Электротехника / Требования эксплуатации к современным ограничителям перенапряжений  (Прочитано 1331 раз)

Сегодня рынок предлагает большое разнообразие ограничителей перенапряжений, отличающихся своими характеристиками, и у потребителя, эксплуатирующего ОПН , неизбежно возникает проблема выбора. Ряд технических пара метров ОПН должен выбираться расчетным путем. Однако есть некоторые общие принципы, которыми представители эксплуатации и проектировщики могут руководствоваться при выборе защитных аппаратов для оборудования.


ОПН 10 кВ с полимерной изоляцией

КОНСТРУКЦИЯ ОПН
Основной элемент конструкции ОПН – нелинейные резисторы (варисторы). В современных ОПН применяются металлооксидные варисторы на основе оксида цинка. Качество варисторов (и защитного аппарата в целом) зависит от технологии их изготовления, наличия примесей в оксидоцинковой керамике, температурного режима обжига. Высококачественные варисторы сохраняют свою механическую целостность даже при повреждении ОПН. От качества изготовления зависит нелинейность и стабильность характеристик варистора.

Качество ОПН зависит также от подбора варисторов. В корпусе ОПН должно соблюдаться равномерное распределение для всех варисторов по напряжению и току. При выборе защитного аппарата нелишне получить у производителя сертификат и свидетельство производителя варисторов, использованных при производстве ОПН.


ОПН 220 кВ с полимерной изоляцией, подключенные к вводам силового трансформатора

Зачастую ОПН эксплуатируются в сложных экологических условиях, например, в промышленных зонах или вблизи оживленных автомагистралей, на которых используются антигололедные реагенты. Повышенные загрязнения и влажность приводят к перекрытию изоляции ОПН. В таких случаях к внешней изоляции ОПН предъявляются требования, как к современным изоляторам.

В качестве основной изоляции производители ОПН в последние годы все чаще используют полимеры на основе силикона. Этот материал имеет хорошую устойчивость к загрязнениям, повышенную трекингостойкость и гидрофобность. Повышенная длина пути утечки для внешней изоляции при выборе ОПН также существенна (при обеспечении удельной длины пути утечки не менее 2,5 см / кВ). Кро ме того, применяющиеся полимеры должны быть устойчивы к воздействию солнечных лучей: покрышка под их воздействием не должна высыхать или терять форму. Это приводит к потере ее изоляционных свойств и разрушению.

Также, применение ОПН с полимерной изоляцией оправданно в закрытых распределительных устройствах или в камерах силовых трансформаторов. Это делается для минимизации ущерба соседнему оборудованию в случае поврежде ния ОПН (или предотвращения по вреждения покрышки самого ОПН при разрушении других изоляционных элементов).

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Важнейшие характеристики ОПН, которые учитываются при выборе защитного аппарата – это уровни остающихся напряжений на грозо вом (8 / 20 мс) и коммутационном (30 / 60 мс) импульсе тока при раз личных амплитудах токов. Поскольку срок службы превышает норматив ный более чем для 60 % электрообо рудования (данные Холдинга МРСК), уровень изоляции оборудования снижен. В таких условиях необходимо обеспечить надежную защиту ослабленной изоляции, поэтому выбираются ОПН с более низкими значениями остающихся напряжений.

Для обеспечения безопасной работы современные ОПН оснащаются противовзрывным устройством, или устройством для сброса давления. Оно обеспечивает снижение внутреннего давления в ограничителе при внутреннем повреждении и предотвращает взрывное разрушение корпуса ОПН (или разлет осколков за нормируемую зону) [1]. Нормируется значение тока срабатывания противовзрывного устройства или максимальный ток взрывобезопасности ОПН. Стандартное значение для ОПН 110 кВ и выше составляет 40 кА, для ОПН более низких классов напряжения – 20 кА.

Однако в ряде случаев в схемах должны предусматриваться ОПН, рассчитанные на большие токи. Например, в Московской энергосистеме максимально возможные токи короткого замыкания на шинах 110–220 кВ превысили 40 кА, на отдельных подстанциях составляют 50 кА и выше. Зарубежные и некоторые отечественные производители предлагают в таких случаях ОПН с максимальным током взрывобезопасности 63–65 кА.

В схемах с применением реактирования, на выводах 6–10 кВ силовых трансформаторов до реакторов, где устанавливаются защитные аппараты, токи КЗ могут превышать 20 кА. Вданных точках должны устанавли ваться ОПН 6–10 кВ с токами срабатывания противовзрывного устройства от 40 кА. При этом нужно учитывать разницу в габаритах со «стандартными» ОПН: больший диаметр варисторов и высоту аппарата.

КОМПЛЕКТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ
Поставляемые ОПН должны оснащаться, по желанию заказчика, приборами контроля состояния ОПН и регистраторами срабатывания. При этом производитель не имеет права настаивать на обязательном приобретении указанных приборов, и их отсутствие не должно влиять на гарантии завода изготовителя в отношении закупаемых ОПН.

По свидетельству ряда производителей, их ОПН являются не обслуживаемыми в эксплуатации: для них не требуется проведения первичных и периодических испытаний по РД 34.4551.30097, профилактических работ. Для электросетевых предприятий это означает экономию эксплуатационных расходов и снижение объема работ в ситуации нехватки персонала. Отсутствие необходимости в обслуживании ОПН должно подтверждаться гарантией производителя на весь срок службы аппарата.

ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ПРИМЕНЕНИЯ ОПН
В нашем номере рассматриваются некоторые особые случаи защиты оборудования от перенапряжений, выбора и применения ОПН.

Ситуации, в которых к ОПН предъявляются особые требования в эксплуатации:
- ОПН для защиты от коммутационных перенапряжений генераторного оборудования, кабельных вставок, кабельных линий;
- ОПН, устанавливаемые в РУ 6–20 кВ с вакуумными выключателями различных производителей;
- Подвесные (линейные) ОПН для установки на линиях, где отсутствует или затруднен монтаж тросового молниеотвода. Такие ОПН не заменяют молниеотвод, так как они не способны предотвратить прямой удар молнии, однако значительно снижают вероятность перекрытия линейной изоляции, обеспечивают отвод тока молнии;
- ОПН для распределительной сети 6–10 кВ.

Сейчас существует тенденция повсеместно устанавливать ОПН взамен вентильных разрядников, в ту же схему и присоединение. Однако это в корне неправильно. ОПН для применения в распределительной сети следует тщательно выбирать, принимая во внимание ее особенности. С одной стороны, это построенная в 1950–60е гг. сеть со значительным износом оборудования, с другой – сравнительно новая и слабо распространенная сеть с использованием защищенных проводов типа СИП3 (ВЛЗ). Будут существенно различаться и характеристики защитных аппаратов для этих видов сети. Должна учитываться разница в стоимости РВ и ОПН, рассчитываться экономический эффект.


Подвесной ОПН 35 кВ с полимерной изоляцией

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИИ ОПН:
Эти требования, вкратце, можно сформулировать так:
1) высокое качество изготовления;
2) надежность конструкции;
3) определенные технические параметры (остающиеся напряжения, энергоемкость, пропускная способность и т.п.);
4) возможность определения срабатывания защитного аппарата;
5) безопасность для самой сети (неприводит к повреждению другого оборудования – например, взрывобезопасность);
6) приемлемая стоимость.
7) Требования к оборудованию определяются потребителем. Поэтому производители ОПН, да и любого другого оборудования, должны работать в тесном сотрудничестве с представителями эксплуатации.

Литература
1. ГОСТ Р 527252007 «Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ».
2. Аронов М. А., Аношин О. А., Кондратов О. И., Лопухова Т. В.Ограничители перенапряжений в электроустановках 6–750 кВ. М.: Знак, 2007 г.

ИЛЬИНА  Е.В.,  ведущий специалист ОАО «Московская объединенная электросетевая компания»,
Журнал ЭнергоЭксперт,
www.energoexpert.ru

🚨Чтобы на стройку не с блокнотом ходить...
Начальник инспекции Департамента контроля и надзора за строительством по Минску Ирина Колесникова рассказала о новом профессиональном стандарте для Госстройнадзора как его ответственный разработчик.