Abschnitt 2. Kanalisation von Elektrizität

Freileitungen mit einer Spannung über 1 kV. Überspannungsschutz, Erdung

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regeln für die Installation elektrischer Anlagen (PUE)

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2.5.116. Freileitungen 110-750 kV mit Metall- und Stahlbetonstützen müssen über die gesamte Länge durch Kabel vor direkten Blitzeinschlägen geschützt werden.

Der Bau von 110-500-kV-Freileitungen oder deren Abschnitten ohne Kabel ist zulässig:

1) in Gebieten mit weniger als 20 Gewitterstunden pro Jahr und in Berggebieten mit einer Bodenabflussdichte von weniger als 1,5 pro 1 km2 pro Jahr;

2) auf Abschnitten von Freileitungen in Gebieten mit schlecht leitfähigen Böden (r> 103 Ohm m);

3) auf Streckenabschnitten mit einer geschätzten Eiswandstärke von mehr als 25 mm;

4) für Freileitungen mit verstärkter Isolierung des Drahtes gegenüber den geerdeten Teilen der Stütze, wobei die geschätzte Anzahl der Blitzausfälle der Leitung entsprechend der geschätzten Anzahl der Blitzausfälle einer Freileitung gleicher Spannung mit Kabelschutz gewährleistet ist .

Die Anzahl der Blitzausfälle für die in den Absätzen angegebenen Fälle. 1-3, ermittelt durch Berechnung unter Berücksichtigung der Betriebserfahrung, sollte drei pro Jahr ohne Verstärkung der Isolierung für 110-330-kV-Freileitungen und eine pro Jahr für 500-kV-Freileitungen nicht überschreiten.

110-220-kV-Freileitungen, die für die Stromversorgung von Öl- und Gasproduktions- und -transportanlagen bestimmt sind, müssen auf ihrer gesamten Länge durch Kabel vor direkten Blitzeinschlägen geschützt werden (unabhängig von der Intensität der Blitzaktivität und dem entsprechenden spezifischen Widerstand der Erde).

2.5.117. Der Schutz von Freileitungszugängen zu Umspannwerken muss gemäß den Anforderungen des Kapitels erfolgen. 4.2.

2.5.118. Bei Freileitungen bis 35 kV ist die Verwendung von Blitzschutzkabeln nicht erforderlich.

Bei 6-20-kV-Freileitungen wird empfohlen, bei Blitzüberschlägen Drahtisolationsschutzvorrichtungen zu installieren.

110-kV-Freileitungen auf Holzstützen sollten in Gebieten mit bis zu 40 Gewitterstunden grundsätzlich nicht mit Kabeln geschützt werden, in Gebieten mit mehr als 40 Gewitterstunden ist deren Kabelschutz zwingend vorgeschrieben.

Bei 6-20 kV-Freileitungen auf Holzstützen wird aus Gründen des Blitzschutzes vom Einsatz von Metalltraversen abgeraten.

2.5.119. Girlanden aus Isolatoren aus einzelnen Metall- und Stahlbetonstützen sowie die Außenstützen von Bereichen mit solchen Stützen und anderen Stellen mit geschwächter Isolierung an Freileitungen mit Holzstützen müssen durch Schutzvorrichtungen geschützt werden, die als Ventilableiter (VR) verwendet werden können ), nichtlineare Überspannungsableiter (NSL), Funkenstrecken (RT) und Funkenstrecken (SG). Installierte IP muss den im Kapitel genannten Anforderungen entsprechen. 4.2.

2.5.120. Beim Schutz von Freileitungen vor Blitzüberspannungen mit Kabeln müssen Sie Folgendes beachten:

1) Einpfosten-Metall- und Stahlbetonstützen mit einem Kabel dürfen einen Schutzwinkel von nicht mehr als 30 ° haben, und Stützen mit zwei Kabeln dürfen nicht mehr als 20 ° haben;

2) Auf Metallstützen mit horizontalen Drähten und zwei Kabeln sollte der Schutzwinkel in Bezug auf externe Drähte für 110-330-kV-Freileitungen nicht mehr als 20 ° betragen, für 500-kV-Freileitungen nicht mehr als 25 ° und für 750-kV-Freileitungen - nicht mehr als 22º. In Gebieten mit IV oder mehr Eis und in Gebieten mit häufigem und intensivem Tanzen von Drähten für 110-330-kV-Freileitungen ist ein Schutzwinkel von bis zu 30 ° zulässig;

3) Bei Portalstützen aus Stahlbeton und Holz darf der Schutzwinkel gegenüber den äußersten Drähten nicht mehr als 30° betragen;

4) Beim Schutz einer Freileitung mit zwei Kabeln sollte der Abstand zwischen ihnen auf der Stütze nicht mehr als das Fünffache des vertikalen Abstands der Kabel zu den Drähten betragen, und wenn die Höhe der Aufhängung der Kabel auf der Stütze größer ist Bei einer Länge von mehr als 5 m sollte der Abstand zwischen den Kabeln nicht mehr als das Fünffache des vertikalen Abstands zwischen dem Kabel und dem Draht auf der Halterung, multipliziert mit einem Faktor von 30/√, betragenh, wobei h die Höhe der Seilaufhängung am Träger ist.

2.5.121. Die vertikalen Abstände zwischen dem Kabel und dem Freileitungsdraht in der Mitte der Spannweite, ohne Berücksichtigung ihrer Durchbiegung durch den Wind, dürfen gemäß den Bedingungen des Schutzes gegen Blitzüberspannungen nicht kleiner sein als die in der Tabelle angegebenen Werte. 2.5.16 und nicht kleiner als der vertikale Abstand zwischen dem Kabel und dem Draht auf der Halterung.

Bei Zwischenfeldlängen werden die Abstände durch Interpolation ermittelt.

Tabelle 2.5.16. Die kleinsten Abstände zwischen dem Kabel und dem Draht in der Mitte der Spannweite

2.5.122. Die Befestigung von Kabeln an allen Stützen von 220-750-kV-Freileitungen muss mit Isolatoren erfolgen, die durch IP mit einer Größe von mindestens 40 mm überbrückt sind.

Auf jedem bis zu 10 km langen Ankerabschnitt müssen die Kabel an einer Stelle durch die Installation spezieller Brücken am Ankerträger geerdet werden. Bei längeren Ankerfeldern wird die Anzahl der Erdungspunkte im Feld so gewählt, dass es beim höchsten Wert der im Kabel induzierten elektromotorischen Längskraft bei einem Kurzschluss (Kurzschluss) an der Freileitung nicht zu einem Durchbruch des IP kommt .

Zur Isolierung des Kabels empfiehlt sich die Verwendung von Glasaufhängeisolatoren.

Bei Zufahrten von 220-330-kV-Freileitungen zu Umspannwerken auf einer Länge von 1-3 km und bei Zufahrten von 500-750-kV-Freileitungen auf einer Länge von 3-5 km, wenn die Kabel nicht zur kapazitiven Selektion verwendet werden, Eisschmelze oder Kommunikation, sie sollten an jeder Stütze geerdet werden (siehe auch 2.5.192).

Wenn bei Freileitungen mit 150 kV und darunter kein Eisschmelzen oder die Organisation von Hochfrequenzkommunikationskanälen am Kabel vorgesehen ist, sollte die isolierte Befestigung des Kabels nur an Ankerstützen aus Metall und Stahlbeton erfolgen.

In Bereichen von Freileitungen mit nicht isolierter Kabelbefestigung und einem Kurzschlussstrom gegen Erde über 15 kA sowie bei Zufahrten zu Umspannwerken muss die Erdung des Kabels durch den Einbau einer Brücke unter Umgehung der Klemme erfolgen .

Bei der Verwendung von Kabeln zur Installation von Hochfrequenz-Kommunikationskanälen werden diese über die gesamte Länge der Hochfrequenz-Kommunikationskanäle von Trägern isoliert und an Umspannwerken und Verstärkungspunkten durch Hochfrequenzbarrieren geerdet.

Die Anzahl der Isolatoren in der Tragkabelbefestigung muss mindestens zwei betragen und richtet sich nach den Bedingungen zur Gewährleistung der erforderlichen Zuverlässigkeit von Hochfrequenz-Kommunikationskanälen. Die Anzahl der Isolatoren bei der Spannseilbefestigung sollte gegenüber der Anzahl der Isolatoren bei der Tragseilbefestigung verdoppelt werden.

Die Isolatoren, an denen das Kabel aufgehängt ist, müssen durch eine Funkenstrecke überbrückt werden. Die Größe des einzelnen Unternehmers wird nach folgenden Bedingungen möglichst klein gewählt:

1) Die Entladespannung des IP muss mindestens 20 % niedriger sein als die Entladespannung der isolierenden Kabelbefestigung;

2) Die Stromversorgung sollte sich nicht mit einem einphasigen Erdschluss an anderen Stützen überschneiden;

3) Wenn die Stromversorgung durch Blitzentladungen unterbrochen wird, sollte der Lichtbogen des begleitenden Netzfrequenzstroms selbstlöschen.

Um die Bedingungen für die Selbstlöschung des Lichtbogens des begleitenden Netzfrequenzstroms zu verbessern und Stromverluste zu reduzieren, wird bei 500-750-kV-Freileitungen der Einsatz von Kreuzungskabeln empfohlen.

Wenn an Freileitungskabeln eine Eisschmelze vorgesehen ist, erfolgt eine isolierte Befestigung der Kabel entlang des gesamten Schmelzbereichs. An einer Stelle im Schmelzabschnitt werden die Kabel über spezielle Jumper geerdet. Seilisolatoren werden durch eine Stromversorgung überbrückt, die minimal sein muss, der Schmelzspannung standhalten und eine Entladungsspannung haben muss, die unter der Entladungsspannung der Kabelgirlande liegt. Die Größe der Stromversorgung muss die Selbstlöschung des Lichtbogens des begleitenden Netzfrequenzstroms gewährleisten, wenn dieser bei einem Kurzschluss oder bei Blitzentladungen blockiert wird.

2.5.123. Bei Freileitungen mit Portal-Holzstützen muss der Abstand zwischen den Phasen in Holz mindestens betragen: 3 m – für 35-kV-Freileitungen; 4 m - für 110-kV-Freileitung; 4,8 m - für 150-kV-Freileitung; 5 m - für 220-kV-Freileitung.

In einigen Fällen ist es bei 110-220-kV-Freileitungen bei Vorliegen von Begründungen (geringe Kurzschlussströme, Gebiete mit schwacher Blitzaktivität usw.) zulässig, die angegebenen Abstände auf den für Freileitungen mit a empfohlenen Wert zu reduzieren Spannung eine Stufe niedriger.

Bei einsäuligen Holzstützen sind folgende Phasenabstände in Holz zulässig: 0,75 m – für 3-20 kV-Freileitungen; 2,5 m - für 35-kV-Freileitungen, vorbehaltlich der Einhaltung der Spannweiten gemäß 2.5.94.

2.5.124. Kabeleinführungen in Freileitungen müssen an beiden Enden des Kabels durch Schutzeinrichtungen vor Blitzüberspannungen geschützt werden. Die Erdungsklemme von Schutzeinrichtungen, die Metallmäntel des Kabels und der Körper der Kabelkupplung müssen auf kürzestem Weg miteinander verbunden werden. Der Erdungsanschluss der Schutzeinrichtung muss über einen separaten Leiter mit der Erdungselektrode verbunden sein.

Benötigen keinen Überspannungsschutz:

1) Kabeleinführungen 35-220 kV mit einer Länge von 1,5 km oder mehr in Freileitungen, geschützt durch Kabel;

2) Kabeleinführungen in Freileitungen mit Spannungen bis 20 kV, hergestellt aus Kabeln mit Kunststoffisolierung und -mantel, Länge 2,5 km oder mehr, und Kabel anderer Bauart mit Länge 1,5 km oder mehr.

2.5.125. Bei Freileitungen, die in einer Höhe von bis zu 1000 m über dem Meeresspiegel verlaufen, dürfen die Isolationsabstände in der Luft von stromführenden Leitungen und Armaturen zu den geerdeten Teilen der Stützen nicht geringer sein als in der Tabelle angegeben. 2.5.17. Es ist zulässig, die in der Tabelle angegebenen Isolationsabstände für Blitzüberspannungen zu reduzieren. 2.5.17, sofern die Gesamtblitzfestigkeit der Freileitung um nicht mehr als 20 % verringert wird. Für 750-kV-Freileitungen, die in einer Höhe bis zu 500 m über dem Meeresspiegel verlaufen, gelten die in der Tabelle angegebenen Abstände. 2.5.17, kann für den Spalt „Schleifendraht – Anker-Eckstützständer“, „Draht-Abspanndraht“ um 10 % und für andere Lücken um 5 % reduziert werden. Die kleinsten Isolationsabstände für interne Überspannungen werden für folgende Werte der berechneten Vielfachheit angegeben: 4,5 - für 6-10 kV-Freileitungen; 3,5 - für Freileitungen 20-35 kV; 3,0 - für Freileitungen 110-220 kV; 2,7 - für 330-kV-Freileitungen; 2,5 – für 500-kV-Freileitungen und 2,1 – für 750-kV-Freileitungen.

Für andere, niedrigere Werte des berechneten internen Überspannungsfaktors werden die dafür zulässigen Isolationsabstände anteilig neu berechnet.

Die Isolationsabstände in der Luft zwischen stromführenden Teilen und einem Holzträger ohne Erdungsschrägen dürfen um 10 % reduziert werden, mit Ausnahme der Abstände, die auf der Grundlage der Bedingung eines sicheren Aufstiegs zum Träger ausgewählt werden.

Bei der Verlegung von Freileitungen in Berggebieten sollten die kleinsten Isolationsabstände für Betriebsspannung und interne Überspannungen gegenüber den in der Tabelle angegebenen Werten vergrößert werden. 2.5.17 um 1 % für alle 100 m über 1000 m über dem Meeresspiegel.

Tabelle 2.5.17. Mindestisolationsabstand in der Luft (frei) von stromführenden zu geerdeten Teilen des Trägers

* Im Nenner - das Intervall „Streifendraht – Pfosten der Anker-Eckstütze“, im Zähler – alle Intervalle, mit Ausnahme des Intervalls „Draht – Stütze“ für die Mittelphase, das mindestens 480 cm betragen muss.

2.5.126. Die kürzesten Abstände auf der Stütze zwischen den Drähten der Freileitung an der Stelle, an der sie sich beim Umsetzen, Abzweigen oder Übergang von einer Drahtanordnung zur anderen kreuzen, dürfen nicht kleiner sein als die in der Tabelle angegebenen. 2.5.18.

Tabelle 2.5.18. Mindestabstand zwischen Phasen auf einem Träger

* Bei Werten des berechneten internen Überspannungsfaktors kleiner als 2,1 werden die zulässigen Isolationsabstände anteilig neu berechnet.

2.5.127. Zusätzliche Anforderungen an den Schutz vor Blitzüberspannungen von Freileitungen, wenn diese sich kreuzen und wenn sie verschiedene Bauwerke kreuzen, sind in 2.5.229, 2.5.238, 2.5.267 angegeben.

2.5.128. Bei Zweikreis-Freileitungen ab 110 kV, die durch ein Kabel geschützt sind, darf die Isolierung eines der Stromkreise um 20-30 % im Vergleich zu den Stromkreisen erhöht werden, um die Anzahl der Blitzüberschläge in Doppelkreisen zu verringern Isolierung des anderen Stromkreises.

2.5.129. An der Oberleitung muss geerdet werden:

1) Stützen mit einem Blitzschutzkabel oder anderen Blitzschutzvorrichtungen;

2) Stahlbeton- und Metallstützen von 3-35-kV-Freileitungen;

3) Träger, auf denen Leistungs- oder Messtransformatoren, Trennschalter, Sicherungen und andere Geräte installiert sind;

4) Metall- und Stahlbetonstützen von 110-500-kV-Freileitungen ohne Kabel und andere Blitzschutzeinrichtungen, wenn dies unter den Bedingungen zur Gewährleistung des Betriebs des Relaisschutzes und der Automatisierung erforderlich ist.

Holzmasten und Holzmasten mit Metalltraversen von Freileitungen ohne Blitzschutzkabel oder andere Blitzschutzeinrichtungen sind nicht geerdet.

Der Widerstand der Erdungsvorrichtungen der in Absatz 1 genannten Stützen sollte bei einer Höhe von bis zu 50 m nicht höher sein als die in der Tabelle angegebenen Werte. 2.5.19; bei einer Stützhöhe von mehr als 50 m - 2-mal niedriger im Vergleich zu den in der Tabelle angegebenen. 2.5.19. Bei Zweikreis- und Mehrkreis-Freileitungsstützen wird unabhängig von der Netzspannung und der Höhe der Stützen empfohlen, den Widerstand der Erdungsgeräte im Vergleich zu den in der Tabelle angegebenen Werten um das Zweifache zu reduzieren. 2.

Es ist zulässig, den Erdungswiderstand einiger Stützen im Vergleich zu den genormten Werten zu überschreiten, wenn Stützen mit reduzierten Erdungswiderstandswerten vorhanden sind und die erwartete Anzahl von Blitzausfällen die bei Erfüllung der Anforderungen ermittelten Werte nicht überschreitet der Tabelle 2.5.19 erfüllt sind. XNUMX für alle Oberleitungsstützen.

Für Stützen von Gebirgsfreileitungen in Höhenlagen über 700 m über NN sind die Angaben in der Tabelle zu entnehmen. 2.5.19 Die Werte des Erdungswiderstands können um das Zweifache erhöht werden. Der Widerstand der Erdungsvorrichtungen der in Abschnitt 2 genannten Stützen für 2-3-kV-Freileitungen, die in besiedelten Gebieten verlaufen, sowie für alle 20-kV-Freileitungen sollte nicht höher sein als die in der Tabelle angegebenen Werte. 35: für 2.5.19-3-kV-Freileitungen in unbewohnten Gebieten in Böden mit einem spezifischen Widerstand ρ bis 20 Ohm·m – nicht mehr als 100 Ohm, und in Böden mit ρ über 30 Ohm·m – nicht mehr als 100 ρ Ohm.

Der in Abschnitt 110 angegebene Widerstand der Erdungsvorrichtungen von Freileitungsstützen ab 3 kV darf die in der Tabelle angegebenen Werte nicht überschreiten. 2.5.19 und für Freileitungen 3-35 kV sollte 30 Ohm nicht überschritten werden.

Die Widerstände der Erdungseinrichtungen der in Abschnitt 4 genannten Stützen werden bei der Auslegung der Freileitung ermittelt.

Bei durch Kabel geschützten Freileitungen muss der Widerstand der gemäß den Blitzschutzbedingungen hergestellten Erdungseinrichtungen bei abgeklemmtem Kabel und unter anderen Bedingungen – bei nicht abgeklemmtem Kabel – sichergestellt sein.

Der Widerstand von Erdungsgeräten von Freileitungsstützen muss bei Industriefrequenzströmen während der Zeit ihrer höchsten Werte im Sommer bereitgestellt und gemessen werden. Es ist zulässig, Messungen in anderen Zeiträumen durchzuführen und die Ergebnisse durch Einführung eines saisonalen Koeffizienten anzupassen. Messungen sollten jedoch nicht während eines Zeitraums durchgeführt werden, in dem der Wert des Widerstands von Erdungsgeräten durch das Einfrieren des Bodens erheblich beeinflusst wird.

Der Ort, an dem das Erdungsgerät an die Stahlbetonstütze angeschlossen wird, muss für Messungen zugänglich sein.

Tabelle 2.5.19. Der höchste Widerstand von Erdungsgeräten von Freileitungsstützen

2.5.130. Stahlbetonfundamente für Freileitungsstützen ab 110 kV können als natürliche Erdungsleiter verwendet werden (Ausnahme 2.5.131 und 2.5.253), wenn zwischen den Ankerbolzen und der Fundamentbewehrung eine metallische Verbindung besteht und der Stahlbeton nicht wasserdicht ist mit Polymermaterialien.

Bitumenbeschichtungen auf Stahlbetonstützen und -fundamenten haben keinen Einfluss auf deren Verwendung als natürliche Erdungsleiter.

2.5.131. Beim Verlegen von Freileitungen ab 110 kV in Gebieten mit tonigen, lehmigen, sandigen Lehmböden und ähnlichen Böden mit einem spezifischen Widerstand von ρ≤1000 Ohm·m sollten als natürliche Erdungsleiter Bewehrungen aus Stahlbetonfundamenten, Stützen und Trittbrettern ohne zusätzliche Verlegung verwendet werden oder in Kombination mit der Verlegung künstlicher Erdungsleiter. In Böden mit höherem spezifischem Widerstand sollte die natürliche Leitfähigkeit von Stahlbetonfundamenten nicht berücksichtigt werden und der erforderliche Widerstandswert der Erdungsvorrichtung sollte nur durch den Einsatz künstlicher Erdungselektroden sichergestellt werden.

Der erforderliche Widerstand der Erdungseinrichtungen von 35-kV-Freileitungsstützen muss durch die Verwendung künstlicher Erdungsleiter sichergestellt werden, und die natürliche Leitfähigkeit von Fundamenten, unterirdischen Teilen von Stützen und Stiefsöhnen (Anbauteilen) sollte bei den Berechnungen nicht berücksichtigt werden.

2.5.132. Zur Erdung von Stahlbetonstützen sollten als Erdungsleiter diejenigen Elemente der beanspruchten und unbelasteten Längsbewehrung der Gestelle verwendet werden, deren Metallelemente miteinander verbunden sind und mit der Erdungselektrode verbunden werden können.

Bei Bedarf kann ein spezieller Leiter als Schutzleiter außerhalb oder innerhalb des Racks verlegt werden. Die zur Erdung verwendeten Armaturen müssen bei fließenden Kurzschlussströmen einen thermischen Widerstand aufweisen. Während des Kurzschlusses sollten sich die Stäbe um nicht mehr als 60 °C erhitzen.

Als Erdungsleiter sollten zusätzlich zur Bewehrung Abspannseile aus Stahlbetonstützen verwendet werden.

Nach 2.5.122 geerdete Kabel und Teile zur Befestigung von Isolatorgirlanden an der Traverse von Stahlbetonstützen müssen metallisch mit einer Erdungsableitung oder geerdeten Bewehrung verbunden sein.

2.5.133. Der Querschnitt jeder Erdungsableitung am Oberleitungsträger muss mindestens 35 mm2 betragen, bei Eindrahtableitungen muss der Durchmesser mindestens 10 mm (Abschnitt 78,5 mm2) betragen. Die Anzahl der Abfahrten muss mindestens zwei betragen.

Für Gebiete mit einer durchschnittlichen jährlichen relativen Luftfeuchtigkeit von 60 % oder mehr sowie mit mäßigen und stark aggressiven Umwelteinflüssen müssen Erdungsböschungen an der Eintrittsstelle in den Boden entsprechend den baulichen Anforderungen vor Korrosion geschützt werden Codes und Vorschriften.

Besteht die Gefahr einer Korrosion der Erdungsleiter, sollte deren Querschnitt vergrößert oder verzinkte Erdungsleiter verwendet werden.

Bei Freileitungen mit Holzstützen empfiehlt es sich, die Erdungsabläufe zu verschrauben; Auf Metall- und Stahlbetonstützen kann die Verbindung von Erdungsschrägen entweder geschraubt oder geschweißt erfolgen.

2.5.134. Erdungsleiter für Freileitungsstützen müssen in der Regel in einer Tiefe von mindestens 0,5 m und in Ackerland - 1 m verlegt werden. Bei der Installation von Stützen in felsigen Böden ist die direkte Verlegung von Balkenerdungsleitern zulässig unter der zusammenklappbaren Schicht über dem Gestein mit einer Schichtdicke von mindestens 0,1 m. Wenn die Dicke dieser Schicht geringer ist oder nicht vorhanden ist, wird empfohlen, Erdungsleiter entlang der Gesteinsoberfläche zu verlegen und diese mit Zementmörtel zu füllen.

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