7 Примеры выполнения молниезащиты

7.1 Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ [5]

В населенной местности с одно – или двухэтажной застройкой воздушные линии электропередачи (ВЛ) должны иметь заземляющие устройства, предназначенные для защиты от атмосферных перенапряжений. Сопротивление этих заземляющих устройств должно быть не более 30 Ом, а расстояние между ними не более 200м для районов с числом грозовых часов в году до 40, 100м – для районов с числом грозовых часов в году более 40.

Кроме того, молниезащитные заземляющие устройства должны быть выполнены:

• на опорах с ответвлениями к вводам в здания, в которых может быть сосредоточено большое количество людей (школы, детские ясли, больницы) или которые представляют большую материальную ценность (животноводческие и птицеводческие помещения, склады);

• на концевых опорах ВЛ, имеющих ответвления к вводам; при этом наибольшее расстояние от соседнего заземления этих же линий должно быть не более 100м для районов с числом грозовых часов в году до 40 и 50м – для районов с числом грозовых часов в году более 40.

Заземляющие устройства защиты от грозовых перенапряжений рекомендуется совмещать с повторным заземлением PEN – проводника.

Для выполнения грозозащитных заземлений необходимо:

- металлические опоры, металлические конструкции и арматуру железобетонных элементов опор присоединить к PEN – проводнику;

Крюки и штыри деревянных опор, на которых выполняется грозозащитное заземление, а также опор, ограничивающих пролет пересечения, и опор, где произведена совместная подвеска проводов, должны быть заземлены.

Требования к заземляющим проводникам грозозащитного заземления изложены в ПУЭ, но допускается применять круглую сталь диаметром не менее 6 мм, имеющую антикорроизное покрытие. Соединения заземляющих проводников между собой, присоединения их к крюкам, штырям, к верхним выпускам арматуры железобетонных опор и к заземлителям в земле должны производиться сваркой или посредством болтовых соединений.

7.2 Распределительные устройства и подстанции напряжением выше 1кВ [6]

Защита от грозовых перенапряжений распределительных устройств (РУ) и подстанций (ТП) осуществляется:

- от прямых ударов молнии - стержневыми и тросовыми молниеотводами;

- от набегающих волн с отходящих и питающих линий – защитными аппаратами, устанавливаемыми на подходах и в РУ (разрядники вентильные – РВ, ограничители перенапряжений – ОПН, разрядники трубчатые – РТ и защитные искровые промежутки – ИП).

Открытые РУ и ТП 20-750кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии.

Выполнение защиты от прямых ударов молнии не требуется:

1) Для ТП 20 и 35кВ с трансформаторами единичной мощностью 1,6 МВ·А и менее независимо от количества таких трансформаторов и числа грозовых часов в году.

2) Для всех ОРУ и ТП 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20.

3. Для ОРУ и ТП 220кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли в грозовой сезон более 2000 Ом·м при числе грозовых часов в году не более 20.

Здания закрытых РУ и ТП необходимо защищать от прямых ударов молнии в районах с числом грозовых часов в году более 20.

Защиту зданий закрытых РУ и ТП, имеющих металлические покрытия кровли, следует выполнять заземлением этих покрытий. При наличии железобетонной кровли и непрерывной электрической связи отдельных ее элементов защита выполняется заземлением ее арматуры.

Защиту зданий закрытых РУ и ТП, крыша которых не имеет металлических или железобетонных покрытий с непрерывной электрической связью отдельных ее элементов, следует выполнять стержневыми молниеотводами или укладкой молниеприемной сетки непосредственно на крыше здания.

При установке стержневых молниеотводов на защищаемом здании от каждого молниеотвода должно быть проложено не менее двух токоотводов по противоположным сторонам здания.

Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром 6-8мм и уложена на кровлю непосредственно или под слой негорючих утеплителя или гидроизоляции. Сетка должна иметь ячейки площадью не более 150м². Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Токоотводы, соединяющие молниеприемную сетку с заземляющим устройством, должны быть проложены не реже, чем через 25м по периметру здания.

В качестве токоотводов следует использовать металлические и железобетонные предварительно ненапряженные конструкции зданий. При этом должна быть обеспечена непрерывная электрическая связь от молниеприемника до заземлителя. Металлические элементы здания (трубы, вентиляционные устройства и т.п.) следует соединять с металлической кровлей или молниеприемной сеткой.

Защита ОРУ 35кВ и выше от прямых ударов молнии должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитные действия высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ, прожекторные мачты, радиомачты и т.п.).

На конструкциях ОРУ 110кВ и выше стержневые молниеотводы устанавливаются при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон:

• до 1000 Ом·м независимо от площади заземляющего контура ТП;

• более 1000 до 2000 Ом·м при площади заземляющего контура ТП 10000м² и более.

Установка молниеотводов на конструкциях ОРУ 35кВ допускается при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон:

• до 500 Ом·м независимо от площади заземляющего контура ТП;

• более 500 Ом·м при площади заземляющего контура ТП 10000м² и более.

От стоек ОРУ 35 кВ и выше с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не менее, чем в двух направлениях с углом не менее 90⁰ между соседними. Кроме того, должно быть установлено не менее одного вертикального электрода длиной 3-5м на каждом направлении на расстоянии не менее длины электрода от места присоединения к магистрали заземления стойки с молниеотводом.

Если зоны защиты стержневых молниеотводов не перекрывают всю территорию ОРУ, то дополнительно используют тросовые молниеотводы над ошиновкой.

Гирлянды подвесной изоляции на порталах ОРУ 20 и 35 кВ с тросовыми или стержневыми молниеотводами, а также на концевых опорах ВЛ 35кВ должны иметь увеличенное количество изоляторов [6]. При установке молниеотводов на концевых опорах ВЛ 110кВ и выше увеличения количества изоляторов в гирляндах не требуется. Установка молниеотводов на концевых опорах ВЛ 3-20кВ не допускается.

На трансформаторных порталах, порталах шунтирующих реакторов и конструкциях ОРУ, удаленных от трансформаторов или реакторов по магистралям заземления на расстоянии менее 15м, молниеотводы можно устанавливать при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон не более 350 Ом·м и при соблюдении следующих условий:

1) Непосредственно на всех выводах обмоток 3-35 кВ трансформаторов или на расстоянии не более 5м от них по ошиновке, включая ответвления к защитным аппаратам, должны быть, установлены соответствующие ОПН 3-35 кВ или РВ.

2) Должно быть обеспечено растекание тока молнии от стойки конструкции с молниеотводом по трем-четырем направлениям с углом не менее 90⁰ между ними.

3) На каждом направлении на расстоянии 3-5м от стойки с молниеотводом должно быть установлено по одному вертикальному электроду длиной 5м.

4) На ТП с высшим напряжением 20-35 кВ при установке молниеотвода на трансформаторном портале сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом (без учета заземлителей, расположенных вне контура заземления ОРУ).

5) Заземляющие проводники ОПН или РВ и силовых трансформаторов рекомендуется присоединять к заземляющему устройству ТП поблизости один от другого или так, чтобы место присоединения ОПН или РВ к заземляющему устройству находилось между точками присоединения заземляющих проводников портала с молниеотводом и трансформатором.

Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80Ом при импульсном токе 60кА. Заземлители отдельно стоящих молниеотводов в ОРУ могут быть присоединены к заземляющему устройству ОРУ (ТП) при соблюдении выше указанных условий установки молниеотводов на конструкциях ОРУ.

Заземлители молниеотводов, установленных на прожекторных мачтах, должны быть присоединены к заземляющему устройству ОРУ (ТП).

РУ 3-20кВ, к которым присоединены ВЛ, должны быть защищены РВ или ОПН, установленными на шинах или у трансформаторов. РВ или ОПН, установленные в одной ячейке с трансформатором напряжения, должны быть присоединены до его предохранителей. При применении воздушной связи трансформаторов с шинами РУ 3-20кВ расстояния от РВ или ОПН до защищаемого оборудования не должны быть более 60м при ВЛ на деревянных опорах и 90м при ВЛ на металлических опорах.