Современные технологии молниезащиты ЛЭП. Повышение

Белоноженко Д.С
Коммерческий директор ООО «НПО «Стример»
mail : dmitry.belonozhenko@streamer.ru
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ –
МОЛНИЕЗАЩИТА ЛЭП РОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Ключевые
слова:
воздушные
линии
электропередачи,
грозозащита,
перенапряжения, разрядники, мультикамерная система, перекрытие, разрядные
напряжения, дуга, сопровождающий ток.
Карта грозовой активности мира. На большей части территории РФ грозовая
активность низкая, наибольшее число гроз фиксируется в районе черноморского
побережья и на дальнем востоке. По миру наибольшая грозовая активность наблюдается в
районе с влажным и жарким климатом.
Актуальны вопросы молниезащиты касаются не только ВЛ, но и зданий,
сооружений, летательных аппаратов. Во всех случаях приходиться разрабатывать новые
методы, универсальных приемов, устройств нет. Обычно от молниевых перенапряжений
защищают не ВЛ, а оборудование к ней подключенное. Аппараты защиты (разрядники,
ОПН) ставят на вводах в подстанции, кабельных вставках. Начиная с ВЛ класса 110 кВ на
всем протяжении линии защищают грозотросом. Опоры на ВЛ 110 кВ в среднем высотой
23 м., защищают тросом, проблемы возникают лишь при заземлении опор более 20 Ом
(тогда возникает большое число обратных перекрытий с опоры на провод). В основном
ПУМ (прямые удары молнии) в трос и опоры.
На ВЛ 35 кВ трос малоэффективен, так как габариты опор такие же как на ВЛ 110
кВ, а импульсная прочность изоляторов меньше, потому трос применяют лишь на
отдельных участках, например на подходах к подстанциям.
На ВЛ 6, 10 кВ высота опор до 8-10 м, зачастую экранированы лесом, сооружениями.
ПУМ крайне редки, менее 5% случаев, в основном индуктированные при попадании
молнии рядом. Исключение- открытые, возвышенные места, там ПУМ чаще.
Начиная с конца 90-х в РФ начали применять разрядники на протяжении всей ВЛ.
В Санкт-Петербурге на территории Санкт-Петербургского политехнического
университета Петра Великого существует научная лаборатория ОАО «НПО «Стример, в
которой одновременно моделируется ток молнии и ток промышленной частоты. Все
испытания фиксируются с помощью высокоскоростной камеры.
Все ВЛ 6-10 кВ нуждаются в защите от индуктированных грозовых перенапряжений
так как они возникают в 95% случаях, вследствие большой протяженности ВЛ в лесной
зоне, вблизи зданий, сооружений. С приходом защищенного провода появилась проблема
пережога провода. Это серьезная и длительная авария, что приводит к огромному
недоотпуску электрической энергии потребителю.
Существует скандинавская система защиты проводов от пережога с помощью
дугозащитных рогов. Принцип работы основан на переводе однофазного замыкания в
двухфазное, за счет перехода дуги на рог соседней фазы. Работает только при токах более
1 кА. В России из-за того, что ВЛ с изолированной нейтралью, токи менее 1 кА.
Альтернативный вариант существует в Японии. ВЛ защищают с помощью ОПН с
воздушными промежутками. Устанавливаются на протяжении всей ВЛ совместно с
грозотросом. Не эффективны при ПУМ, так как неспособны пропустить ток молнии, и
взрываются.
Начиная с 1998 года в России и странах СНГ на ВЛ 6, 10 кВ начали применять
разрядники длинно-искровые (РДИ), от индуктированных грозовых перенапряжений,
работающие на принципе скользящего разряда. Нашли широкое применение РДИП-10-IVУХЛ1 и разрядники на основе его конструктивной модификации. Ежемесячный выпуск
превысил 5000 шт. РДИП-10 имеет универсальный крепежный зажим, ставится на любую
изоляцию.
Защищает
от
индуктированных
перенапряжений.
Сохранение
работоспособности после воздействия прямого удара молнии (ПУМ).
При ПУМ могут перекрыться изоляторы всех трех фаз ВЛ, значит необходимо
ставить разрядники параллельно всем изоляторам на опоре. Но тогда нет ограничения
тока за счет сопротивления заземления опор. Поэтому РДИП-10 не подходит. РДИМ-101,5 с длиной перекрытия порядка 1,5 метров вместо 80 см у РДИП-10, может обрывать ток
до 1,5 кА.
Технологию РДИ не применить к линиям 110 кВ и выше. Уже на 35 кВ очень
сложно. Пошли по пути разделения дуги на большое число дуг. В РДИП-10 всего 15
промежуточных электродов, а стали пробовать десятки и сотни электродов. В итоге
оказалось, что электроды нужно еще и изолировать. В итоге была разработана
мультикамерная система (МКС). На основе МКС был разработан разрядник РМК-20-IVУХЛ1, гораздо компактнее РДИП-10, но функцию выполняет аналогичную (защита ВЛ
6,10, 15, 20 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений). В 2014 году разработан
РМК-10 для защиты ВЛ 6, 10 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений. По
принципу и назначению не отличается от разрядника РМК-20.
В 2015 году проходит опытно-промышленную эксплуатацию разрядник нового
поколения РМК-10-И-III-УХЛ1, основанный на революционном принципе «гашение в
Импульсе», который позволяет отказаться от применения прокалывающего зажима на
проводе.
Актуальность грозозащиты существует и для ВЛ 35 кВ и выше, так как применение
грозозащитного троса не эффективное решение, в следствии того, что на тросе существует
гололедообразование, и при плохом заземлении опор возникают обратные перекрытия с
опоры на провод.
Компании ОАО «НПО «Стример» удалось найти решение, которое позволят
защитить ВЛ 35 кВ и выше от всех видов грозовых перенапряжений – Изоляторразрядник
мультикамерный
(ИРМК)
или
гирлянда
изоляторов-разрядников
мультикамерных (ГИРМК). Данное решение получило широкое применение на ВЛ 35 кВ,
так как грозотрос там не эффективен. Также показал себя хорошо на Вл 220 кВ в
Ростовской области.
В следствие того, что ГИРМК лучше всего применять при строительстве новых ВЛ,
Компания нашла новое инновационное решение для ВЛ 35 кВ разрядник мультикамерный
экранного типа РМКЭ-35-IV-О1, который не требует замены существующей изоляции на
ВЛ. В данный момент устройство проходит опытно-промышленную эксплуатацию.