Защита ВЛ от перенапряжений, заземление

2.5.115. ВЛ 110-750 кВ с металлическими и железобетонными опорами следует защищать от прямых ударов молнии тросами. ВЛ с деревянными опорами, как правило, не должны защищаться тросами.

2.5.116. Защиту ВЛ 35 кВ от прямых ударов молнии выполняют только на подходах к подстанциям. На переходных опорах больших переходов следует устанавливать защитные аппараты - вентильные разрядники (РВ), ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН), трубчатые разрядники (РТ) и искровые промежутки (ИП). Размер ИП рекомендуется принимать в соответствии с главой 4.2. При увеличении количества изоляторов электрическую прочность ИП следует скоординировать с электрической прочностью изоляционных подвесов в зависимости от высоты опоры.

На опорах ВЛЗ 6-35 кВ рекомендуется обеспечивать защиту проводов от действия дуги сопровождающего тока при грозовом перекрытии изоляторов.

Защиту подходов ВЛ к подстанциям следует выполнять в соответствии с требованиями главы 4.2.

Изоляционные подвесы одиночных металлических и железобетонных опор, а также крайних опор участков ВЛ с такими опорами, и другие места с ослабленной изоляцией на ВЛ с деревянными опорами следует защищать защитными аппаратами.

При выполнении защиты ВЛ тросами от грозовых перенапряжений необходимо руководствоваться такими установками:

1) одностоечные металлические и железобетонные опоры с одним тросом должны иметь угол защиты не более 30°, а опоры с двумя тросами - не более 20°;

на металлических опорах с горизонтальным размещением проводов и с двумя тросами угол защиты по отношению к внешним проводам для ВЛ 110-330 кВ должен быть не более 20°, для ВЛ 500 кВ - не более 25°, для ВЛ 750 кВ - не более 22°. В районах по гололеду 3 и больше и в районах с интенсивной пляской проводов для ВЛ 110-330 кВ допускается угол защиты до 30°;

на железобетонных и деревянных опорах портального типа угол защиты по отношению к крайним проводам допускается не более 30°;

при защите ВЛ двумя тросами расстояние между ними на опоре должно быть не более 5-кратного расстояния по вертикали от тросов до проводов, а если высота подвеса тросов на опоре более 30 м, расстояние между тросами должно быть не больше 5-кратного расстояния по вертикали между тросом и проводом

на опоре, умноженного на коэффициент, равный 5,5/√h, где h - высота подвеса троса на опоре;

5) на больших переходах:

количество тросов должно быть не менее двух с углом защиты не более 20°;

при расположении перехода за пределами длины защитного подхода ВЛ к РП и подстанциям с повышенным защитным уровнем в районах по гололеду 3 и более, а также в районах с интенсивной пляской проводов угол защиты допускается до 30°;

горизонтальное смещение троса от центра крайней фазы должно быть не менее:1,5м - для ВЛ 110кВ; 2м - для ВЛ 150 кВ; 2,5м - для ВЛ 220 кВ; 3,5 м - для ВЛ 330 кВ и 4 м - для ВЛ 500-750 кВ. На переходах с пролетами длиной более 1000 м либо высотой опор более 100 м рекомендуется устанавливать защитные аппараты (2.5.116).

2.5.120. Расстояния по вертикали между тросом и проводом ВЛ внутри пролета без учета отклонения их ветром по условиям защиты от грозовых перенапряжений должны быть не менее приведенных в табл. 2.5.26 и не меньше расстояния по вертикали между тросом и проводом на опоре.

Для промежуточных значений длин пролетов расстояния определяют путем линейной интерполяции.

Крепление тросов на всех опорах ВЛ 220-750 кВ следует выполнять при помощи изоляторов, шунтированных ИП размером не менее 40 мм.

На каждом анкерном участке длиной до 10 км тросы должны быть заземлены в одной точке путем устройства специальных перемычек на анкерной опоре. При большей длине анкерных пролетов количество точек заземления в пролете выбирается таким, чтобы в случае наибольшего значения продольной электродвижущей силы, наводимой в тросе при коротком замыкании (КЗ) на ВЛ, не возник пробой ИП.

Изолированное крепление троса рекомендуется выполнять стеклянными подвесными изоляторами.

Таблица 2.5.26. Наименьшие расстояния между тросом и проводом внутри пролета

Длина пролета, м
Наименьшее расстояние между тросом и проводом по вертикали,м	2,0	3,2	4,0	5,5	7,0	8,5	10,0	11,5	13,0	14,5	16,0	18,0	21,0

На подходах ВЛ 220-330 кВ к подстанциям (на участках длиной 1-3 км) и ВЛ 500-750 кВ (на участках длиной 3-5 км), если тросы не используются для емкостного отбора, плавления гололеда или связи, их необходимо заземлять на каждой опоре.

На ВЛ 150 кВ и ниже, если не предусмотрены плавление гололеда либо организация каналов высокочастотной связи на тросе, изолирующее крепление троса следует выполнять только на металлических или железобетонных анкерных опорах.

На участках ВЛ с неизолированным креплением троса и током КЗ на землю, превышающим 15 кА, а также на подходах к подстанциям заземление троса следует выполнять с установкой перемычки, шунтирующей зажим.

При использовании тросов для устройства каналов высокочастотной связи их изолируют от опор по всей длине каналов высокочастотной связи и заземляют на подстанциях и усилительных пунктах через высокочастотные заградители.

Количество изоляторов в поддерживающем тросовом креплении должно быть не менее двух и определяться условиями обеспечения требуемой надежности каналов высокочастотной связи. Количество изоляторов в натяжном тросовом креплении следует принимать удвоенным по сравнению с количеством изоляторов в поддерживающем тросовом креплении. Для крепления тросов на больших переходах количество изоляторов следует увеличивать на два. При этом разрушающая механическая нагрузка изоляторов должна составлять не менее 120 кН.

Изоляторы, на которых подвешен трос, следует шунтировать искровым промежутком. Размер ИП выбирают минимально возможным при следующих условиях:

разрядное напряжение ИП должно быть ниже разрядного напряжения изолирующего тросового крепления не менее чем на 20%;

ИП не должен перекрываться при однофазном КЗ на землю на других опорах;

в случае перекрытия ИП от грозовых разрядов должно происходить самопогасание дуги сопровождающего тока промышленной частоты.

На ВЛ 500-750 кВ для улучшения самопогасания дуги сопровождающего тока промышленной частоты и снижения потерь электроэнергии рекомендуется применять скрещивание тросов.

Если на тросах ВЛ предусмотрено плавление гололеда, то изолирующее крепление тросов выполняется на всем участке плавления. В одной точке участка плавления тросы заземляют с помощью специальных перемычек. Тросовые изоляторы шунтируют ИП, которые должны быть минимальными, выдерживать напряжение плавления и иметь разрядное напряжение тросового подвеса. Размер ИП должен обеспечивать самопогасание дуги сопровождающего тока промышленной частоты при его перекрытии во время КЗ или грозовых разрядов.

2.5.121. На ВЛ с деревянными опорами портального типа расстояние между фазами по дереву должно быть не менее: 3 м - для ВЛ 35 кВ; 4м - для ВЛ 110 кВ; 4,8 м - для ВЛ 150 кВ; 5 м - для ВЛ 220 кВ.

В отдельных случаях для ВЛ 110-220 кВ при наличии обоснований (небольшие токи КЗ, районы со слабой грозовой деятельностью и т.п.) допускается уменьшать указанные расстояния до значения, рекомендованного для ВЛ напряжением на одну ступень ниже.

На одностоечных деревянных опорах допускаются следующие расстояния между фазами по дереву: 0,75 м - для ВЛ 3-20 кВ; 2,5 м- для ВЛ 35 кВ при условии соблюдения расстояний в пролете согласно формуле (2.5.25).

Использование металлических траверс на деревянных опорах ВЛ 6-20 кВ не рекомендуется при условиях грозозащиты.

2.5.122. Кабельные вставки в ВЛ должны быть защищены на обоих концах кабеля от грозовых перенапряжений защитными аппаратами. Заземляющий зажим защитных аппаратов, металлические оболочки кабеля, корпус кабельной муфты необходимо соединять между собой по кратчайшему пути. Заземляющий зажим защитного аппарата следует соединять с заземлителем отдельным проводником.

Не требуют защиты от грозовых перенапряжений:

кабельные вставки 35-220 кВ длиной 1,5 км и более в ВЛ, защищенные тросами;

кабельные вставки в ВЛ напряжением до 20 кВ, выполненные кабелями с пластмассовой изоляцией и оболочкой, длиной 2,5 км и более и кабелями других конструкций длиной 1,5 км и более.

2.5.123. Для ВЛ, проходящих на высоте до 1000 м над уровнем моря, изоляци - онные расстояния по воздуху от проводов и арматуры, находящейся под напряжением, до заземленных частей опор должны быть не менее указанных в табл. 2.5.27. Допускается уменьшать изоляционные расстояния по грозовым перенапряжениям, указанным в табл. 2.5.27, при условии снижения общего уровня грозоупорности ВЛ не более чем на 20%. Для ВЛ 750 кВ, проходящих на высоте до 500 м над уровнем моря, расстояния, указанные в табл. 2.5.27, можно уменьшать на 10% для промежутка «провод шлейфа-стойка анкерно-угловой опоры», «провод-оттяжка» и на 5% - для остальных промежутков. Наименьшие изоляционные расстояния по внутренним перенапряжениям представлены для следующих значений расчетной кратности: 4,5 - для ВЛ 6-10 кВ; 3,5 - для ВЛ 20-35 кВ; 3,0 - для ВЛ 110-220 кВ; 2,7 - для ВЛ 330 кВ; 2,5 - для ВЛ 500 кВ и 2,1 - для ВЛ 750 кВ.

При других, более низких значениях расчетной кратности внутренних перенапряжений, допустимые изоляционные расстояния пересчитывают пропорционально.

Изоляционные расстояния по воздуху между токопроводящими частями и деревянной опорой, не имеющей заземляющих спусков, допускается уменьшать на 10%, за исключением расстояний, выбираемых по условию безопасного подъема на опору.

Таблица 2.5.2 7. Наименьшие изоляционные расстояния по воздуху (в просвете) от токопроводяших до заземленных частей опоры

Расчетное условие	Наименьшее изоляционное расстояние, см, для ВЛ напряжением, кВ
	До 10
Грозовые перенапряжения для изоляторов:
- штыревых				-	-
- подвесных									Не нормируется
Внутреннее перенапряжение									450/500*
Безопасный подъем на опору без отключения ВЛ	-	-							540/580*
Рабочее напряжение	-
*В знаменателе - промежуток «провод шлейфа-стойка анкерно-угловой опоры», в числителе - все промежутки, кроме промежутка «провод-опора» для средней фазы, который должен быть не менее 480 см.

При прохождении ВЛ в горных районах наименьшие изоляционные расстояния по рабочему напряжению и внутренним перенапряжениям следует увеличивать по сравнению с указанными в табл. 2.5.27 на 1% на каждые 100 м выше 1000 м над уровнем моря.

Для безопасного перемещения обслуживающего персонала по траверсам переходных опор на больших переходах с размещением фаз в разных ярусах наименьшее допустимое изоляционное расстояние по воздуху от токопроводящих до заземленных частей опор должно быть не менее 3,3 м - для ВЛ до 110 кВ; 3,8 м - для ВЛ 150 кВ; 4,3 м - для ВЛ 220 кВ; 5,3 м - для ВЛ 330 кВ; 6,3 м - для ВЛ 500 кВ; 7,6 м - для ВЛ 750 кВ.

2.5.124. Наименьшие расстояния на опоре между проводами ВЛ в месте их пересечения между собой при транспозиции, ответвлениях, переходе с одного расположения проводов на другое должны быть не менее указанных в табл. 2.5.28.

Дополнительные требования к защите от грозовых перенапряжений ВЛ при их пересечении между собой и пересечении ими различных сооружений приведены в 2.5.188,2.5.196, 2.5.225.

На двухцепныхВЛ 110 кВ и выше, защищенных тросом, для уменьшения количества междуцепных грозовых перекрытий допускается усиливать изоляцию одной из цепей на 20-30% по сравнению с изоляцией второй цепи.

Таблица 2.5.28. Наименьшее расстояние между фазами на опоре

Расчетное условие	Наименьшее изоляционное расстояние, см, для ВЛ напряжением, кВ
	До 10
Грозовые перенапряжения									Не нормируется
Внутренние перенапряжения									640*
Рабочее напряжение
* Если значения расчетной кратности перенапряжений меньше 2,1, допустимые изоляционные расстояния пересчитывают пропорционально.

2.5.127. На ВЛ следует заземлять:

опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства молние-защиты;

железобетонные и металлические опоры ВЛ 3-35 кВ;

опоры, на которых установлены силовые либо измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители и другие аппараты.

Деревянные опоры и деревянные опоры с металлическими траверсами ВЛ без грозозащитных тросов или других устройств молниезащиты не заземляют.

Сопротивления заземляющих устройств опор, указанных в подпункте 1), при их высоте до 50 м не должны превышать значений, указанных в табл. 2.5.29; при высоте опор выше 50 м должно быть в два раза ниже по сравнению с указанным в табл. 2.5.29. На двухцепных и многоцепных опорах ВЛ, независимо от высоты опоры, рекомендуется уменьшать сопротивление заземляющих устройств в два раза по сравнению с указанным в табл. 2.5.29.

Сопротивление заземляющего устройства опор больших переходов с защитными аппаратами не должно превышать 10 Ом при удельном сопротивлении земли до 1000 Ом-м и быть не более 15 Ом - при более высоком удельном сопротивлении.

Допускается превышение сопротивлений заземления части опор по сравнению с нормируемыми значениями, если имеются опоры с заниженными значениями сопротивлений заземляющих устройств, а ожидаемое количество грозовых отключений не превышает значений, полученных согласно табл. 2.5.29 для всех опор ВЛ.

Для опор горных ВЛ, размещенных на высоте более 700 м над уровнем моря, указанные в табл. 2.5.29 значения сопротивлений заземляющих устройств можно увеличивать в два раза.

Таблица 2.5.29. Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ

Удельное эквивалентное сопротивление грунта ρ, Ом-м	Наибольшее сопротивление заземляющего устройства, Ом
До 100
Более 100 до 500
Более 500 до 1000
Более 1000 до 5000
Более 5000	6-10^-3ρ

Сопротивления заземляющих устройств опор, указанных в подпункте 2) для ВЛ 3-20 кВ, проходящих в населенной местности, и опор, ограничивающих пролет пересечения с инженерными сооружениями (ВЛ, трубопроводы и т.п.), а также всех ВЛ 35 кВ не должны превышать значений, указанных в табл. 2.5.29; для опор ВЛ 3-20 кВ, проходящих в ненаселенной местности, сопротивление можно не нормировать и обеспечивать естественной проводимостью железобетонных фундаментов и подземной части опор в грунтах с удельным сопротивлением р до 500 Ом-м - для ВЛ 3 кВ, до 1000 Ом-м - для ВЛ 6-10 кВ и до 1500 Ом-м - для ВЛИ 5-20 кВ. В грунтах с сопротивлением ρ больше указанного выше опоры ВЛ 3-20 кВ в ненаселенной местности должны дополнительно иметь искусственные заземлители с сопротивлением не более 250 Ом, 500 и 750 Ом соответственно для ВЛ 3 кВ, 6-10 и 15-20 кВ (2.5.130).

Сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ, указанных в подпункте 3) для ВЛ 110 кВ и более, не должны превышать указанных в табл. 2.5.29, а для ВЛ 3-35 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.98 и 1.7.101.

Для ВЛ, защищенных тросами, сопротивления заземляющих устройств, выполненных по условиям молниезащиты, следует обеспечивать при отсоединенном тросе, а по другим условиям - при неотсоединенном.

Сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ следует обеспечивать и измерять при токах промышленной частоты в период их наибольших значений в сухой период лета. Допускается измерять сопротивления в другие периоды с корректировкой результатов измерений путем введения сезонного коэффициента, определяемого в проектной документации. Однако не следует измерять сопротивление в период, когда на значение сопротивления заземляющих устройств существенно влияет промерзание грунта.

Место присоединения заземляющего устройства к железобетонной опоре должно быть доступным для выполнения измерений без подъема на опору.

2.5.128. Железобетонные фундаменты опор ВЛ 110 кВ и выше можно использовать в качестве естественных заземлителей (исключения- 2.5.129 и 2.5.211) при осуществлении металлической связи между анкерными болтами и арматурой фундамента и при отсутствии гидроизоляции железобетона полимерными материалами.

Битумная обмазка на железобетонных опорах и фундаментах не влияет на их использование в качестве естественных заземлителей.

2.5.129. При прохождении ВЛ 110 кВ и выше в местности с глинистыми, суглинистыми, супесчаными и подобными грунтами с удельным сопротивлением ρ ≤ 1000 Ом-м, следует использовать арматуру железобетонных фундаментов и опор в качестве естественных заземлителей без дополнительной укладки или в сочетании с укладкой искусственных заземлителей. В грунтах ρ>1000 Ом•м необходимое значение сопротивления заземляющего устройства следует обеспечивать только искусственными заземлителями.

2.5.130. Требуемые сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ 35 кВ и опор ВЛ 3-20 кВ, определяемые согласно табл. 2.5.29, должны обеспечиваться путем использования искусственных заземлителей, а естественная проводимость фундаментов и подземных частей опор при расчетах не должна учитываться.

Использовать естественную проводимость подземной части железобетонных опор ВЛ 3-20 кВ в ненаселенной местности в качестве естественных заземлителей с ненормированным сопротивлением без дополнительной укладки или в сочетании с укладкой искусственного заземлителя (2.5.127, п. 2) можно при условии металлической связи между стержнями продольной арматуры, находящейся в подземной части стоек опоры, заземляющими проводниками и искусственным заземлителем, если он имеется.

Вертикальные искусственные заземлители следует устанавливать на расстоянии не ближе 0,5 м от стоек опоры.

При наличии в сетях 3-20 кВ опор с заземляющими устройствами, сопротивления которых превышают указанные в табл. 2.5.29 значения, время замыкания на землю должно быть ограничено при условии термической стойкости заземлителей. Предельное его значение должно определяться для каждой отдельной сети в зависимости от ее номинального напряжения, емкостного тока замыкания на землю и наибольшего значения грунтов, по которым проходят ВЛ.

В тех случаях, когда предельного времени замыкания на землю недостаточно для поиска места повреждения, на шинах питающей подстанции рекомендуется устанавливать устройство шунтирования поврежденной фазы.

2.5.131. Для заземления железобетонных опор в качестве заземляющих проводников (заземляющих спусков) необходимо использовать элементы напряженной и ненапряженной продольной арматуры стоек, которые металлически соединены между собой и которые можно присоединять к заземлителю и элементам опоры, подлежащим заземлению.

Элементы арматуры, используемые в качестве заземляющих проводников и естественных заземлителей, должны удовлетворять термической стойкости в случае протекания токов короткого замыкания (КЗ). За время КЗ стержни не должны нагреваться более чем на 60° С.

Оттяжки железобетонных опор следует использовать в качестве заземляющих проводников дополнительно к арматуре.

При невозможности выполнения предварительных условий необходимо вне стойки или внутри нее прокладывать проводник. В случае прокладки проводника на опорах ВЛ 3-20 кВ и невозможности металлического соединения его с арматурой, находящейся в подземной части опоры (2.5.130), проводник следует присоединять к искусственному заземлителю с сопротивлением не более указанного в табл. 2.5.29, независимо от того, по какой местности проходят ВЛ.

Тросы, заземляемые согласно 2.5.120, и детали крепления изоляторов к траверсе железобетонных опор должны быть металлически соединены с заземляющим проводником.

2.5.132. Сечение каждого из заземляющих спусков на опоре ВЛ не должно быть менее 35 мм², а диаметр для однопроволочных проводников не должен быть менее 10 мм (сечение 78,5 мм²). Количество спусков на опорах ВЛ 110 KB и выше не должно быть меньше двух. В качестве спуска на железобетонных опорах ВЛ 35 кВ и выше следует использовать арматуру этих опор.

Для районов со среднегодовой относительной влажностью воздуха 60% и более, а также при средне- и сильноагрессивных степенях воздействия среды заземляющие спуски в месте их входа в грунт следует защищать от коррозии в соответствии с требованиями строительных норм.

В случае опасности коррозии заземлителей следует увеличивать их сечение либо использовать оцинкованные заземлители. На деревянных опорах рекомендуется болтовое соединение заземляющих спусков; на металлических и железобетонных опорах соединение заземляющих спусков может быть как болтовым, так и сварным.

2.5.133. Заземлители опор ВЛ, как правило, должны находиться на глубине не менее 0,5 м, а в пахотной земле 1 м.

При установке опор в скальных грунтах допускается прокладывать лучевые заземлители непосредственно под разборным слоем над скальными породами при толщине слоя не менее 0,1 м. При меньшей толщине этого слоя или при его отсутствии прокладывать заземлители по поверхности скалы рекомендуется с заливкой их цементным раствором.

Дата добавления: 2015-08-31