ГОСТ IEC 61643-12—2022
- условия связи между землей систем среднего и низкого напряжения;
- конструкция трансформатора.
В случае прямого попадания молнии в линию среднего напряжения срабатывание импульсного разрядника
или искрового разрядника отводит импульсный ток через систему заземления и может вызвать резистивное зазем
ление между системами среднего и низкого напряжения, и перенапряжение переходит в низковольтную систему.
В зависимости от значений сопротивления заземления это связанное с землей перенапряжение может быть
намного выше, чем емкостная связь через трансформатор.
В системе TN, если нейтраль также заземлена на установке потребителя, будут возникать меньшие пере
напряжения. Следует также отметить, что этого вида резистивной связи можно избежать, используя отдельную
систему заземления для низковольтной части трансформатора.
Типичное значение перенапряжения, передаваемого посредством емкостной и индуктивной связи на сторо
ну вторичной обмотки трансформатора среднего/низкого напряжения, составляет 2 % от межфазного напряжения
системы среднего напряжения между проводниками фазы и нейтрали и 8 % между проводниками фазы и земли.
Эти значения являются типичными для низковольтной цепи под нагрузкой. Когда цепь на низковольтной стороне
трансформатора разомкнута или работает под незначительной нагрузкой, значения могут быть значительно
выше в зависимости от низковольтной системы.
Наведенные грозовые импульсы в системе среднего напряжения вызывают гораздо меньший импульсный
ток (обычно менее 1 кА), чем прямые попадания, а перенапряжения на практике передаются в систему низкого
напряжения только посредством емкостной связи и не превышают нескольких киловольт. Втаких случаях перена
пряжение, наводимое непосредственно в низковольтной системе (по крайней мере, в той части, которая находится
недалеко от точки удара молнии), как правило, выше, чем перенапряжение, передаваемое со стороны среднего
напряжения. Если срабатывает УЗИП или возникает разряд, ток будет низким, а резистивная связь пренебрежимо
мала.
С.2.3 Перенапряжения, вызванные прямыми ударами молнии в низковольтные распределительные
системы
Действующее полное сопротивление грозового канала высоко, и грозовой ток можно практически считать
идеальным источником тока. Поэтому производимые перенапряжения определяются мгновенным действующим
полным сопротивлением и грозовым током.
Для удара в линию в первый момент напряжения определяют полным собственным сопротивлением (им
пульсным сопротивлением) линии. Ток (/) сначала делят на два, и генерированный импульс напряжения (
U
) со
ставляет
U = Z ■II
2,
где
U
— импульсное напряжение в кВ;
Z — импульсное сопротивление линии в Ом;
/ — импульсный ток в кА.
Если допустить умеренный импульсный ток 10 кА и полное импульсное сопротивление 400 Ом, то ожидае
мый импульс напряжения составит 2000 кВ. Поэтому, что касается низковольтных линий, перекрытия обычно будут
происходить между всеми проводниками фазы и в большинстве случаев также между фазой и землей. После
перекрытия действующее полное сопротивление уменьшается на значение, зависящее от соответствующего со
противления заземления. Однако даже для более низкого действующего полного сопротивления, например 10 Ом,
напряжение на линии составит 100 кВ, если допустить, что грозовой ток составляет 10 кА.
В комбинированной воздушной/кабельной системе перенапряжения могут несколько снизиться вследствие
того, что кабели по сравнению с воздушной линией имеют более низкое полное импульсное сопротивление. Зна
чение снижения зависит отдлительности тока и общей емкости системы относительно земли. Однако обычно это
го снижения недостаточно, чтобы избежать перенапряжений, превышающих нормальный уровень сопротивления
изоляции в низковольтных системах. Таким образом, следует ожидать, что прямой удар молнии может вызвать
повреждения в таких системах.
С.2.4 Наведенные перенапряжения в низковольтных распределительных системах
Под влиянием изменения электромагнитных полей во время грозового удара во всех видах воздушных линий
возникают перенапряжения даже на значительном расстоянии от разряда молнии. В качестве грубого приближе ния
возможные перенапряжения (
U
) могут быть вычислены по следующей формуле:
U =
30 •
к ■{hid)
•/,
где
U
— ожидаемое перенапряжение в кВ;
/ — грозовой ток в кА;
55