Medidas de protección contra rayos para subestaciones
La subestación es una importante instalación de protección para la protección contra rayos en el sistema eléctrico. Si le cae un rayo, provocará un corte de energía a gran escala, afectando gravemente a la sociedad y la vida de las personas. Por tanto, las medidas de protección contra rayos en las subestaciones deben ser muy fiables. (1) La fuente del rayo. En primer lugar, los rayos golpean directamente los equipos de la subestación; en segundo lugar, las ondas de rayos causadas por la sobretensión inducida por rayos y la sobretensión directa de las líneas aéreas invaden las subestaciones a lo largo de la línea. (2) La protección contra rayos directos en las subestaciones generalmente se resuelve instalando pararrayos o erigiéndolos a cierta distancia a lo largo de las líneas entrantes de la subestación. (3) La onda del rayo causada por la sobretensión de las líneas aéreas inducida por el rayo y la sobretensión directa del rayo invade la subestación a lo largo de la línea, que es la principal causa de daños por rayos en la subestación. Si no se toman medidas de protección contra rayos, se dañará el aislamiento de los equipos eléctricos de la subestación, provocando accidentes. El objetivo de instalar pararrayos en las subestaciones es limitar la amplitud de las ondas intrusivas del rayo para que la sobretensión de los equipos eléctricos no exceda su valor de resistencia al impulso. El objetivo principal de instalar secciones de protección en las líneas entrantes de las subestaciones es limitar la amplitud de. corriente del rayo que fluye a través de los pararrayos y la pendiente de la onda del rayo intrusa.
2 Principios para la instalación de pararrayos en subestaciones
Todos los equipos protegidos deben estar dentro del rango de protección del pararrayos (línea) para evitar ser alcanzado por un rayo. Cuando un rayo cae sobre un pararrayos, el potencial del pararrayos hacia el suelo puede ser alto. Si la distancia de aislamiento entre el pararrayos y la electricidad protegida no es suficiente, puede producirse una descarga entre el pararrayos y el equipo protegido tras la caída de un rayo. Este fenómeno se llama contraataque. En este momento, el pararrayos aún puede agregar el alto potencial de la onda del rayo al equipo eléctrico protegido, provocando un accidente.
3 Determinación de la distancia mínima de protección contra el rayo entre el pararrayos y el equipo eléctrico
Cuando un rayo cae sobre el pararrayos, la corriente del rayo fluye a través del pararrayos y su dispositivo de puesta a tierra. Para evitar que el espacio de aire entre el pararrayos y el equipo o estructura protegido sea penetrado y provoque un accidente de contraataque, el espacio de aire debe ser mayor que la distancia mínima de seguridad.
4. Normativa relevante para la instalación de pararrayos
Para subestaciones de 35kV y menos, debido a su bajo nivel de aislamiento, se deben instalar pararrayos independientes para cumplir con el requisito de no contraataque. Para subestaciones superiores a 110 kV, debido al alto nivel de aislamiento del dispositivo de distribución en este nivel de voltaje, el pararrayos se puede instalar directamente en el marco del dispositivo de distribución, por lo que el alto potencial generado por el rayo del pararrayos no provocar un accidente de contraataque del equipo eléctrico. El cuadro de distribución con pararrayos debe estar equipado con un dispositivo de puesta a tierra auxiliar. La distancia eléctrica entre el punto de conexión del dispositivo de puesta a tierra del transformador principal y la rejilla de puesta a tierra de la subestación no debe ser inferior a 15 m. Su función es atenuar gradualmente el alto potencial generado en el dispositivo de puesta a tierra del pararrayos mientras se propaga a lo largo de la rejilla de puesta a tierra hasta el punto de puesta a tierra del transformador, de modo que la onda invasora del rayo no provoque un accidente de contraataque del transformador cuando llegue al punto de puesta a tierra del transformador. . Dado que el aislamiento del transformador es débil y el transformador es un equipo importante en la subestación, no se deben instalar pararrayos en el pórtico del transformador. Debido a que la distancia entre el equipo de distribución de energía de la subestación y la primera torre que sale de la subestación puede ser relativamente grande, si se permite que el cable de protección contra rayos en la torre sea conducido al marco de la subestación, este cable estará protegido, lo que Es más económico que utilizar pararrayos. Debido al efecto de derivación en ambos extremos del pararrayos, cuando cae un rayo, el aumento de potencial es menor que el causado por el pararrayos. Por lo tanto, los dispositivos de distribución de energía de 110 kV y superiores pueden llevar el pararrayos de línea al mástil de salida, pero se deben instalar dispositivos de puesta a tierra centralizados en áreas donde la resistividad del suelo es mayor que 1000ω·m. Para equipos de distribución de energía de 35 ~ 60 kV, en áreas donde la resistividad del suelo no es mayor a 500ω·m, se permite llevar el pararrayos de la línea al mástil de salida, pero se debe instalar un dispositivo de puesta a tierra centralizado. Cuando la resistividad del suelo es superior a 500ω·m, el pararrayos debe terminar en la torre terminal de la línea, y la protección de la primera línea en la subestación puede protegerse mediante pararrayos.
El mecanismo de los rayos es muy complejo. No podemos controlar completamente la aparición de daños por rayos, pero podemos reducir la aparición de daños por rayos mediante las medidas necesarias de protección contra rayos. Para garantizar el funcionamiento seguro de la red eléctrica, debemos resumir constantemente las experiencias y lecciones, fortalecer los trabajos de operación, inspección y mantenimiento, prestar atención a las contramedidas de protección contra rayos y a la transformación técnica, y tomar medidas preventivas específicas.