Защита от импульсных перенапряжений ВЛ 0,4 кВ в России

Сегодня специалисты ОАО РАО «ЕЭС РОССИИ» и ОАО «ФСК ЕЭС» все активнее начинают наводить порядок в вопросах технической политики, касающейся распределительного комплекса. Вершиной этой работы в области сетей 0,4-20 кВ стала разработка ОАО РАО «ЕЭС РОССИИ» и ОАО «ФСК ЕЭС» отечественных документов, аналогичных европейским стандартам CENELEC, а именно стандартов: • «Воздушные линии электропередачи напряжением 0,4-20 кВ. Условия создания. Нормы и требования»;

• «Арматура линейная для воздушных линий электропередачи напряжением 0,4-20 кВ с самонесущими изолированными и защищенными проводами. Технические требования»;
• «Арматура линейная для воздушных линий электропередачи напряжением 0,4-20 кВ с самонесущими изолированными и защищенными проводами. Правила приемки и методы испытаний».

Одной из тем, которую, наверно, надо было бы подробно рассмотреть в этих документах являются вопросы, связанные с применением современных устройств защиты от перенапряжений на ВЛ 0,4 кВ. Кстати, подобные вопросы в части, касающейся ВЛ 10-20 кВ, в стандартах, как ожидается, будут отражены достаточно подробно.

У специалистов необходимость защиты от перенапряжений на ВЛ 0,4 кВ не вызывает сомнения. Однако, необходимый уровень безопасности людей и оборудования могут обеспечить только грамотно подобранные и правильно установленные защитные устройства. На практике бывает трудно решить, с помощью каких конструкций, элементов и устройств построить систему защиты, т.к. не всегда хватает теоретических знаний, методик расчета и специальной информации. Поэтому тем более обидно, что столь важные вопросы, по имеющейся информации, пока, видимо, не найдут отражения в вышеуказанных отраслевых документах

Современная аппаратура восприимчива даже к незначительным импульсным перенапряжениям, возникающим в электрических сетях. Это подтверждается статистикой случаев выхода из строя электрического оборудования. Около 60% выхода из строя электрического оборудования происходит в результате возникновения импульсных перенапряжений, которые способны повредить чувствительные элементы техники, привести к возгораниям электрических приборов, что может иногда даже привести к пожарам. Импульсные перенапряжения представляют из себя кратковременный скачок напряжения (менее миллисекунды), с амплитудой, иногда многократно превышающей номинальное напряжение сети. Его причинами могут являться:

• Удар молнии в магистральные провода ВЛ или воздушный ввод электропитания здания.
• Удаленный удар молнии, сопровождаемый индуктированными перенапряжениями на ВЛ или абонентском ответвлении от ВЛ для ввода электропитания в здание.
• Процессы, связанные с переключениями трансформаторов и электродвигателей в системах электроснабжения, внезапные изменения нагрузки, отключение защитных автоматических выключателей или разъединителей.
• Неустойчивые наводки с неопределенными амплитудами и частотами, которые являются следствием работы, например, сварочных аппаратов.

Для защиты электрических приборов от воздейст-вия импульсных перенапряжений сегодня есть простое решение: чтобы не допустить прохождения в электрическую сеть импульса тока, необходимо отвести его в землю. Реализация данного решения возможна путем установки на фазные проводники устройств защиты от перенапряжений нелинейных (УЗПН). Для этой цели на ВЛ 0,4 кВ сегодня уже применяются УЗПН типа LVA-260 и LVA-450 совместного производства ЗАО «МЗВА» и ЗАО «Полимер-Аппарат». Изделия сертифицированы в системе ГОСТ Р и прошли аттестацию ОАО «ФСК». На «нулевые» проводники ВЛ их установка не требуется, так как они, согласно требований ПУЭ, должны быть надежно заземлены в системах с глухо заземленной нейтралью. Однако опять необходимо указать, что именно это важное условие по надежному заземлению нейтрали на наших ВЛ 0,4 кВ с СИП сегодня в существующих типовых проектах проработано «слабо».

УЗПН типа LVA-260 и LVA-450 состоят из ОПН (ограничителя перенапряжений нелинейного) специальной конструкции, соответствующих адаптеров для подключения к изолированным проводам с одной стороны и к заземляющим спускам опор с другой стороны и предназначены для защиты линейной изоляции, а также любого оборудования сетей 0,4 кВ от перенапряжений. Принцип действия основан на нелинейности вольтамперной характеристики рабочего элемента ОПН (варистора) (рис. 1). При рабочем напряжении активные токи через варистор не превышают долей миллиампера, а при перенапряжениях достигают сотен и тысяч ампер (рис. 2). Проще говоря, устройство в нормальном состоянии представляет собой разомкнутый ключ. Когда возникает импульсное перенапряжение, ключ замыкается и отводит импульсный ток в землю (рис. 3).

При возникновении ненормированных воздейст-вий (прямой удар молнии и др.) и повреждении варистора отделитель прерывает цепь заземления ограничителя тем самым, устраняя устойчивое короткое замыкание. При этом не происходит повреждение защищаемого оборудования и прерывание питания потребителя.

LVA целесообразно устанавливать исходя из рекомендаций ПУЭ 7-го изд. и ГОСТов серии «Электро-

установки зданий» практически на всех абонентских ответвлениях от ВЛ, предназначенных для ввода электропитания в здания. Кроме того, для защиты изоляции проводов и устранения распространения волн перенапряжений целесообразна установка этих устройств и на магистральных проводах ВЛ 0,4 кВ с СИП .

Соответственно для защиты абонентских ответ-влений предназначены УЗПН типа LVA-260, а магистральной части ВЛ типа LVA-450.

Сегодня опытная эксплуатация этих устройств уже ведется в нескольких отечественных энергосистемах. Опять же жаль, что эта безусловно важная тема не найдет отражения в новых стандартах при наличии в России недорогих отечественных образцов защитных аппаратов.

Статья опубликована в журнале "Кабель-news" №4, апрель 2008