Atmosfēras pārspriegums elektrotīklos

Tiek saukti pēkšņi īslaicīgi sprieguma pieaugumi līdz elektroinstalācijas izolācijai bīstamām vērtībām pārspriegums... Pēc savas izcelsmes pārspriegumi ir divu veidu: ārējie (atmosfēras) un iekšējie (pārslēgšanas).

Atmosfēras pārspriegumi rodas no tiešiem zibens spērieniem elektroinstalācijā vai no zibens spēriena tās tiešā tuvumā. Atmosfēras pārspriegumi ir vislielākā bīstamība elektroinstalācijai, tāpat kā tieša ietekme zibens tie var sasniegt 1 000 000 V, ar zibens strāvu līdz 200 kA. Tie nav atkarīgi no elektroinstalācijas nominālā sprieguma vērtības. Tie ir īpaši bīstami iekārtām ar zemāku spriegumu, jo šajās instalācijās attālumi starp strāvu esošajām daļām un izolācijas līmeni ir zemāki nekā augsta sprieguma gadījumā.

Atmosfēras pārspriegumi tiek iedalīti inducētos un tiešos zibens spērienos. Pirmā notiek zibens izlādes laikā pie elektroinstalācijas, piemēram, apakšstacijas vai elektropārvades līnijas.Pārspriegumu rada negaisa mākoņa induktīvā iedarbība, kas uzlādēts līdz ļoti lielam potenciālam (vairākiem miljoniem voltu).

Tieša zibens spēriena gadījumā papildus elektromagnētiskajai iedarbībai, kas izraisa pārspriegumu, tiek novēroti arī mehāniski bojājumi, piemēram, koka stabu vai gaisvadu elektrolīnijas gulšņu šķelšanās.

Inducētie pārspriegumi ir aptuveni 100 kV, kas ir ievērojami mazāki nekā tieša zibens spēriena izraisītais pārspriegums. Tie izplatās pa gaisvadu līniju vadītājiem pēc izlādes izgaistošu viļņu veidā.

Zibens spēriens vairumā gadījumu sastāv no atsevišķu impulsu sērijas, kas seko viens otram. Visa izlāde ilgst sekundes desmitdaļas, un katra atsevišķa impulsa ilgums ir desmitiem mikrosekunžu. Atsevišķu impulsu skaits zibens spēriena laikā var būt no 1 līdz 40.

Elektrisko instalāciju aizsardzība no atmosfēras pārsprieguma

Iepriekš tika atzīmēts, ka atmosfēras pārspriegumi var sasniegt vairākus miljonus voltu. Elektroinstalāciju izolācija nevar izturēt šādus sprieguma līmeņus, tāpēc tai nepieciešama papildu aizsardzība pret bojājumiem. Šie līdzekļi novērš elektroiekārtu bojājumus un jāizmanto elektroinstalācijās gan, lai palielinātu nepārtrauktu elektroapgādi patērētājiem, gan lai aizsargātu cilvēkus un dzīvniekus.

Īpaša uzmanība jāpievērš 10 un 0,4 kV gaisvadu līniju, kā arī lauku apvidos esošo patērētāju apakšstaciju pārsprieguma aizsardzībai.

Ugunsgrēki var būt nopietnas pārsprieguma sekas, īpaši tiešu zibens spēriena dēļ. Tāpēc visnopietnākā uzmanība tiek pievērsta pareizas un uzticamas aizsardzības organizēšanai pret atmosfēras pārspriegumu (vai zibensaizsardzību).

Zibensaizsardzības problēma ietver pasākumus atsevišķu elektroinstalāciju elementu aizsardzībai no tiešiem zibens spērieniem, elektrisko mašīnu un ierīču izolāciju no bojājumiem, no impulsiem, kas iziet no pārsprieguma viļņu līnijas. Šie pasākumi ir saistīti ar aizsargierīču un ierīču uzstādīšanu, kas novirza impulsu (vilni) no pārsprieguma zemē, pirms vilnis sasniedz jebkuru instalācijas kritisko elementu un to atspējo.

Tāpēc visu aizsargierīču galvenā daļa ir zemējuma slēdži. Tie ir jāizpilda saskaņā ar PUE un nodrošina drošu lādiņa novadīšanu zemē.

Kā primārie aizsardzības līdzekļi pret atmosfēras pārspriegumu tiek izmantoti zibensuztvērēji, uztvērēji un dzirksteļu uztvērēji.

Zibensnovedēji orientē atmosfēras izlādi pret sevi, atņemot to no instalācijas strāvu nesošajām daļām. Koncentrētu objektu (piemēram, apakšstaciju vai citu konstrukciju) aizsardzībai izmanto stieņu zibensnovedējus, bet pagarinātu (piemēram, gaisvadu līniju vadu) aizsardzībai izmanto kontaktvadu zibensnovedējus Lādiņa novadīšanai zemē tiek izmantoti ierobežotāji. ir uzstādīti un sveces.

Staciju ģeneratoru un transformatoru zibensaizsardzībai paredzēts līdzekļu komplekts gan aizsardzībai pret tiešiem zibens spērieniem, gan no līnijas krītošiem pārsprieguma viļņiem.

Aizsardzību pret tiešiem zibens spērieniem nodrošina zibensnovedēji un kontaktzibens gaisvadu līnijas pieejās stacijai vai apakšstacijai. Ģeneratori ir aizsargāti no viļņiem, kas krīt no līnijas ar ierobežotājiem, kas ierobežo viļņa amplitūdu līdz vērtībai, kas nav bīstama elektriskās mašīnas izolācijai.

Lielus ģeneratorus nav ieteicams tieši savienot ar izejošām elektropārvades līnijām. Mazām stacijām, kas piegādā elektroenerģiju patērētājiem ar ģeneratora spriegumu, šāds savienojums ir iespējams, papildus uzstādot ģeneratoram īpašus ierobežotājus ar uzlabotām īpašībām.

Ja ģeneratori ir savienoti tieši ar pakāpju transformatoriem, tas ir, saskaņā ar ģeneratora-transformatora blokshēmu, tiem nav nepieciešami īpaši aizsardzības pasākumi pret polipārspriegumu.

Gaisvadu līnijām ar spriegumu 6 — 35 kV, kas izgatavotas uz koka stabiem, nav nepieciešama īpaša pārsprieguma aizsardzība. To izolācijas zibens pretestību nodrošina koksnes izolējošās īpašības. Šeit ir svarīgi tikai saglabāt šādus minimālos izolācijas attālumus starp vadiem (kokā): 0,75 m spriegumam 6-10, 1,5 m spriegumam 20 un 3 m 35 kV spriegumam.

Atsevišķi gaisvadu līniju posmi ar novājinātu izolāciju (piemēram, izmantojot metāla vai dzelzsbetona balstus, savienojot gaisvadu līniju ar kabeli utt.) ir aizsargāti ar novadītājiem vai dzirksteļu spraugām (pie mazas strāvas) (sk. Cauruļu ierobežotāji un Vārstu ierobežotāji). Šo ierīču zemējuma ierīču pretestība nedrīkst būt lielāka par 10 omi.

Ierobežotājus un dzirksteļu spraugas uzstāda uz divu gaisvadu līniju balstiem, kas šķērso viens otru vai gaisvadu elektrolīnijas krustojumā ar sakaru līniju. Zemējuma ierīču pretestība šeit nedrīkst būt lielāka par 15 omi. Balstu zemējuma nogāzēm jābūt ar skrūvju savienojumu, un to šķērsgriezumam jābūt vismaz 25 mm2.

Lai atjaunotu jaudu virs gaisvadu līnijas pēc ātriem pārejošiem zibens bojājumiem, tiek izmantoti līniju automātiskās pārslēgšanas ierīces (automātiskā atslēgšana). Veiksmīgi darbojoties automātiskajiem reslēgtājiem kā zibensaizsardzības ierīcei, lietotāji neizjutīs strāvas padeves pārtraukumu, kas nebūs lielāks par 0,2s, un netiks traucēta to normāla darbība.

Kabeļu blīvslēgi ​​abos galos ir aizsargāti ar atdurēm.

Īpaši rūpīgi tiek veikta patērētāju tīklu aizsardzība ar spriegumu 0,38 / 0,22 kV. Šie tīkli parasti ir no gaisa, un to konstrukcija ir visvairāk pakļauta atmosfēras pārspriegumam, jo ​​tie paceļas virs visām citām struktūrām un iet cauri atklātām zonām.

Zemsprieguma tīkli ir aprīkoti ar zibensaizsardzības ierīcēm, kas novirza impulsu izlādes strāvas uz zemi. Tas ļauj aizsargāt cilvēkus un dzīvniekus, novērst zibens izraisītus ugunsgrēkus un to iekļūšanu iekšējos elektrības vados.

Zemsprieguma tīklos pieslēgumi zibensaizsardzības zemējumam ir paredzēti visu fāzu vadu izolatoru un nulles vada āķiem vai tapām.

Zemējums tiek nodrošināts arī uz balstiem ar vadu krāniem pie mājām vai tieši pie ieejām ēkās. Aizsardzības zemējuma ierīces pretestība nedrīkst pārsniegt 30 omi.

10 / 0,4 kV patērētāju apakšstacijās zemsprieguma tinumi, kas savienoti ar gaisvadu līnijām, jāaizsargā ar novadītājiem. Tie ir uzstādīti pēc iespējas tuvāk transformatoram un ir savienoti ar apakšstaciju kopējo zemējuma ķēdi. Kad transformatora jauda ir 630 kVA un vairāk, tiek veikti divi papildu aizsargzemējumi pa līnijām, kas stiepjas no tā — 50 un 100 m attālumā no apakšstacijas ar norādīto pretestības vērtību.