Область применения: Настоящий стандарт распространяется на вентильные разрядники (далее - РВ) и нелинейные ограничители перенапряжений (далее - ОПН) и устанавливает методику их выбора и применения для ограничения грозовых и коммутационных перенапряжений на электрооборудовании переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ.
Стандарт может быть также применен к РВ и ОПН, предназначенным для работы в условиях, отличных от условий, указанных в настоящем стандарте, если изготовителем и потребителем согласованы соответствующие специальные дополнительные требования.
Рекомендации настоящего стандарта могут быть конкретизированы и дополнены в технических условиях, технических требованиях и руководствах по эксплуатации, согласованных изготовителем и потребителем.
Часть 5. Рекомендации по выбору и применению
Дата введения: 2011-01-01
Выдержка из документа.
4.1 Общие принципы применения вентильных разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений
ГОСТ 1516.3 устанавливает испытательные напряжения для трех диапазонов классов напряжения электрооборудования:
- диапазон I: от 1 до 35 кВ включительно;
- диапазон II: от 110 до 220 кВ включительно;
- диапазон III: от 330 до 750 кВ включительно.
Для сетей диапазонов I и II, содержащих воздушные линии, основную опасность для оборудования представляют индуктированные и прямые удары молнии в подключенные воздушные линии. В кабельных сетях, не связанных с воздушными линиями, наиболее вероятны перенапряжения, обусловленные повреждениями или коммутационными операциями. В редких случаях, однако, могут также возникнуть перенапряжения, индуктированные молнией. В сетях диапазона III, в дополнение к факторам диапазонов I и II, становятся значимыми коммутационные перенапряжения. Перенапряжения могут вызывать перекрытия и серьезные повреждения оборудования и, таким образом, подвергать электроснабжение потребителей опасности прерывания. Необходимо противостоять этому путем соответствующей координации РВ и ОПН с изоляцией. Поэтому, если есть вероятность грозовых или высоких коммутационных перенапряжений, которые могут быть опасными для оборудования, рекомендуется использовать РВ (ОПН).
Эти РВ (ОПН) должны представлять собой часть сети, отвечающую за ее надежность. РВ (ОПН) проектируют так, чтобы выдерживать напряжения и соответствующие токи через них с достаточно высокой вероятностью с учетом загрязнений и других воздействий в месте установки РВ (ОПН). Перечень напряжений и перенапряжений, действующих в каждой сети, приведен в приложении ДА:
- рабочее напряжение;
- квазистационарные перенапряжения;
- перенапряжения с пологим фронтом;
- перенапряжения с крутым фронтом, -
где перенапряжения с пологим фронтом, обусловленные коммутациями, представляют особую важность для РВ (ОПН), защищающих оборудование, относящееся к диапазону III.
Как правило, требования лучшей защиты оборудования и высокого номинального напряжения РВ (ОПН) взаимно противоречивы. Поэтому выбор подходящего РВ (ОПН) представляет собой процесс оптимизации, при котором необходимо рассматривать большое число параметров сети и оборудования.
ОПН наиболее эффективны в сетях с заземленными нейтралями, поскольку они позволяют осуществить наилучшую защиту от перенапряжений с пологим фронтом. В настоящее время аппараты данного типа широко представлены в этих сетях, причем применение РВ (ОПН) для таких сетей имеет тенденцию к преимущественному использованию ОПН. В некоторых сетях с изолированными и резонансно-заземленными нейтралями, где квазистационарные перенапряжения вследствие замыкания на землю более продолжительны, могут быть предпочтительными РВ, если требуются низкие защитные уровни. Несмотря на то что существующие РВ традиционно применяют во всех диапазонах напряжения, применение РВ может быть наиболее оправдано для сетей диапазона I.
4.2 Общая методика выбора вентильных разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений
Для выбора РВ или ОПН рекомендуется следующая итерационная методика, показанная на структурной схеме рисунка 1, в соответствии с которой выполняют следующие действия:
Рисунок 1 - Структурная схема выбора РВ (ОПН)
- определяют наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение РВ (ОПН) в зависимости от наибольшего рабочего напряжения сети;
- определяют номинальное напряжение РВ (ОПН) в зависимости от квазистационарных перенапряжений;
- оценивают амплитуды и вероятности ожидаемых грозовых разрядных токов через РВ (ОПН), определяют требования к разрядным напряжениям линии электропередачи и выбирают номинальный разрядный ток, значение импульса большого тока, пропускную способность или класс устойчивости РВ и ток пропускной способности ОПН.
Примечание - Если необходимы значения импульса большого тока, отличные от стандартизованных значений в соответствии с ГОСТ Р 52725 (подпункт 6.2.5), эти значения следует выбирать в соответствии с грозовым разрядным током и пропускной способностью;
- выбирают категорию взрывобезопасности РВ или ток взрывобезопасности ОПН;
- выбирают РВ (ОПН), который удовлетворяет вышеуказанным требованиям;
- определяют защитные характеристики РВ (ОПН) при грозовых и коммутационных импульсах;
- располагают РВ (ОПН) как можно ближе к защищаемому оборудованию;
- определяют координационное выдерживаемое напряжение защищаемого оборудования при коммутационном импульсе, учитывая представительные перенапряжения с пологим фронтом и конфигурацию сети;
- определяют координационное выдерживаемое напряжение защищаемого оборудования при грозовом импульсе, рассматривая:
- представительную падающую волну грозового перенапряжения, определяемую поведением воздушной линии, соединенной с РВ (ОПН), при ударе молнии и приемлемой нормой повреждений защищаемого оборудования;
- схему подстанции;
- расстояние между РВ (ОПН) и защищаемым оборудованием;
- определяют нормированный уровень изоляции оборудования, приведенный в приложении ДА;
- если требуется более низкий уровень изоляции оборудования, то рассматривают более низкое наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, более низкое номинальное напряжение, более высокий номинальный разрядный ток, более высокий класс пропускной способности, другую конструкцию РВ (ОПН) или уменьшенное расстояние между РВ (ОПН) и защищаемым объектом.
Примечание - Более низкое наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение или более низкое номинальное напряжение может снизить эксплуатационную надежность РВ (ОПН).
Детали этой итерационной методики изложены в разделах 5, 6 и 7.
4.3 Сохранение работоспособности вентильных разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений при загрязнении покрышек
Загрязнение покрышки РВ (ОПН) может вызвать перекрытие или повышение температуры компонентов, выравнивающих напряжение в РВ, и большой рост температуры варисторов в ОПН. Чтобы предотвратить повреждения РВ (ОПН) в районах с загрязнением, следует выбирать РВ (ОПН), способные выдерживать соответствующие условия загрязнения. Несмотря на то что данное требование не установлено явно в ГОСТ 16357 и ГОСТ Р 52725, РВ и ОПН, используемые в нормальных условиях эксплуатации, должны выдерживать средние воздействия загрязнения, соответствующие степени загрязнения II (см. приложение ДБ). Если район установки РВ (ОПН) подвержен более сильному загрязнению, это может неблагоприятно повлиять на исполнение РВ (ОПН) своих функций. Если в сильно (степень загрязнения III) или очень сильно (степень загрязнения IV) загрязненных районах используют РВ (ОПН) неадекватной конструкции, эффективной в предупреждении случаев, указанных выше, допускается проводить периодическую чистку или смазку.
Если предполагается обмыв РВ (ОПН) под напряжением, необходимо, чтобы РВ (ОПН) были спроектированы с учетом таких условий эксплуатации.
Полный текст документа ГОСТ Р 53735.5-2009 (МЭК 60099-5:2000). Часть 5