Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

ЭЛТРАНС 2009


Версия для печати
Обсудить в форуме

Перспективная система грозозащиты

О грозозащите высоковольных линий электропередачи, рассчитанных на напряжение 3–35 кВ и выше при помощи изоляторов-разрядников, рассазывает доктор технических наук Георгий Викторович Подпоркин, научный руководитель ОАО «НПО Стример».

Мультикамерная система (МКС) а) начальный момент развития разрядов б) завершающий момент развития разрядов: 1 – профиль из силиконовой резины; 2 – промежуточные электроды; 3 – дугогасящая камера; 4 – канал разряда
Изолятор-разрядник мультикамерный на основе изолятора ПСФ70-3.0/05-05 УХЛ
Изолятор-разрядник мульти-камерный на основе изолятора SDI 37
Гирлянда при испытаниях грозовым импульсом
ОАО «НПО Стример» с 1995 года занимается разработкой и производством устройств защиты от грозовых перенапряжений для воздушных линий электропередачи. В научном центре нашего предприятия была создана новая технология защиты от грозовых перенапряжений – это защита с помощью длинно-искровых разрядников (РДИ). В энергосетях РФ в эксплуатации находится более 250 000 единиц нашей продукции, разрядники рекомендованы к установке ФСК ЕЭС. В данный момент мы сфокусировали наши усилия на новом типе разрядников, о котором я хочу рассказать ниже.

В результате интенсивных усилий по совершенствованию устройств грозозащиты нашему научно-производственному объединению удалось разработать разрядники на классы напряжения 10 и 35 кВ с так называемой мультикамерной системой (МКС). Предложен также принципиально новый аппарат – изолятор-разрядник с мультикамерной системой (ИРМК), который сочетает в себе свойства изолятора и разрядника (что и отражено в его названии).

Используя ИРМК, можно обеспечить грозозащиту ВЛ любого класса напряжения, так как с увеличением класса увеличивается число изоляторов в гирлянде и соответственно увеличивается номинальное напряжение и дугогасящая способность гирлянды из ИРМК.

Возможны различные конструкции изоляторов со свойствами разрядников.

Основу ИРМК составляют обычные массово выпускаемые изоляторы (стеклянные, фарфоровые или полимерные), на которые специальным образом установлена МКС. Установка мультикамерной системы не приводит к ухудшению свойств изолятора, но благодаря ей он приобретает свойства разрядника. Поэтому в случае применения ИРМК на ВЛ отпадает нужда в грозозащитном тросе. При этом снижается высота, масса и стоимость опор, а также стоимость всей линии в целом, обеспечивается ее надежная грозозащита, то есть резко сокращается число отключений, уменьшаются ущербы от недоотпуска электроэнергии и эксплуатационных издержек.

Весьма перспективной представляется и защита контактной сети железных дорог от прямых ударов молнии при помощи ИРМК.

Основной элемент мультикамерных разрядников (РМК), в том числе и ИРМК, – мультикамерная система (МКС). Она состоит из большого числа электродов, вмонтированных в профиль из силиконовой резины. Между электродами выполнены отверстия, выходящие наружу. Эти отверстия образуют миниатюрные газоразрядные камеры.

При воздействии на разрядник импульса грозового перенапряжения пробиваются промежутки между электродами. Благодаря тому, что разряды между промежуточными электродами происходят внутри камер, объемы которых весьма малы, при расширении канала создается высокое давление. Под его действием каналы искровых разрядов между электродами перемещаются к поверхности изоляционного тела и далее выдуваются наружу – в окружающий разрядник воздух. Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между электродами каналы разрядов охлаждаются, суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, в итоге общее сопротивление разрядника возрастает и происходит ограничение импульсного тока грозового перенапряжения.

По окончании импульса грозового перенапряжения к разряднику остается приложенным напряжение промышленной частоты. Как показали проведенные нами исследования, в разрядниках с МКС возможны два типа гашения искрового разряда: при переходе сопровождающего тока 50 Гц через ноль (такой тип гашения называется «гашением в нуле») и при снижении мгновенного значения импульса грозового перенапряжения до определенного значения большего или равного мгновенному значению напряжения промышленной частоты, то есть осуществляется гашение тока импульса грозового перенапряжения без сопровождающего тока сети (такой тип гашения называется «гашением в импульсе»).

Механизм гашения искрового разряда в МКС напоминает механизм гашения дугового разряда в трубчатом разряднике. Существенное отличие состоит в том, что внутри трубчатого разрядника достаточно долго (до 10 мс, т. е. до 10 000 мкс) горит дуга. Она выжигает стенки газогенерирующей трубки, и образовавшиеся от теплового разрушения газы выдувают канал разряда наружу. В случае «гашения в нуле» МКС дуга начинается в дугогасящих камерах, а затем большая ее часть выдувается наружу – в открытое пространство. Материал камер не газогенерирующий, дутье образуется просто за счет расширения канала разряда, поэтому эрозия стенок камер незначительна.

В случае «гашения в импульсе», длительность которого составляет микросекунды или десятки микросекунд, эрозии практически нет даже после многократных срабатываний МКС.

Мультикамерные системы испытаны на электродинамическую устойчивость импульсами тока с максимальным значением 100– 110 кА. Образцы МКС выдержали десять воздействий указанных импульсов без разрушения. Есть все основания утверждать: МКС можно применять для защиты высоковольтных линий от прямых ударов молнии.

Коротко – об ИРМК на основе стержневого фарфорового изолятора типа ПСФ70-3.0/05-05 УХЛ, широко применяемого для подвески контактной сети постоянного тока 3 кВ.

В данном случае МКС установлена по периметру одного из ребер изолятора. Она занимает примерно три четверти окружности ребра. К левому концу МКС подходит верхний подводящий электрод, установленный на верхнем оконцевателе изолятора, а к правому – нижний электрод, смонтированный на нижнем оконцевателе. Между подводящими электродами и концами МКС имеются искровые воздушные промежутки.

При воздействии на ИРМК перенапряжения сначала пробиваются искровые воздушные промежутки, а затем – МКС. Ток грозового перенапряжения протекает от нижнего оконцевателя и его подводящего электрода через искровой канал нижнего искрового промежутка, затем – по МКС и далее – через канал разряда верхнего искрового промежутка по верхнему подводящему электроду к верхнему оконцевателю.

Стоит особо подчеркнуть, что на участке кольца из силиконовой резины с МКС между подводящими электродами промежуточных электродов нет и разряд развивается по МКС, занимающей примерно три четверти периметра ребра, а не между подводящими электродами.

Теперь несколько слов о том, как действует защита контактной сети постоянного тока при помощи ИРМК.

При ударе молнии непосредственно в контактную сеть или в опору происходит перекрытие ИРМК, как это было описано выше. После окончания грозового перенапряжения и стекании его тока через опору в землю благодаря работе МКС происходит гашение разряда «в импульсе» (без сопровождающего тока) и контактная сеть продолжает работу без отключения.

Если взять мультикамерный изолятор-разрядник на основе штыревого изолятора SDI 37, то принцип его работы аналогичен принципу действия ИРМК, но это устройство предназначено для защиты ВЛ 6-20 кВ от индуктированных перенапряжений. Аналогично выполняется ИРМК на наиболее распространенном в России изоляторе ШФ20Г.

Кроме изоляторов-разрядников, перспективной нам кажется следующее решение: мультикамерный разрядник (РМК) как отдельный элемент арматуры ВЛ.

Основными элементами РМК являются: МКС, несущий стеклопластиковый стержень и узел крепления разрядника к стержню изолятора. Разрядники устанавливаются на металлические стержни изоляторов с искровыми воздушными промежутками 3–6 см между верхними концами разрядников и проводом. При воздействии грозового перенапряжения сначала пробивается искровой воздушный промежуток, а затем – МКС разрядника, которая обеспечивает гашение сопровождающего тока.

Для защиты от индуктированных перенапряжений разрядники необходимо устанавливать по одному на каждую опору с чередованием фаз. Для защиты ВЛ от прямых ударов молнии необходимо устанавливать РМК на каждую фазу каждой опоры.

Хочу напомнить, что, кроме рассматривающихся выше видов разрядников, в энергосетях успешно эксплуатируются иные наши решения: РДИП – для защиты ВЛ 10 кВ от индуктированных перенапряжений, РДИМ – для защиты ВЛ 10 кВ от прямых ударов молнии и подходов к подстанциям, РДИМ-К – для защиты ВЛ 10 кВ компактного исполнения и РДИШ – для защиты ВЛ 10 кВ с двойным креплением проводов.

© Евразия Вести X 2009







X 2009

Евразия Вести X 2009

Дальнейшее совершенствование железнодорожной отрасли страны

Время высоких скоростей

Патриарх электрификации

«ЭЛТРАНС»: приоритетные программы развития железнодорожного транспорта и международного сотрудничества

Электрифицированный полигон железных дорог

Инновации на службе электрификации

На пути становления научно-образовательного комплекса Петербургского государственного университета путей сообщения

Инновационное развитие Российских железных дорог

Современные разработки ООО «НИИЭФА-ЭНЕРГО» для железнодорожного транспорта

Новые подходы к организации взаимодействия

Новые разработки ЗАО «НПО «Изолятор»

ЗАО «ТРАНСКАТ» - надежный партнер высоких скоростей

Централизация оперативного управления системой электроснабжения железнодорожного транспорта

Новые технологии для высокоскоростного движения

На базе традиций к инновациям

«ЭЛТОН» предлагает - качество, надежность, экономичность

Цифровые устройства РЗА для электрифицированных железных дорог

Система коммерческого учета электроэнергии

Эффективное направление энергосберегающих технологий

Возможности системы электроснабжения постоянного тока для пропуска скоростных пассажирских и грузовых поездов повышенного веса

Как сберечь киловатты

Служба надежного и бесперебойного электроснабжения российских железных дорог

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести