Применение УЗИП для защиты сети освещения

06.11.2020

Руководитель направления низковольтных защитных устройств Нататья Кутузова, совместно с коллегами из других компаний и образовательных учереждений написала подробную статью о применение УЗИП для защиты сети освещения для журнала Электроэнергия

Ниже представлен отрывок из статьи. Скачать полную версию вы можете здесь.

Аннотация

Сеть освещения с точки зрения грозозащиты обладает рядом особенностей: значительной протяженностью и низкой электрической прочностью изоляции. Функции системы освещения могут затрагивать вопросы безопасности и коммерческой эффективности предприятий. В данной статье предпринята попытка разработать систему обоснования применения УЗИП с целью защиты сетей освещения от грозовых перенапряжений. Решение такой задачи должно быть основано на экономическом расчете, исходными данными к которому является оценка рисков, связанных с повреждением оборудования.

Введение

Развитие грозовых перенапряжений в сети освещения возможно вследствие прямых и близких ударов молнии. Влияние на количество случаев повреждения изоляции при ударе молнии и целесообразность применения УЗИП в сети освещения оказывают её конструктивные особенности, наличие и тип заземления, наличие экранов, величина удельного сопротивления грунта и т.д.

Принципиально можно выделить следующие основные типы конструкций сети освещения:

  • состоящая из опор, соединенных ВЛ (в т.ч. с СИП),
  • состоящая из опор, соединенных КЛ,
  • размещенная на отдельно стоящих опорах (прожекторных мачтах), источник, питания которых соединен с ними по заземляющему устройству,
  • размещенная на отдельно стоящих опорах (прожекторных мачтах), источник питания которых не имеет связи с ними по заземляющему устройству,
  • подсветка, размещаемая на кровле сооружений и зданий.

Алгоритм обоснования применения УЗИП в сети освещения предполагает следующие этапы:

  • оценка вероятности появления грозовых перенапряжений;
  • оценка ущерба в результате воздействия;
  • оценка экономических последствий.

Оценка вероятности появления грозовых перенапряжений

При использовании кабельных линий в сети освещения воздействие грозовых перенапряжений возможно только при ударах молнии в опоры освещения. Количество ударов молнии в отдельно стоящую опору освещения может быть рассчитано в соответствии с [1] по формуле:

6412101eb5ce004b1b0642a2108ab4ef.png

Среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 поверхности земли p можно принять согласно таблице 1:

Число грозочасов

Число ударов молнии, p

10-20

1

20-40

2

40-60

4

60-80

5,5

80-100

7

>100

8,5


 По данным [2] число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности также может быть оценено по выражению:

fc2facc71ffbe6fd66976bd44dfd1e02.png

Использование последнего выражения дает меньший результат (см. рис. 1).

Вероятность удара молнии в одну из N опор линии освещения за T лет эксплуатации соответственно равно:

558c3fd98052e5f66e8bd406c4fa80f5.png

,где k – коэффициент экранирования линии соседними объектами, расположенными на расстоянии до 3h. Значения k определены в [2] и приведены в Таблице 2.

Табл. 2. Коэффициенты экранирования

Характеристика размещения

k

Окружена более высокими объектами

0,25

Окружена объектами той же высоты или ниже

0,5

Отдельно стоящая опора на равнине

1

Опора освещения на равнине и на возвышенности

2

101087b7636833d87b7b5a10e2189953.png

Рис. 1. Число ударов в 1 км2 земной поверхности по разным методикам

При конкретном проектировании при расчете числа ударов молнии в линию возможно учитывать коэффициент k для каждой опоры отдельно, в этом случае необходимо перейти от умножения к суммированию:

48aabf52800abf117229b9f5eae9afe5.png

Необходимо также отметить, что число ударов в несколько рядом расположенных опор будет меньшим вследствие того, что зоны стягивания опор перекрываются.

Если речь идет о защите линии с СИП между опорами освещения, то количество ударов молнии в линию за срок эксплуатации определяется по выражению (высота до 30 метров):

40109bfbaed38f8f6bad8bab878f3987.png

L – длина линии в км.

Рассмотрим для примера линию из 10 опор протяженностью 400 метров в г. СПб. Количество грозовых часов в регионе: 20-40, принимаем 1,0 удар в 1 км2 поверхности земли, срок эксплуатации – 30 лет, высота опор от 10 метров до 30.

Результаты расчетов коэффициентов взаимного экранирования и числа ударов молнии для системы освещения с кабельной линией представлены в таблицах 3 и 4. Видно, что коэффициент взаимного экранирования между опорами приблизительно соответствует коэффициенту экранирования окружающими строениями аналогичной высоты (таблица 2).

Табл. 3. Результаты оценочного расчета коэффициента экранирования опорами друг друга (10 опор)

Высота опоры

Площадь стягивания 1 опоры

Расстояние между опорами

Площадь стягивания 10 опор

Коэффициент

взаимного экранирования

10

2827

20

13333

0,47

15

6362

30

30000

0,47

20

11310

40

53331

0,47

25

17671

50

83330

0,47

30

25447

60

119996

0,47

Табл. 4. Результаты расчетов количества ударов молнии в опоры с КЛ в регионе г. СПб

0,25

0,5

1

2

8

0,06

0,13

0,26

0,52

9

0,08

0,16

0,33

0,66

10

0,10

0,20

0,40

0,81

11

0,12

0,24

0,49

0,98

12

0,15

0,29

0,58

1,17

13

0,17

0,34

0,68

1,37

14

0,20

0,40

0,79

1,59

15

0,23

0,46

0,91

1,82

16

0,26

0,52

1,04

2,07

17

0,29

0,58

1,17

2,34

18

0,33

0,66

1,31

2,62

19

0,37

0,73

1,46

2,92

20

0,40

0,81

1,62

3,24

21

0,45

0,89

1,78

3,57

22

0,49

0,98

1,96

3,92

23

0,54

1,07

2,14

4,28

24

0,58

1,17

2,33

4,66

25

0,63

1,26

2,53

5,06

26

0,68

1,37

2,74

5,47

27

0,74

1,47

2,95

5,90

28

0,79

1,59

3,17

6,34

29

0,85

1,70

3,40

6,81

30

0,91

1,82

3,64

7,28


Можно говорить о том, что в условиях городской застройки, когда система освещения окружена высокими зданиями (столбец с k=0,25), удар молнии маловероятен, то есть его можно не учитывать в качестве расчетного случая. Если говорить о ситуациях, когда система освещения окружена аналогичными по высоте сооружениями (k=0,5), то удар молнии вероятен только при применении высоких опор, однако, с точки зрения объективного анализа такая ситуация не характерна для городской черты и встречается редко. Реальным расчетным случаем является прямой удар молнии в систему освещения на открытом пространстве при высоте опор от 15 метров и в аналогичных условиях на возвышенностях.

Аналогичные расчеты были выполнены для линии освещения, протяженностью 400 метров, с СИП, высота подвеса которого от 10 до 20 метров.

Результаты расчетов показывают, что для линий с СИП удар молнии в линию следует рассматривать в качестве расчетного случая для всех случаев, когда система не экранирована окружающими сооружениями.

Для всех конструкций сети освещения, когда элементы этой сети размещаются на элементах системы молниезащиты, удар молнии является расчетным случаем для оценки количества и последствий повреждений независимо от степени грозовой активности в регионе и других факторов.


Полную версию статьи можно скачать здесь.



05.03.2021

О применении УЗИП для защиты сети освещения


 О применении УЗИП для защиты сети освещения

Сеть освещения с точки зрения грозозащиты обладает рядом особенностей: значительной протяженностью и низкой электрической прочностью изоляции. Функции системы освещения могут затрагивать вопросы безопасности и коммерческой эффективности предприятий. В данной статье предпринята попытка разработать систему обоснования применения УЗИП с целью защиты сетей освещения от грозовых перенапряжений. Решение такой задачи должно быть основано на экономическом расчете, исходными данными к которому является оценка рисков, связанных с повреждением оборудования.

Читать далее
10.12.2020

Устройство защиты от импульсных перенапряжений в сети НН КТП


 Устройство защиты от импульсных перенапряжений  в сети НН КТП

Ограниченные возможности изоляции электрооборудования низкого напряжения противостоять грозовым перенапряжениям обуславливают необходимость применения устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В частности, проблема ограничений грозовых перенапряжений возникает при эксплуатации электрооборудования 0,4 кВ комплектных трансформаторных подстанций (КТП). Причиной грозовых перенапряжений в этом случае являются удары молнии, как непосредственно в КТП, так и в отходящие (0,4 кВ) и питающие (6–20 кВ) линии. В результате исследований показана возможность возникновения опасных перенапряжений в сети 0,4 кВ трансформатора путём их передачи с высоковольтной обмотки. Для защиты от данного вида перенапряжения даны рекомендации по выбору и применению УЗИП.

Читать далее
19.08.2020

Особенности разработки переходных пунктов для соединения высоковольтных воздушных и кабельных ЛЭП


Особенности разработки переходных пунктов для соединения высоковольтных воздушных и кабельных ЛЭП

В состав каждого переходного пункта входит набор необходимого электротехнического оборудования, от правильности выбора которого зависит надежность и безопасность дальнейшей эксплуатации. Применение унифицированных решений, например, комплектных переходных пунктов ПКПО-КВ, позволяет исключить ошибки при проектировании и избежать аварийных ситуаций при эксплуатации.

Читать далее
28.01.2020

Supply Chain и логистика


Supply Chain и логистика

Логист Стримера, Александр Лесман рассказывает о Supply Chain, логистике в НПО Стример и Streamer AG и планах на будущий год.

Читать далее
04.12.2019

Опасности молнии на линиях электропередачи: китайский опыт


Опасности молнии на линиях электропередачи: китайский опыт
В статье описан опыт борьбы с молнией в Китае. Что такое эффективность молниезащиты, по каким показателям она измеряется? Как повысить грозоустойчивость воздушных линий и какие бывают устройства молниезащиты.
Читать далее
24.11.2019

Современное решение для соединения высоковольтных воздушных и кабельных линий


Современное решение для соединения высоковольтных воздушных и кабельных линий

Инновационные комплектные переходные пункты для соединения ВЛ и КЛ на опоре появились в портфеле продукции АО «НПО «Стример» в середине 2017 года и активно внедряются на линии электропередачи классов напряжения 35 и 110 кВ.

Читать далее
20.11.2019

Финансирование следующего глобального инвестиционного цикла T & D: 2020-2040


Финансирование следующего глобального инвестиционного цикла T & D: 2020-2040
Предлагаем вам отредактированную версию отчета Goulden Reports - известной консалтинговой компании, проводящей исследования и собирающих данные по нескольким отраслям.
Читать далее
01.11.2019

Разрядники в сравнении с ОПН (УЗПН). Основные различия


Разрядники в сравнении с ОПН (УЗПН). Основные различия

Удары молнии в элементы воздушных линий электропередачи (ВЛ) или рядом с ними могут приводить к перекрытиям линейной изоляции, и как следствие, повреждениям элементов ВЛ и отключениям линий. В настоящее время, для защиты ВЛ от негативных последствий грозовых воздействий применяют разрядники (длинно-искровые и мультикамерные) и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), в исполнении для установки на ВЛ -УЗПН. 

Читать далее
28.10.2019

Интервью с Хенриком Нордборгом (Nordborg Henrik)


Интервью с Хенриком Нордборгом (Nordborg Henrik)
Хенрик Нордборг - профессор физики и руководитель программы бакалавриата «Возобновляемые источники энергии и экологические технологии» в Университете прикладных наук в Рапперсвиле, Швейцария.
Читать далее
11.10.2019

Где испытывают продукцию “Стримера”?


Где испытывают продукцию “Стримера”?
В Санкт-Петербурге у компании «Стример» есть собственный испытательный центр, в котором находится уникальная испытательная установка  ГИН-300К. Она позволяет одновременно воспроизводить два типа абсолютно разных воздействий - импульс молнии и напряжение, которым подвергаются  молниезащитные разрядники. Благодаря ей мы можем испытывать разрядники в условиях, максимально приближенных к реальным.
Читать далее
06.09.2019

Заземление экранов кабеля на переходном пункте, выполненном на опоре: опыт заземления экранов на ПКПО-КВ


Заземление экранов кабеля на переходном пункте, выполненном на опоре: опыт заземления экранов на ПКПО-КВ
Заземление экранов кабеля — обязательная процедура при строительстве кабельных линий электропередачи и связи.
Читать далее
29.08.2019

Концевая кабельная муфта в составе комплектного переходного пункта для соединения высоковольтных воздушных и кабельных линий: особенности выбора муфт и их последующего монтажа


Концевая кабельная муфта в составе комплектного переходного пункта для соединения высоковольтных воздушных и кабельных линий: особенности выбора муфт и их последующего монтажа
В состав каждого переходного пункта входит набор электротехнического оборудования. Правильность его выбора определяет надежность и безопасность эксплуатации. Применение унифицированных решений комплектных переходных пунктов ПКПО-КВ, позволяет исключить ошибки при проектировании и избежать аварийных ситуаций при эксплуатации.
Читать далее
19.08.2019

Как отличить оригинальный разрядник от контрафактного?


Как отличить оригинальный разрядник от контрафактного?

Содержание:
Чем опасен контрафакт, самый подделываемый разрядник на рынке, негативные последствия от использования контрафактных устройств.
Почему качество контрафакта ниже, кто и как производит контрафакт, как испытывается контрафактная продукция
Как отличить оригинальный разрядник от контрафактного, особенности оригинальной упаковки, особенности исполнения деталей, маркировка и название.

Читать далее
25.07.2019

Транспортировка разрядников


Транспортировка разрядников

Содержание:

- Упаковка разрядников
- Как перевезти разрядник
- Проверка разрядников
- Хранение разрядников



Читать далее
06.06.2019

Модули TRANSEC - надежный и безопасный способ сушки твердой изоляции маслонаполненных силовых трансформаторов под напряжением.


Модули TRANSEC - надежный и безопасный способ сушки твердой изоляции маслонаполненных силовых трансформаторов под напряжением.
Силовые трансформаторы и автотрансформаторы (СТ) - важные элементы электрических сетей и энергосистем, обеспечивающие надежность и экономичность их функционирования. Большинство силовых трансформаторов в России используются с более длинным сроком службы, чем указан в ГОСТе 11677-85. Часто они вынуждены работать в 1,5-2 раза больше.
Читать далее
04.06.2019

«Умная» энергетика: комплектные переходные пункты


«Умная» энергетика: комплектные переходные пункты

Инновационные комплектные переходные пункты для соединения ВЛ и КЛ на опоре появились в портфеле продукции АО «НПО «Стример» в середине 2017 года и активно внедряются на линиях электропередачи классов напряжения 35 и 110 кВ.

Читать далее
24.05.2019

Как подключить разрядник?


Как подключить разрядник?

Содержание:
- Как правильно подключить разрядник РМКЭ-10
- Как установить разрядник РМК-10
- Установка РМКЭ-35-IV-УХЛ1
-  Выводы



Читать далее
17.05.2019

Разрядники напряжением 6 - 10 кВ


Разрядники напряжением 6 - 10 кВ

Содержание:
- Как работает разрядник
- Параметры выбора разрядников и особенности их монтажа
- Виды разрядников



Читать далее
30.04.2019

Опыт сотрудничества "Стримера" с Университетом прикладных наук Рапперсвиль в Швейцарии


Опыт сотрудничества "Стримера" с Университетом прикладных наук Рапперсвиль в Швейцарии
Александр Нефедов, руководитель Международного направления АО “НПО “Стример”  рассказал об опыте сотрудничества нашей компании с Университетом прикладных наук Рапперсвиль в Швейцарии. Университет находится в регионе Рапперсвиль-Йона, его полное название HSR Hochschule für Technik Rapperswil. HSR является частью Университета прикладных наук Восточной Швейцарии.
Читать далее
29.04.2019

Разрядники низких и средних классов напряжения: виды и принцип работы


Разрядники низких и средних классов напряжения: виды и принцип работы

Содержание:
- Для чего нужен разрядник
- Принципы работы разрядников
- Параметры выбора разрядников и особенности их монтажа

Читать далее

Пожалуйста, заполните форму

Максимальное количество символом 250