Перенапряжения и молниезащита

Импульсные испытательные напряжения. Принципы координации изоляции. Основные схемы измерения в высоковольтной технике. Влияние полярности, заземление электродов. Конструктивное исполнение молниеотводов. Классификация заземлений в электрических установках.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

ФГОУ ВПО «НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»

Тобольский филиал

Кафедра «Электрооборудование и электротехника (ЭСЭ) »

РЕФЕРАТ

На тему: «Перенапряжения и молниезащита»

Выполнил:

Гончаров Игорь Юрьевич

Преподаватель:

Горелов Валерий Павлович

Тобольск - 2013

Содержание

Введение

1. Импульсные испытательные напряжения

2. Общие принципы координации изоляции

3. Основные схемы измерения в высоковольтной технике

4. Влияние полярности и заземление электродов

5. Заземление и конструктивное исполнение молниеотводов

6. Общая классификация заземлений в электрических установках

Заключение

Список используемой литературы

Введение

напряжение высоковольтный заземление молниеотвод

Рост производства электроэнергии - одно из самых приоритетных направлений технического прогресса. К 2010 году мировая выработка электроэнергии намного превысила 32 тыс. ТВт*ч, поэтому развитие электроэнергетики существенно опережает всех других отраслей промышленности и олицетворяет весь индустриальный потенциал страны.

Энергообеспеченность - важный показатель для общего уровня жизни в стране. Экономисты отмечают прямую связь между энергообеспеченностью и национальным доходом, приходящимся на душу населения. Достигнутая энергообеспеченность стала фундаментом для создания современной цивилизации, ведь без энергии современный человек свою жизнь представить уже не может.

С ростом производства электроэнергии растут потоки мощности в электрических сетях и расстояния, на которые эти мощности передаются. Соответственно, растут и напряжения в электрических сетях. В России пока что коэффициент полезного электростанций оставляет желать лучшего, но база развития велика и прочна. Улучшение энергосистем нашей страны требует решения сложных научно-технических проблем, но не менее важным на мой взгляд является вопрос о качественной подготовке специалистов в этой области, поэтому изучение дисциплины «Перенапряжения и молниезащита» имеет первостепенное значение.

Молниезащита -- это комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей, находящихся в нем. На земном шаре ежегодно происходит до 16-и миллионов гроз, то есть около 44 тысяч за день. Опасность для зданий (сооружений) в результате прямого удара молнии может привести к:

- повреждению здания (сооружения) и его частей,

- отказу находящихся внутри электрических и электронных частей,

- гибели и травмированию живых существ, находящихся непосредственно в здании (сооружении) или вблизи него.

Молниезащита зданий разделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. В момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооруженное молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам в систему заземления, где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.

Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП - защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии. Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные прямыми и непрямыми ударами молнии. Первые происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Вторые -- вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений. Для организации защиты от прямых ударов молнии должны быть максимально использованы металлические элементы объектов, объединенные между собой. В ряде случаев достаточно эффективное использование штукатурки, содержащей порошки различных металлов.

Не менее важна надежная защита от вторичных воздействий молнии. Для ослабления индуцированных помех широкое применение нашло внешнее экранирование прокладки кабельных линий и экранирование линий питания и связи. Кабели должны иметь металлические экраны, заземленные на обоих концах и соединенные с системой молниезащиты, в том числе на границах зон. При открытой уличной проводке кабели электропитания и линий связи должны быть проложены в заземленных трубах. Кроме того, у слаботочных объектов, например ПЭВМ, должны быть установлены сетевые фильтры, в значительной степени снижающие уровень импульсов, приходящих по фазе, нулевому проводу и земле. И, наконец, для повышения надежности защиты от вторичных воздействий обязательно должны быть предусмотрены активные аппаратные средства защиты от перенапряжений. Для этого применяют различные виды «грубой» и «тонкой» защиты. Первая предусматривает газоразрядники, ограничители перенапряжений и т. д., вторая - комплекс различных защитных аппаратов, в том числе мощные диоды Зенера. Эти устройства должны быть установлены в месте пересечения линий электроснабжения, управления, связи, телекоммуникаций границы двух зон экранирования, как правило, это ввод в здание.

1. Импульсные испытательные напряжения

Испытания изоляции повышенным напряжением позволяют выявить локальные дефекты, не обнаруживаемые иными методами; кроме того, такой метод испытаний является прямым способом контроля способности изоляции выдерживать воздействия перенапряжений и дает определенную уверенность в качестве изоляции. К изоляции прикладывается испытательное напряжение, превышающее рабочее напряжение, и нормальная изоляция выдерживает испытания, а дефектная пробивается.

При профилактических или послеремонтных испытаниях проверяется способность изоляции проработать без отказа до следующих очередных испытаний. Контроль изоляции повышенным напряжением дает только косвенную оценку длительной электрической прочности изоляции, и основная его задача - проверка отсутствия грубых сосредоточенных дефектов.

Испытательные напряжения для нового оборудования на заводах-изготовителях определяется ГОСТ 1516.2-97, а при профилактических испытаниях величины испытательных напряжений принимаются на 10-15% ниже заводских норм. Этим снижением учитывается старение изоляции и ослабляется опасность накопления дефектов, возникающих при испытаниях.

Контроль изоляции повышенным напряжением в условиях эксплуатации проводится для некоторых видов оборудования (вращающиеся машины, силовые кабели) с номинальным напряжением не выше 35 кВ, поскольку при более высоких напряжениях испытательные установки слишком громоздки.

При испытаниях повышенным напряжением используются три основных вида испытательных напряжений: повышенное напряжение промышленной частоты, выпрямленное постоянное напряжение и импульсное испытательное напряжение (стандартные грозовые импульсы).

Важным видом испытательного напряжения являются стандартные грозовые импульсы напряжения с фронтом 1.2 мкс и длительностью до полуспада 50 мкс. Испытания импульсным напряжением производят потому, что изоляция в процессе эксплуатации подвергается воздействию грозовых перенапряжений со схожими характеристиками.

Для исследования электрической прочности изоляции при импульсных напряжениях, имитирующих грозовые перенапряжения, применяются генераторы импульсных напряжений (ГИН). ГИН представляет собой батарею конденсаторов, которые в зарядном режиме включены параллельно, а в разрядном - последовательно. Для коммутации применяются искровые разрядники (обычно шаровые).

Воздействие грозовых импульсов на изоляцию отличается от воздействия напряжения частотой 50 Гц из-за гораздо большей скорости изменения напряжения, приводящей к другому распределению напряжения по сложной изоляции типа изоляции трансформаторов; кроме того, сам процесс пробоя при малых временах отличается от процесса пробоя на частоте 50 Гц, что описывается вольт-секундными характеристиками. По этим причинам испытаний напряжением промышленной частоты в ряде случаев оказывается недостаточно.

Воздействие грозовых перенапряжений на изоляцию часто сопровождается срабатыванием защитных разрядников, срезающих волну перенапряжения через несколько микросекунд после ее начала, и поэтому при испытаниях используют и импульсы, срезанные через 2-3 мкс после начала импульса (срезанные стандартные грозовые импульсы).

Амплитуда импульса выбирается исходя из возможностей оборудования, защищающего изоляцию от перенапряжений, с некоторыми запасами, и исходя из возможности накопления скрытых дефектов при многократном воздействии импульсных напряжений. Конкретные величины испытательных импульсов определяются по ГОСТ 1516.1-76.

Испытания внутренней изоляции проводят трехударным методом. На объект подается по три импульса положительной и отрицательной полярности, сначала полные, а затем...