- •Выбор числа изоляторов в гирлянде
- •Выбор числа изоляторов в зависимости от степени загрязненности атмосферы
- •Выбор числа изоляторов по условиям работы гирлянд под дождем при воздействии внутренних перенапряжений
- •2 Расчет молниезащиты территории подстанции
- •2.1 Зоны защиты молниеотводов
- •Указания по выполнению задания
-
Выбор числа изоляторов в гирлянде
Провода воздушных линий электропередач должны быть надежно изолированы друг от друга и от земли. Для этого они с помощью изоляторов подвешиваются на опорах таким образом, чтобы соблюдались определенные расстояния между проводами, а также между каждым проводом и землёй.
Опоры в отношении изоляции являются слабыми точками линии электропередачи (изоляторы загрязняются и увлажняются, что приводит к снижению их разрядных напряжений, провода ближе всего подходят к заземленным металлическим конструкциям), и ее надёжная работа во многом определяется правильным выбором числа изоляторов в гирляндах и изоляционных расстояний между проводами и опорой.
Определяющим для выбора числа изоляторов является обеспечение надёжной работы в условиях тумана, росы или моросящего дождя в сочетании с загрязнением поверхности изоляторов. Проверка выбранного количества изоляторов производится по условиям работы гирлянд под дождём при воздействии внутренних перенапряжений.
-
Выбор числа изоляторов в зависимости от степени загрязненности атмосферы
Значение влагоразрядного напряжения изоляторов зависит от характеристик загрязняющего слоя, толщины и удельного сопротивления. При одинаковых загрязнениях оно пропорционально длине пути утечки изолятора Lу.
Длина пути утечки изолятора – наименьшее расстояние по поверхности изолирующей части между двумя электродами.
Разряд на отдельных участках изолятора может отрываться от поверхности и развиваться в воздухе. В результате этого влагоразрядные напряжения оказываются пропорциональны на Lу, а эффективной длине утечки:
(1.1)
где K1 - коэффициент эффективности изолятора
Значения К определяются экспериментально. Для подвесных тарельчатых изоляторов К может быть оценен по эмпирической формуле:
(1.2)
где D - диаметр тарелки изолятора, мм;
Lу - длина пути утечки изолятора, мм
Для подвесных тарельчатых изоляторов значения коэффициента К лежат в пределах 1,0-1,3.
В качестве характеристики надёжности изоляторов при рабочем напряжении принята удельная эффективная длина пути утечки lэф:
(1.3)
Удельная эффективная длина пути утечки нормируется в зависимости от степени загрязненности атмосферы и номинального напряжения установки (см. табл. 1.1)
Таблица 1.1
Нормированные удельные эффективные длины пути утечки (высота до 1000 м)
Степень загрязненности атмосферы |
, см/кВ (не менее) |
||||
для воздушных линий при номинальном напряжении, кВ |
для открытых распределительных устройств при номинальном напряжении, кВ |
||||
35 |
110-220 |
330-750 |
35 |
110-750 |
|
I |
1,7 |
1,3 |
1,3 |
1,7 |
1,5 |
II |
1,9 |
1,6 |
1,5 |
1,7 |
1,5 |
III |
2,25 |
1,9 |
1,8 |
2,25 |
1,8 |
IV |
2,6 |
2,25 |
2,25 |
2,6 |
2,25* |
V |
3,5 |
3,0 |
3,0 |
3,5 |
3,0** |
VI |
4,0 |
3,5 |
3,5 |
4,0 |
3,5** |
* Кроме напряжения 750 кВ.
** Кроме напряжения 500 и 750 кВ.
Примечание: При высотах 10002000м н.у.м: =1,05
При высотах 20003000м н.у.м: =1,1
При высотах 30004000м н.у.м: =1,15
I – сельскохозяйственные районы, луга, леса, болота, тундра;
II – районы с сильной ветровой эрозией почвы, сельскохозяйственные
районы, в которых применяются химические удобрения, промышленные
города;
III- VI – вблизи источника промышленного загрязнения.
300-900м – минимальный защитный интервал.
Для надёжной эксплуатации при рабочем напряжении геометрическая длина пути утечки изоляторов должна определяться как:
(1.4)
Применительно к гирляндам изоляторов условие (1.4) означает, что число изоляторов гирлянде должно быть:
(1.5)
где Lу1 – геометрическая длина пути утечки одного изолятора, см
Uнаиб.раб - наибольшее рабочее междуфазное напряжение, кВ
Значения наибольших рабочих напряжений приведены в табл.1.2.
Таблица 1.2
Номинальные и наибольшие рабочие напряжения электрических систем
Uном, кВ |
20 |
35 |
110 |
150 |
220 |
330 |
500 |
750 |
1150 |
Uраб.нб, кВ |
23 |
40,5 |
126 |
172 |
252 |
363 |
525 |
787,5 |
1200 |
П р и м е ч а н и е. Расчет максимального рабочего напряжения производится по
формуле:
Uраб. макс=1,15Uном для номинальных напряжений 3-220 кВ;
Uраб. макс=1,1Uном для 330 кВ;
Uраб. макс=1,05Uном для 500-1150 кВ.
В связи с возможностью выхода из строя отдельных изоляторов во время эксплуатации и относительно большой трудоёмкостью их замены количество изоляторов, определенное по (1.5), увеличивается на один для линий 110, 220 кВ и на два для линий 330 кВ и выше. На сложных переходах через реки количество изоляторов может быть увеличено на 5 штук. Таким образом, условие выбора изоляторов в зависимости от степени загрязнения атмосферы запишется как:
для ВЛ 110, 220 кВ: (1.6) (3.30)
для ВЛ 3301150 кВ: (1.7) (3.31)
Нормированная удельная эффективная длина пути утечки в загрязненных районах обеспечивается увеличением в гирлянде числа изоляторов обычного исполнения рис.1.1 (с Lу1=2842 см) или, что бывает целесообразнее, применением специальных грязестойких изоляторов (рис. 1.2), обладающих достаточно развитой поверхностью (с Lу1=4057 см). Основные характеристики подвесных линейных изоляторов приведены в табл.1.3.
Рис. 1.1 Подвесной
изолятор тарельчатого типа.
Рис. 1.2 Подвесные
изоляторы для районов с загрязненной
атмосферой:
а
– для натяжных гирлянд; б
– для поддерживающих гирлянд
Таблица 1.3
Характеристики подвесных линейных изоляторов
Тип изолятора |
Строительная высота, Н, мм |
Диаметр D, мм |
Длина пути утечки Lу, мм |
Коэффициент эффективности К |
Действующее напряжение короны, кВ |
Расчетная cсредняя мокроразрядная напряженность Емр, кВ/см |
Примечание |
ПФ6-В |
140 |
270 |
324 |
1,1 |
35 |
2,5 |
Фарфоровый |
ПФ16-А |
173 |
280 |
365 |
1,2 |
- |
2,4 |
«» |
ПФ20-А |
194 |
350 |
420 |
1,1 |
- |
2,4 |
«» |
ПС6-А |
130 |
255 |
255 |
1,0 |
28 |
2,6 |
Стеклянный |
ПС12-А |
140 |
260 |
325 |
1,2 |
35 |
2,3 |
«» |
ПС16-Б |
170 |
280 |
387 |
1,2 |
40 |
2,3 |
«» |
ПС22-А |
200 |
320 |
390 |
1,1 |
40 |
2,3 |
«» |
ПС30-А |
190 |
320 |
425 |
1,1 |
45 |
2,0 |
«» |
ПС40-А |
190 |
330 |
445 |
1,1 |
50 |
2,0 |
«» |
ПФГ5-А |
194 |
250 |
450 |
- |
- |
- |
Для районов с повышенным уровнем загрязнения |
ПФГ6-А |
198 |
270 |
455 |
- |
- |
- |
|
ПФГ8-А |
214 |
300 |
470 |
- |
- |
- |
|
ПСГ16-А |
160 |
320 |
480 |
- |
- |
- |
|
ПСГ16-Б |
180 |
350 |
555 |
- |
- |
- |
|
ПСГ22-А |
185 |
370 |
570 |
- |
- |
- |