Грозозащита подстанций
Кроме ВЛ, в результате грозовой деятельности могут поражаться и ОРУ, например ПС.
Защита электрооборудования подстанции от прямых ударов молнии осуществляется с помощью стержневых молниеотводов. Молниеприемники целесообразно устанавливать на порталах, прожекторных мачтах и крышах зданий. Металлоконструкции порталов и мачт при этом используются в качестве токоотводов, соединяющих молниеприемники с заземлителем.
Заземлители подстанций с целью выравнивания потенциалов по их территории при аварийных замыканиях на землю и обеспечения таким образом электробезопасности персонала выполняются в виде сетки, образуемой горизонтально расположенными в земле полосами, которыми соединяются вертикальные электроды. К заземлителю присоединяются все металлоконструкции (порталы, мачты) и металлические корпуса электрооборудования (баки трансформаторов, масляных выключателей и т. п.). В соответствии с нормами стационарное сопротивление заземления для подстанций 110 кВ и выше не должно превышать R = 0,5 Ом.
Сопротивление таких протяженных заземлителей в виде сетки при прохождении токов молнии обычно возрастает. Расчетное значение потенциала на портале высотой 15 м при токе молнии 60 кА и крутизне фронта 30 кА/мкс будет составлять 780 кВ. Такое напряжение превышает импульсные разрядные напряжения гирлянд изоляторов в открытых распределительных устройствах (ОРУ) 110 кВ и примерно вдвое ниже разрядных напряжений гирлянд ОРУ 220 кВ. Поэтому в ОРУ 220 кВ и выше рекомендуется установка молниеотводов на порталах подстанции, а на подстанциях 110 кВ возможность такой установки молниеотводов должна быть проверена расчетом.
Для уменьшения импульсного сопротивления заземления в местах присоединения молниеотводов к заземляющему контуру подстанции устраиваются дополнительные сосредоточенные заземлители в виде вертикальных электродов.
На подстанциях 35 кВ нейтрали трансформаторов присоединяются к заземлителю через дугогасящий реактор. В этом случае необходимое значение стационарного сопротивления заземления определяется исходя из того, что при прохождении через заземлитель увеличенного на 20 % номинального тока дугогасящего реактора потенциал заземлителя не должен превышать 125 В. Однако при любом случае сопротивление заземления подстанции не должно превышать 10 Ом.
Для подстанций 35 кВ, как и для подстанций более высокого напряжения, расположенных в местностях с высоким удельным сопротивлением грунта, целесообразным решением является установка молниеотводов, имеющих отдельные заземлители, электрически не связанные с заземляющим контуром подстанции. При установке таких молниеотводов должны соблюдаться безопасные расстояния по воздуху и в земле от молниеотводов и их заземлителей до элементов распределительного устройства. Молниеотводы на трансформаторных порталах, как правило, не устанавливаются вследствие низкого импульсного разрядного напряжения вводов, низшего напряжения 6–10 кВ. Более того, для уменьшения вероятности повреждения изоляции трансформаторов корпуса их должны заземляться на расстоянии не менее 15 м (вдоль полосы заземлителя) от точек присоединения к заземлителю молниеотводов.
При необходимости установки молниеотвода на трансформаторном портале обмотки низшего напряжения следует защищать вентильными разрядниками, включенными непосредственно у вводов 6–10 кВ или на расстоянии не более 10 м от вводов 35 кВ.
Подстанционные здания и сооружения защищаются путем заземления металлической кровли или, если крыша неметаллическая, посредством сетки размером 5X5 мг из стальной проволоки диаметром 8 мм, которая располагается на крыше и присоединяется к заземлению.
Оборудование ПС может выходить из строя из-за импульсов перенапряжения, распространяющихся по ЛЭП.