Устройство защиты от перенапряжения УЗПН

 

 

 
Основные характеристики
Основные технические параметры УЗПН представлены в таблице.
Основные технические параметры УЗПН
 
 
1. Класс напряжения сети, кВ
 
10
 
2. Остающееся напряжение при грозовых импульсах тока 8/20 мкс, кВ
с амплитудой: 5000 А
10000 А
20000 А
 
38,9
42,1
47,5
3. Количество воздействий импульсов большого тока 4/10 мкс с максимальным значением 65 кА, не менее:
 
2
 
4. Способность к рассеиванию энергии, кДж, не менее
 
12,4
 
5. Искровой промежуток, мм
 
60
 
6. Импульсное 50%-процентное разрядное напряжение, кВ
 
92
 
7. Масса, кг, не более
 
2,49
 

 

ПРИМЕЧАНИЕ:
При использовании на ВЛ с нестандартным уровнем изоляции защитные характеристики УЗПН легко координируются изменением длины искрового промежутка. В этом случае длина искрового промежутка должна выбираться и быть проверена с точки зрения координации обеспечиваемого защитного уровня и необходимого уровня изоляции для конкретных ВЛ.
Сравнение УЗПН с другими средствами защиты ВЛ 6 –10 кВ от грозовых перенапряжений
1. Дугозащитные рога (устройства защиты от дуги (УЗД)
Конструкция и размещение дугозащитных рогов выбирается таким образом, чтобы любое длительное однофазное замыкание переходило в межфазное, при котором автоматическая защита отключает всю воздушную линию. Последующим АПВ или РПВ линия приводится в исходное состояние. Кратковременное же однофазное замыкание благодаря спиральным шунтам, защищающим провод в районе изоляторов, не представляет опасности для изолированного провода и не приводит к межфазному замыканию и, соответственно, к отключению линии автоматической защитой, что доказано опытом эксплуатации обычных ВЛ с «голыми» проводами.
 
Проще говоря, устанавливаемые на все три провода вблизи изоляторов дугозащитные рога вместе со спиральными шунтами, обвивающими провод имитируют в районе опоры участок с «голыми» проводами (примерно 1,5 метра). Поскольку на линии с «голыми» проводами дуга под воздействием электро-динамических сил способна перемещаться одним из своих концов вдоль провода, возможность повреждения последнего вследствие теплового воздействия дуги мало вероятна, что однозначно подтверждает опыт эксплуатации обычных ВЛ 6 – 10 кВ с голыми проводами. При пере-крытии изоляторов в следствии индуктированных перенапряжений токи дуговых замыканий, практически, всегда будут ограничиваться сопротивлениями заземления опор и не будут превышать 500А, что будет представлять из себя кратковременное однофазное замыкание на землю. В этом случае дуга под воздействием электродинамических сил, также как и в случае с голыми проводами будет иметь возможность свободного перемещения по защитному шунту УЗД, что исключит возможность длительного теплового воздействия на изолированный провод, находящийся под защитным шунтом. 
 
В случае длительного однофазного замыкания на землю, обусловленного прямыми ударами молнии и токами замыкания более 500 А, однофазное замыкание переходит в межфазное, так как расстояние между проводами соседних фаз на линиях с изолированными проводами значительно меньше (на 200 мм) чем на линиях с «голыми» проводами. Сокращенное межфазное расстояние создает предпосылки к переходу однофазного замыкания в межфазное, способствующим фактором которого является активная ионизация воздуха в районе горения дуги. Таким образом, дугозащитные рога (УЗД) являются надёжным и наиболее дешевым средством грозозащиты. Однако при питании некоторых ответственных потребителей недопустимо полное прерывание питания даже на паузу АПВ. Тем более, что количество отключений ВЛ сильно увеличивается, т. к. многие из первоначально однофазных замыканий будут переходить в межфазные и, соответственно, приводить к отключению ВЛ. Еще одним недостатком данной системы является возможность короткого межфазного замыкания при попадании на дугозащитные рога и шунты УЗД посторонних предметов (например, в лесистой местности), что может привести к выходу линии из строя уже на продолжительное время.
 
2. Длинно искровые разрядники РДИ и УЗПН
Заявленные функциональные характеристики РДИ и УЗПН близки.
Принцип действия РДИ основан на исключении перехода искрового перекрытия в силовую дугу за счет удлинения импульсного пути скользящего разряда. Данный эффект был описан еще в 50-х годах прошедшего столетия как отечественными, так и зарубежными специалистами, но не находил широкого применения в грозозащите ВЛ. Устройства, подобные УЗПН, уже долгое время успешно применяются во многих странах. Кроме того, неоспоримым фактом является то, что именно устройства на базе ОПН являются самым эффективным способом защиты от грозовых перенапряжений как самих линий, так и подстанционного оборудования, что подтверждено многолетним отечественным и зарубежным опытом эксплуатации данных устройств. Единственным преимуществом РДИ перед устройствами на базе ОПН считалась их стоимость. Финансовые возможности отечественных энергосистем не позволяли массово применять наиболее надежные системы грозозащиты ВЛ импортного производства из-за их высокой стоимости - около 9 тыс. рублей за комплект защиты одной фазы на опоре.