Які фактори впливають на вплив блискавок на 10 кВ лінії електропередач?

1. Індукований перенапруга від блискавки

Індукована перенапруга від блискавки — це тимчасова перенапруга, що генерується на надземних розподільчих лініях через ближні випадки відбивання блискавок, навіть коли лінія не була прямо вдарена. Коли блискавка відбувається поблизу, вона індукує велику кількість заряду на провідниках — з протилежним по знаку зарядом до заряду в громовому хмари.

Статистичні дані показують, що аварії, пов'язані з блискавками, які викликані індукованою перенапругою, становлять приблизно 90% всіх аварій на розподільчих лініях, що робить їх основною причиною відключень у 10 кВ розподільних системах. Дослідження показують, що якщо 10 кВ лінія знаходиться на висоті 10 метрів від землі, а блискавка ударяє на відстані 50 метрів, може бути індукований струм до 100 кА. Без правильного захисту від блискавок, результативна перенапруга може досягнути пікових значень до 500 кВ. Якщо рівень ізоляції лінії недостатній, ця перенапруга може легко пробити або навіть розбити ізоляцію, що призводить до пробою або збою провідників.

2. Рівень ізоляції

Порушення ізоляції, особливо через пробій або вибух ізолятора, є ще однією головною причиною аварій на розподільних лініях. Ефективність ізоляторів безпосередньо визначає загальну міцність ізоляції 10 кВ розподільної лінії, що значно впливає на надійність системи.

При довготривалій експлуатації ізолятори можуть вироджуватися через забруднення середовища, вологість, старіння або механічне напруження. Без регулярного огляду, обслуговування або своєчасної заміни, рівень ізоляції всієї лінії може значно погіршитися. Це погіршення збільшує ймовірність пробою при умовах перенапруги, особливо під час гроз, що ще більше підвищує ризик відключень, викликаних блискавками.

Тому регулярний огляд і обслуговування ізоляторів є важливими для забезпечення сталого рівня ізоляції та безпеки системи.

3. Встановлення захисту від блискавок

3.1 Захист трансформаторів

Коли перенапруга від блискавки досягає кількох разів номінального напруги, вона може легко пробити ізоляцію навколо нейтральної точки трансформатора. У більшості поточних встановлень в Китаї, грозозахисні пристрої зазвичай встановлюються лише на стороні високої напруги трансформаторів, тоді як захист на стороні низької напруги залишається недостатнім.

Грозозахисні пристрої можна встановити перед основним предохранителем або на стороні виходу розподільної лінії. Під час встановлення, низьковольтний контакт грозозахисного пристрою має бути правильно заземлений.

Важливо зазначити, що нейтральний провідник (N-провід) після струмового захисного пристрою не повинен бути повторно заземлений. Інакше, захисний пристрій може не працювати правильно, що підриває весь захисний схем. Тому заземлювальний провідник низьковольтного грозозахисного пристрою повинен бути підключений до первинного контакту нейтрального провідника трансформатора, перед будь-якими точками повторного заземлення.

3.2 Стовпово-монтировані вимикачі та відключаючі пристрої

Встановлення стовпово-монтированих вимикачів та відключаючих пристроїв може значно покращити надійність та безпеку 10 кВ розподільних ліній. Однак, на практиці, багато ліній не мають правильного захисту від блискавок для цих ключових пристроїв. Без грозозахисних пристроїв, встановлених з обох сторін таких вимикачів, вони підвержені пошкодженням від перенапруги від блискавок, що може призвести до аварійного відключення обладнання та тривалих відключень.

3.3 Грозозахист для комутаційного обладнання та інших одиниць

10 кВ розподільна система складається з багатьох ключових одиниць, включаючи комутаційне обладнання, конденсаторні банки та розподільні панелі. Грозозахисні пристрої можна встановити на кожній одиниці (комплексний захист) або вибірково лише на ключових одиницях.

Хоча перший підхід включає високі початкові витрати, він забезпечує значно більшу надійність та стійкість системи. Вибіркове встановлення зменшує витрати, але може залишити деякі секції без захисту. Вибір повинен базуватися на оцінці ризиків, критичності навантаження та місцевої активності блискавок.