Анализ применения ограничителей перенапряжений в электросетях 0,38-110 кВ
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Бывают другие формы молний, неопасные для электроустановок: шаровая в виде светящегося шара и тихие разряды со слабым свечением.
Предразрядный процесс обычно начинается с внедрения лавины электронов - стримера от облака к земле, потому что наибольшая напряженность поля находится в небольшом объеме зарядов облака, представляющего как бы острие электрода по отношению к земле - плоскому электроду. Если есть высокие объекты и низкое грозовое облако, острием становится объект и развитие разряда происходит с объекта на облако. При развитии разряда из облака, расположенного высоко, на обычные объекты направление стримера случайное. Лишь с определенной высоты Н, равной 20-кратной высоте объекта или молниеотвода стример, начинает ориентироваться или избирать определенный объект. При высоте объекта больше 30 м высота ориентирования стримера H = 600 м. Ток молнии, протекая по объекту, оказывает тепловое, механическое и электромагнитное воздействие.
Тепловое воздействие, несмотря на очень большую силу тока, не так велико из-за его кратковременности.
Механическое воздействие проявляется в расколах и разрушениях каменных и кирпичных сооружений, расщеплении и расколе деревянных опор и траверс вследствие акустического удара при расширении канала молнии, действия электростатических сил и испарения влаги. Наибольшие усилия возникают при прохождении тока молнии по узким щелям и трещинам. Это учитывается в конструкциях трубчатых разрядников.
Электромагнитное воздействие особенно опасно, потому что в месте удара молнии на объекте возникает потенциал в миллионы вольт, вследствие чего с объекта на хорошо заземленные конструкции происходят вторичные разряды. Такие разряды внутри зданий опасны для жизни людей и животных, оказавшихся на пути разряда: между внутренней проводкой и хорошо заземленными конструкциями, водопроводными трубами и т. п.
Вблизи входа тока молнии в землю на ее поверхности появляется такой же высокий потенциал, как на объекте разряда: дереве, опоре, здании и сооружении. Этот потенциал на поверхности земли резко снижается при удалении от входа тока молнии в землю и появляется опасность поражения людей и животных шаговым напряжением из-за разности потенциалов между двумя точками на поверхности земли. Особенно большая опасность возникает при прямом ударе молнии в провода воздушных линий электропередач, связи, радио, если они не имеют соответствующей защиты или эта защита неудовлетворительна. Под воздействием высокого напряжения повреждается изоляция оборудования и возникают аварии в электроустановках, а проникновение волны перенапряжения по проводам воздушных линий в жилые, производственные здания вызывает поражения людей, животных и пожары.
Такие же последствия вызывают перенапряжения, возникающие в воздушных линиях при прямых ударах молнии вблизи них вследствие электростатической и электромагнитной индукции.
Набегающие волны перенапряжения
Индуктированные перенапряжения. При движении грозового облака на проводах линий накапливаются заряды большой плотности вблизи формирующегося разряда, который может находиться от линии на расстоянии сотен метров. В момент главного разряда заряды на проводах теряют с ним связь и в виде электромагнитных волн распространяются в разные стороны, где потенциал ниже. Ток в линии определяется напряжением в месте начала движения электромагнитной волны и волновым сопротивлением линии. Благодаря наличию активного сопротивления проводов, а также вследствие коронирования, амплитуда волны перенапряжения с увеличением длины пробега уменьшается и фронт ее становится более пологим. Однако среднее значение напряжения волны равно 200 кВ. Изоляция трансформаторов и других аппаратов, а также кабелей напряжением 10...35 кВ не может выдержать такого перенапряжения, поэтому для защиты их изоляции устанавливают вентильные разрядники. При воздействии волны перенапряжения на линейную изоляцию ВЛ 6...35 кВ происходит разряд по ее поверхности - перекрытие, но затем электрическая прочность изоляторов восстанавливается.
2. Защита электрических сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений
Защита электрических сетей - одно из самых важных и необходимых мероприятий в электроэнергетике. Следовательно, для повышения надёжности при эксплуатации всевозможного электрооборудования с различным видом изоляции в электрических сетях необходима установка защитных средств.
2.1 Нормативные требования
При защите электрических сетей от внутренних и внешних перенапряжений необходимо использовать соответствующие комплексы государственных стандартов и нормативные правила по обеспечению надёжности эксплуатации электроустановок и всевозможных токоведущих частей. Они включают в себя различные ПУЭ, ГОСТы, СНиПы, разработанные Международной электротехнической комиссией.
В этих документах сформулированы требования к техническим средствам, направленные на устранение или ограничение до допустимого уровня кратковременных (импульсных) перенапряжений, которые могут возникать в электроустановке до 1 кВ и выше во время грозовой активности или вследствие коммутаций в цепях с большими пусковыми токами, а также изложены указания относительно способности электрической изоляции оборудования выдерживать кратковременные перенапряжения определенных значений для каждой из приведенных в стандарте четырех категорий электроприёмников.
.1.1 Кате?/p>