообразования.

Принцип работы УЗПН

Классическая схема подключения ОПН (между фазным проводом и землей) имеет серьезный недостаток — низковольтный варистор не выдерживает последствия удара молнии, а высоковольтный может не срабатывать на перенапряжение относительно небольшой мощности. С помощью ОПН удается глубоко ограничить коммутационные перенапряжения до уровня (1,55÷1,75) рабочего фазного напряжения (Uр.ф.) и грозовые перенапряжения до уровня (1,9÷2,2)Uр.ф. При больших значениях перегрузки ОПН выходит из строя.

Решением проблемы стало помещение в цепь элемента с воздушным зазором (искровым промежутком). Один конец ОПН крепится к заземленной опоре, на другом закрепляется, регулируемый по длине, проводник (электрод 1). На фазный изолированный провод устанавливается зажим, с выступами для прорезки изоляции, и металлическим проводником (электрод 2). При ударе молнии или возникновении коммутируемых токов дуга пробивает воздушный зазор УЗПН и «открывает» варистор, через который происходит сброс энергии. За счет подбора соответствующего типа ОПН и регулировкой воздушного зазора можно добиваться точного значения сброса перенапряжения с фазы.

При добавлении в конструкцию оголенного провода (спиральная вязка), намотанного на провод с изоляцией эта система будет работать в двух режимах:

• При перенапряжении на фазе (без дугообразования) пробой воздушного зазора инициирует работу варистора, и перенапряжение будет «сброшено» на землю.

• При образовании дуги коммутированными токами (перекрытие изолятора) дуга будет гореть на проводнике, а часть энергии пробьет воздушный зазор УЗПН и включит в работу варистор.

Устройства устанавливаются с последовательным чередованием фаз по одному на каждую опору. Такая схема позволяет защищать линию от всех видов перенапряжения без разрушения самой линии.

Конструкции УЗПН

УЗПН применяются для защиты различных по мощности и конструкции ВЛ, что и определяет разнообразие конструктивных исполнений, которое отражено в обозначении:

• Ш — линия на штыревых изоляторах. ОПН с электродом 1 для искрового промежутка крепится вблизи крепления изолятора. Зажим с прорезающими губками и электродом 2 крепится на изолированный провод.

• ОЛ — линия на опорных линейных изоляторах. Для крепления одного из электродов используется удлинительная штанга.

• ПС — линия на подвесных стеклянных изоляторах. ОПН с электродом 1 крепится на удлиненном кронштейне. Зажим с прорезающими губками имеет место для крепления поддерживающего кронштейна для регулируемого электрода 2.

• ЛК — линия на подвесных полимерных изоляторах. Габариты полимерных изоляторов меньше стеклянных, поэтому удлинительные кронштейны не используются. ОПН с электродом 1 крепится к креплению изолятора, а зазор выставляется за счет положения зажима на проводе с гнущимся электродом 2 нужной длины.