Способ ограничения атмосферных перенапряжений на высоковольтных воздушных линиях электропередачи и устройство для его осуществления

Авторы патента:

H02G13/00 - Установка молниеотводов; крепление их на несущих конструкциях (индикация, подсчет или регистрация ударов молнии G01; разрядники для молниезащиты H01C 7/12,H01C 8/04,H01G 9/18,H01T; заземляющие пластины, штыри и прочие контакты H01R)

Владельцы патента RU 2626456:

Общество с ограниченной ответственностью "Энергетические инновационные технологии" (ООО "ЭИТ") (RU)

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к технике защиты высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) от атмосферных перенапряжений. Способ заключается в установке на опорах выше фазных проводов тросового молниеприемника, при этом тросовый молниеприемник заземляют или изолируют от опоры, уменьшают амплитуду перенапряжения, ограничивая весь спектр частот грозовых перенапряжений путем выполнения тросового молниеприемника из углеродсодержащего материала, обладающего погонным сопротивлением не менее 10 Ом/км и не более 10 МОм/км, выбранного с учетом типа опор и класса напряжения высоковольтной воздушной линии электропередачи. Устройство содержит тросовый молниеприемник, соединенный с опорой непосредственно либо через изолятор, который выполнен из углеродсодержащих волокон, сплетенных между собой, либо из углеродсодержащих нитей, изготовленных методом кручения и сплетенных между собой. Изобретение обеспечивает повышение надежности электроснабжения и повышение срока службы устройства грозозащиты. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к технике защиты высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) от атмосферных перенапряжений.

Известен способ ограничения перенапряжений в электросетях (Патент на изобретение РФ №2342756, МПК Н02Н 9/00, 2008). В нем предложено для защиты от перенапряжений к фазам сети подключать три конденсатора по схеме звезды. Общую точку конденсаторов заземляют через параллельно включенные резистор и реактор. При этом параметры конденсаторов, резистора и реактора выбирают из условия обеспечения гашения дуги при переходе принужденной составляющей тока замыкания через нуль, что обеспечивает наименьшие кратности перенапряжений.

Недостатком этого способа является то, что устройство защиты подключается к фазам сети и тем самым не обеспечивает ограничения волн перенапряжений, распространяющихся по грозозащитным тросам.

Известен способ защиты высоковольтных ВЛЭП от прямых ударов молний с помощью грозозащитных тросов (СТО 56947007-29.060.50.015-2008), принятый за прототип, заключающийся в установке на опорах высоковольтных ВЛЭП выше фазных проводов грозозащитных тросов, изготовленных из стальных канатов или сталеалюминиевых скрученных проводов, при этом грозозащитные тросы заземляются или изолируются от тела опоры.

Недостатком этого способа является то, что он предназначен для защиты фазных проводов от прямых ударов молний, но с помощью него невозможно ограничение амплитуды грозовых перенапряжений, воздействующих на линейную изоляцию высоковольтной ВЛЭП. Кроме этого грозозащитные тросы, изготовленные из металла, имеют ограниченный срок службы, по опыту эксплуатации не превышающий 25-30 лет, поскольку металл подвержен коррозии и потере несущей способности в результате коррозионного разрушения. На скорость старения грозозащитных тросов сильное влияние оказывает окислительное воздействие озона, который постоянно генерируется во время эксплуатации высоковольтной ВЛЭП. Грозозащитные тросы имеют значительный вес, тем самым увеличивают затраты на их монтаж, кроме этого увеличивают механическую нагрузку на опоры высоковольтных ВЛЭП.

Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения за счет снижения числа аварийных отключений высоковольтных ВЛЭП, вызванных прямыми ударами молнии, а также в повышении срока службы устройства грозозащиты.

Технический результат достигается тем что, в способе ограничения атмосферных перенапряжений высоковольтных воздушных линий электропередачи, заключающемся в установке на опорах выше фазных проводов тросового молниеприемника, при этом тросовый молниеприемник заземляют или изолируют от опоры, уменьшают амплитуду перенапряжения, ограничивая весь спектр частот грозовых перенапряжений путем выполнения тросового молниеприемника из углеродсодержащего материала, обладающего погонным сопротивлением не менее 10 Ом/км и не более 10 МОм/км, выбранного с учетом типа опор и класса напряжения высоковольтной ВЛЭП.

Технический результат достигается тем, что в устройстве ограничения атмосферных перенапряжений на высоковольтных воздушных линиях электропередачи, содержащем тросовый молниеприемник, соединенный с опорой непосредственно либо через изолятор, тросовый молниеприемник выполнен из углеродсодержащих волокон, сплетенных между собой, либо из углеродсодержащих нитей, изготовленных методом кручения и сплетенных между собой.

Способ реализуется следующим образом. После попадания разряда молнии в тросовый молниеприемник в нем начинает распространяться волна токов и напряжений. Поскольку тросовый молниеприемник, изготовленный из углеродсодержащих волокон либо нитей, обладает удельным активным сопротивлением, находящимся в диапазоне от 10 Ом/км до 10 МОм/км, амплитуда этих волн начинает уменьшаться за счет потерь на его нагрев. Амплитуда волны перенапряжений, достигнувшая опоры высоковольтной ВЛЭП, будет существенно снижена по сравнению с амплитудой волны в момент разряда молнии в тросовый молниеприемник. Вероятность перекрытия изоляции с последующим аварийным отключением высоковольтной ВЛЭП в связи со снижением амплитуды волны перенапряжений будет также существенно снижена. Ограничение атмосферных перенапряжений обеспечивается путем ограничения всего частотного спектра волн перенапряжений от низкочастотных до высокочастотных. Выбор типа плетения тросового молниеприемника позволяет существенно повысить его механическую прочность. Проведенные опыты на модели высоковольтной ВЛЭП показали, что снижение амплитуды перенапряжений происходит при сопротивлениях тросового молниеприемника от 10 Ом/км до 10 МОм/км. Для исключения возникновения перекрытий изоляции при выборе сопротивления необходимо учитывать расстояние между грозотросом и фазными проводами, определяемое типом опор и классом напряжения высоковольтных ВЛЭП.

Применение тросового молниеприемника, выполненного из углеродсодержащих волокон либо нитей, обеспечивает надежную защиту ВЛЭП от атмосферных перенапряжений, позволяет существенно облегчить конструкцию указанного устройства, повысить механическую прочность и долговечность устройства ограничения атмосферных перенапряжений.

1. Способ ограничения атмосферных перенапряжений высоковольтных воздушных линий электропередачи, заключающийся в установке на опорах выше фазных проводов тросового молниеприемника, при этом тросовый молниеприемник заземляют или изолируют от опоры, отличающийся тем, что уменьшают амплитуду перенапряжения, ограничивая весь спектр частот грозовых перенапряжений путем выполнения тросового молниеприемника из углеродсодержащего материала, обладающего погонным сопротивлением не менее 10 Ом/км и не более 10 МОм/км, выбранного с учетом типа опор и класса напряжения высоковольтной воздушной линии электропередачи.

2. Устройство ограничения атмосферных перенапряжений на высоковольтных воздушных линиях электропередачи, содержащее тросовый молниеприемник, соединенный с опорой непосредственно либо через изолятор, отличающееся тем, что тросовый молниеприемник выполнен из углеродсодержащих волокон, сплетенных между собой, либо из углеродсодержащих нитей, изготовленных методом кручения и сплетенных между собой.

Изобретение относится к разрядникам для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи. Разрядник содержит изоляционное тело (1), выполненное из диэлектрика, и пять или более электродов (2), механически связанных с изоляционным телом и расположенных с обеспечением возможности формирования под воздействием грозового перенапряжения электрического разряда между соседними электродами, причем электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции.

Разрядник с напорными камерами // 2619765

Изобретение относится к разряднику для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащему изоляционное тело (1), выполненное из диэлектрика, и пять или более электродов (2), механически связанных с изоляционным телом и расположенных с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами, причем электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции.

Защитный кожух для молниеотвода с упреждающей эмиссией стримера // 2562061

Изобретение относится к области техники защиты от прямых воздействий молний. Диэлектрический защитный кожух (20) для молниеотвода (60) с устройством с упреждающей эмиссией стримера, содержащий активную часть (62), присоединенную к устройству с упреждающей эмиссией стримера для способствования запуску восходящего лидера из активной части, заземляемый токоотвод (80) и диэлектрическую часть, через которую активная часть установлена на токоотводе.

Мультикамерный изолятор-разрядник с предварительно изготовленными разрядными камерами // 2549361

Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры. Первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.

Мультикамерный изолятор-разрядник и способ его изготовления // 2548169

Мультиэлектродный изолятор-разрядник и способ его изготовления // 2535197

Раскрыт изолятор, предназначенный для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи.

Мультикамерный разрядник, высоковольтный изолятор с мультикамерным разрядником и высоковольтная линия электропередачи, использующая данный изолятор // 2470430

Изобретение относится к разрядникам высокого напряжения, высоковольтным изоляторам, с помощью которых могут закрепляться провода или ошиновки высоковольтных установок, а также высоковольтных линий электропередачи и электрических сетей.

Активный молниеотвод // 2467524

Изобретение относится к средствам защиты от повреждения объектов различного назначения при интенсивном воздействии атмосферного электричества, а именно к средствам молниезащиты зданий и сооружений.

Способ активной молниезащиты зданий, сооружений и территорий // 2467443

Изобретение относится к способам молниезащиты промышленных зданий, сооружений и прилегающих территорий. .

Безыскровой заземлитель (варианты) // 2462802

Изобретение относится к средствам защиты объектов различного назначения при прямом или близком воздействии молниевых разрядов, электромагнитных импульсов, коротких замыканий и коммутаций электрооборудования и направлено на повышение эффективности защиты от воздействия молниевых разрядов за счет создания условий, препятствующих возникновению нисходящих разрядов и искрообразования при воздействии токов и напряжений импульсов больших значений.

Способ определения общей зоны защиты от молнии тросового и стержневого молниеотвода для резервуаров нефти и нефтепродуктов // 2629370

Изобретение относится к способам определения защиты от молнии резервуаров нефти и нефтепродуктов при использовании стержневых и тросовых молниеотводов. Способ состоит в том, что определяют высоту стержневого молниеотвода, высоту провиса тросового молниеотвода и наименьшее расстояние между стержневым и тросовым молниеотводом; реальные геометрические параметры тросового молниеотвода заменяют на фиктивные, рассматривая его как совокупность стержневых молниеотводов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, причем высоту фиктивных молниеотводов принимают равной высоте провиса тросового молниеотвода, а расстояние между фиктивными молниеотводами принимается равным полуторной их высоте; определяют наибольшее расстояние, при котором сохраняется взаимодействие между тросовым и стержневым молниеотводами и число пар «стержневой молниеотвод - фиктивный стержневой молниеотвод», причем число пар определяется полуторной высотой провиса тросового молниеотвода; для каждой из пар «стержневой молниеотвод - фиктивный стержневой молниеотвод» определяют внешние и внутренние области зоны защиты. Способ расширяет возможности применения комбинации стержневого и тросового молниеотводов. 3 ил., 4 табл., 1 пр.

Способ активной защиты специальных промышленных объектов от грозовых разрядов с применением системы молниеприёмника, анодно-катодных заземлителей и катодного преобразователя // 2629553

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение защиты промышленных объектов от грозовых разрядов независимо от полярности разрядов, исключение пожаро-взрывоопасности и угрозы для человека и экологии. Способ заключается в улавливании положительно или отрицательно заряженных грозовых разрядов посредством электрического соединения источника постоянного тока по типу катодного преобразователя, углеграфитовых и стальных заземлителей, стержневых молниеприемников через диодно-резисторные блоки, автомат защиты от повышенного перенапряжения, контактные устройства с использованием стального электрода сравнения, обеспечивая принудительное наведение на стержневой молниеприемник и контур заземления отрицательного потенциала для отведения от защищаемого объекта положительных грозовых разрядов и принудительное наведение на стержневой молниеприемник и контур заземления положительного потенциала для отведения отрицательных грозовых разрядов, при этом углеграфитовые анодные и стальные катодные заземлители выполняют роль контуров заземления молниеприемников, потенциал на анодном контуре заземления и молниеприемнике не превышает плюс 80 вольт и потенциал на катодном контуре заземления и молниеприемнике не превышает минус 10 вольт относительного стального электрода сравнения. 2 ил.

Способ защиты оптических кабелей связи от грозовых разрядов // 2645730

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться при прокладке оптических кабелей связи. Предлагается способ зашиты от грозовых разрядов оптического кабеля с металлическими элементами, строительные длины которого соединены с помощью соединительных муфт, с помощью грозозащитного троса, проложенного над ним на половине глубины прокладки оптического кабеля, ось которого совпадает в вертикальной плоскости с осью оптического кабеля, для повышения эффективности зашиты от грозовых разрядов оптического кабеля на грозозащитном тросе в местах соединения строительных длин оптического кабеля на половине длины каждой соединительной муфты перпендикулярно трассе в горизонтальной плоскости прокладывается линейный заземлитель, длина которого в каждую сторону от грозозащитного троса равна глубине прокладки кабеля, а в месте пересечения грозозащитного троса с каждым линейным заземлителем осуществлен физический контакт. Изобретение обеспечивает защиту оптического кабеля в зоне повышенной грозовой деятельности. 1 ил.