Молниезащита линий электропередачи: защитим электросеть от грозовых разрядов

Поэтому важно устраивать эффективную молниезащиту для воздушных линий напряжением до 1000 В, которые являются самыми распространенными и уязвимыми элементами электросети. Ознакомиться с принципом подбора  молниеприемников можно на сайте Ezetek. 

Основные виды и принципы работы

Молниезащита - это комплекс технических решений, которые предотвращают или снижают воздействие грозовых разрядов на линии электропередачи и подстанции. Она может быть:

• активной - когда используются специальные устройства, которые привлекают и отводят молнии от защищаемых объектов;
• пассивной - когда используются защитные проводники, которые создают замкнутый контур заземления для уравновешивания потенциалов.

Активная молниезащита включает в себя:

• молниеприемники - высокие стержни или тросы, которые устанавливаются на высотных объектах или над линиями электропередачи и притягивают молнии к себе;
• токоотводы - проводники, которые соединяют молниеприемники с заземляющим устройством и отводят ток молнии в землю;
• заземляющее устройство - система заземлителей, которые распределяют ток молнии по поверхности земли и снижают его опасность.

Пассивная молниезащита включает в себя:

• грозозащитные тросы - проводники, которые устанавливаются над фазными проводами и перехватывают молнии, не давая им попасть на фазные провода;
• разрядники - устройства, которые подключаются к фазным проводам и срабатывают при превышении напряжения, создавая короткое замыкание и выводя избыточный ток в землю;
• ограничители перенапряжений - устройства, которые подключаются к оборудованию на подстанциях и защищают его от импульсных перенапряжений, вызванных грозовыми разрядами.

Классификация и нормы

Молниезащиту линий электропередачи необходимо проектировать и устраивать с учетом классификации и норм, которые зависят:

• от напряжения;
• географического расположения;
• конструктивных особенностей;
• степени опасности для людей и оборудования.

Напряжение линии электропередачи определяет требования к типу и количеству молниезащитных устройств. Для линий напряжением до 1000 В достаточно использовать пассивную молниезащиту с грозозащитными тросами и разрядниками. Для линий напряжением свыше 1000 В необходимо использовать активную с молниеприемниками, токоотводами и заземляющим устройством.

Географическое расположение линии электропередачи определяет частоту и интенсивность грозовой активности в данном регионе. Для этого используются карты изотерм годового числа дней с грозой (КИГЧГ) и карты изотерм годового числа ударов молний на 1 км2 (КИГЧУМ). По этим картам можно определить класс грозоопасности для данного региона. Класс грозоопасности может быть:

• I - очень высокий (больше 40 дней с грозой в год или больше 4 ударов молний на 1 км2 в год);
• II - высокий (от 20 до 40 дней с грозой в год или от 2 до 4 ударов молний на 1 км2 в год);
• III - средний (от 10 до 20 дней с грозой в год или от 0,5 до 2 ударов молний на 1 км2 в год);
• IV - низкий (меньше 10 дней с грозой в год или менее 0,5 ударов молний на 1 км2 в год).

Класс грозоопасности влияет на выбор высоты и расстояния между молниеприемниками, а также на требования к сопротивлению заземления.

Конструктивные особенности линии электропередачи определяют форму и размеры защищаемого объекта. В зависимости от этого можно выделить следующие типы:

• простая - когда все фазные провода расположены на одном уровне;
• сложная - когда фазные провода расположены на разных уровнях или имеют разную длину;
• комбинированная - когда частично используются простая и сложная конструкции.

Тип линии электропередачи влияет на выбор способа расчета зоны защиты от прямых ударов молний.

Степень опасности для людей и оборудования определяет требования к надежности и эффективности:

• А - очень высокая (когда возможны тяжелые последствия для людей или оборудования);
• Б - высокая (когда возможны средние последствия для людей или оборудования);
• В - средняя (когда возможны незначительные последствия для людей или оборудования);
• Г - низкая (когда последствия для людей или оборудования практически отсутствуют).

Степень опасности влияет на выбор класса молниезащиты, который может быть:

• I - наивысший (когда требуется максимальная защита от прямых и косвенных ударов молний);
• II - высокий (когда требуется защита от прямых ударов молний и частичная защита от косвенных ударов молний);
• III - средний (когда требуется защита от прямых ударов молний и минимальная защита от косвенных ударов молний);
• IV - низкий (когда требуется защита только от косвенных ударов молний).

Класс молниезащиты влияет на выбор типа и количества молниезащитных устройств, а также на требования к их исполнению и контролю.

Типы зон и способы их определения

Зона молниезащиты - это пространство, в котором вероятность прямого попадания молнии в защищаемый объект снижается до допустимого уровня. Они бывают:

• внешние - когда защищаемый объект находится под покровом молниеприемников или грозозащитных тросов;
• внутренние - когда защищаемый объект находится внутри здания или сооружения, имеющего внешнюю молниезащиту.

Способы определения зон молниезащиты зависят от типа линии электропередачи и класса грозоопасности. Существуют следующие способы:

• метод конусов - когда зона ограничивается конусами, опирающимися на вершины молниеприемников или грозозащитных тросов;
• метод сфер - когда зона ограничивается сферами, касающимися вершин молниеприемников или грозозащитных тросов;
• метод углов - когда зона ограничивается углами, образуемыми лучами, исходящими из вершин молниеприемников или грозозащитных тросов.

Полезные советы по выбору и монтажу

Чтобы обеспечить надежную и эффективную молниезащиту линий электропередачи, необходимо учитывать следующие советы:

• выбирать тип и класс молниезащиты в соответствии с напряжением, географическим расположением, конструктивными особенностями и степенью опасности для людей и оборудования;
• использовать качественные и сертифицированные материалы и оборудование для монтажа, соответствующие нормам и стандартам;
• проводить расчет и проектирование с помощью специализированных программ или по специальным таблицам и формулам;
• определять зону молниезащиты с помощью одного из методов: конусов, сфер или углов;
• выполнять монтаж с соблюдением технологических правил и инструкций по безопасности;
• проводить регулярный контроль и обслуживание, проверяя состояние элементов и параметры заземления.

Молниезащита линий электропередачи - это необходимая и важная часть электросети, которая обеспечивает безопасность людей и оборудования от грозовых разрядов.