電気ネットワークにおける大気過電圧

電気設備の絶縁にとって危険な値まで突然、短期間に電圧が上昇することを、 過電圧... 過電圧には、その起源により、外部 (大気) と内部 (スイッチング) の 2 つのタイプがあります。

大気サージは、電気設備への直接落雷、またはそのすぐ近くでの落雷によって発生します。大気中の過電圧は、直接的な衝撃と同様、電気設備にとって最大の危険を表します。 雷 最大 200 kA の雷電流で 1,000,000 V に達することがあります。それらは電気設備の公称電圧の値には依存しません。低電圧の設備では、充電部分間の距離と絶縁レベルが高電圧の場合よりも低いため、特に危険です。

大気過電圧は、誘導落雷と直撃落雷に分けられます。 1 つ目は、変電所や送電線などの電気設備の近くで雷が放電したときに発生します。サージは、非常に高い電位（数百万ボルト）に帯電した雷雲の誘導効果によって発生します。

直撃雷の場合、過電圧を引き起こす電磁作用に加えて、木の柱や架空送電線のまくらぎが割れるなどの機械的損傷も観察されます。

誘導されるサージは 100 kV 程度で、直撃雷によって引き起こされるサージよりも大幅に小さくなります。それらは、放電後にエバネッセント波の形で架空線導体に沿って伝播します。

ほとんどの場合、落雷は、互いに続く一連の個別のパルスで構成されます。放電全体は 10 分の 1 秒続き、個々のパルスの持続時間はそれぞれ数十マイクロ秒です。落雷中の個々のパルスの数は 1 ～ 40 です。

大気過電圧からの電気設備の保護

上で述べたように、大気中の過電圧は数百万ボルトに達する可能性があります。電気設備の絶縁はそのような電圧レベルに耐えることができないため、損傷に対する追加の保護が必要です。これらの薬剤は電気機器への損傷を防ぎ、消費者への無停電電源供給を増やし、人や動物を保護するために電気設備に使用する必要があります。

10 kV および 0.4 kV の架空線、および地方にある需要家用変電所のサージ保護には特別な注意を払う必要があります。

過電圧、特に直撃雷による火災は重大な結果を引き起こす可能性があります。したがって、大気過電圧に対する正しく確実に機能する保護 (または雷保護) の構成に最も真剣な注意が払われます。

雷保護の問題には、電気設備の個々の要素を直撃雷から保護する対策、電気機械や装置を損傷から保護する対策、サージ波のラインから伝わるインパルスから保護する対策などが含まれます。これらの対策は、要約すると、サージからのインパルス (波) が施設の重要な要素に到達して機能を無効にする前に、サージからの衝撃 (波) を地中にそらす保護装置と装置を設置することです。

したがって、すべての保護装置の主要部分は接地スイッチです。それらは満たされなければなりません PUEに従って 電荷を確実に地面に放電します。

避雷器、避雷器、およびスパークアレスタは、大気過電圧に対する一次保護装置として使用されます。

避雷針は大気中の放電をそれ自体に向けて誘導し、施設の通電部分から放電を遠ざけます。集中しているもの（変電所やその他の構造物）を保護する場合は棒形避雷針が使用され、延長されたもの（架空線など）を保護する場合はトロリ線避雷針が使用されます。キャンドルが設置されています。

発電所の発電機と変圧器の雷保護には、直撃雷と線路から降下するサージ波の両方に対する保護のための一連の手段が提供されています。

直撃雷に対する保護は、駅または変電所への架空線の進入時に避雷針と接触雷によって行われます。発電機は、電気機械の絶縁に危険を及ぼさない値に波の振幅を制限するリミッターによって、線路から落ちる波から保護されています。

大型の発電機を送電線に直接接続することはお勧めできません。発電機の電圧で消費者に電力を供給する小規模な発電所の場合、特性が改善された特殊なリミッターを発電機に追加設置することで、このような接続が可能になります。

発電機が昇圧変圧器に直接接続されている場合、つまり、発電機 - 変圧器のブロック図に従って、ポリ過電圧に対する特別な保護手段は必要ありません。

電圧が 6 ～ 35 kV の架空線は木製の柱で作られており、特別なサージ保護は必要ありません。断熱材の耐雷性は、木材の断熱特性によって提供されます。ここで重要なのは、ワイヤ（木材内）間の最小絶縁距離を維持することだけです：電圧 6 ～ 10 の場合は 0.75 m、電圧 20 の場合は 1.5 m、電圧 35 kV の場合は 3 m。

絶縁が弱まった架空線の個々のセクション（たとえば、金属または鉄筋コンクリートのサポートを使用する、架空線をケーブルで接続するなど）は、避雷器またはスパークギャップ（低電流時）によって保護されます（—を参照） パイプ拘束具 と バルブリストリクター）。これらの装置の接地装置の抵抗は 10 オーム以下である必要があります。

リミッターとスパーク ギャップは、互いに交差する 2 本の架空線の支柱、または架空送電線と通信線の交差点に設置されます。ここでの接地装置の抵抗は 15 オームを超えてはなりません。サポートの接地斜面はボルトで接続する必要があり、その断面積は少なくとも 25 mm2 である必要があります。

高速過渡雷障害後に架空線より上の電力を復旧するために、送電線の自動再閉路装置（自動再閉路）が使用されます。自動再閉路装置が雷保護装置として正常に動作するため、ユーザーは 0.2 秒以内の停電を感じることはなく、通常の操作が妨げられることはありません。

ケーブルグランドは両端がストッパーで保護されています。

電圧0.38 / 0.22 kVの消費者ネットワークの保護は特に慎重に行われます。これらのネットワークは通常空中に設置されており、その設計は他のすべての構造物の上に上昇し、オープンエリアを通過するため、大気サージの影響を最も受けやすくなります。

低電圧ネットワークには、地面へのインパルス放電電流を逸らす避雷装置が装備されています。これにより、人や動物を保護し、落雷による火災や内部電線への侵入を防ぐことができます。

低電圧ネットワークでは、避雷接地への接続が、全相導体および中性線の絶縁体のフックまたはピンに提供されます。

接地は、家屋へのワイヤタップ付きの支柱、または建物の入り口に直接設置することもできます。保護接地装置の抵抗は 30 オームを超えてはなりません。

10 / 0.4 kV の民生用変電所では、架空線に接続された低電圧巻線を避雷器で保護する必要があります。それらは変圧器のできるだけ近くに設置され、変電所の共通接地回路に接続されます。変圧器の電力が 630 kVA 以上の場合、変圧器から伸びる線に沿って、指定された抵抗値を持つ変電所から 50 m と 100 m のところで 2 つの追加の保護接地が行われます。