|
|
|
PROTECTIA INSTALATIILOR ELECTRICE DE EXTERIOR IMPOTRIVA LOVITURILOR DIRECTE DE TRASNET
1. Consideratii generale
1.1.- Protectia instalatiilor electrice de pe teritoriul statiilor electrice impotriva loviturilor directe de trasnet trebuie sa se realizeze cu paratrasnete verticale sau orizontale.
1.2.- Protectia impotriva conturnarilor inverse ale echipamentului din statie, ca urmare a loviturilor directe de trasnet, trebuie sa se realizeze prin alegerea unor distante in aer, care sa nu permita amorsarea unei descarcari intre elementele legate la pamant ale constructiilor pe care sunt instalate paratrasnetele si elementele sub tensiune ale instalatiei.
2. Realizarea constructiva a paratrasnetelor
2.1.- Paratrasnetele verticale trebuie sa se realizeze prin fixarea pe varful unui stalp a unei tije metalice de captare. In statiile electrice, paratrasnetele verticale se monteaza pe
- stalpi de beton armat centrifugat
- stalpi metalici, in instalatiile la care este necesara realizarea unei inaltimi mari a
paratrasnetului;
- stalpi de lemn de brad impregnat, in instalatiile provizorii.
Elementul de captare al unui paratrasnet se realizeaza conform indicatiilor din normativul I 20/2000.
Elementul de coborare de la elementul de captare la priza de pamant se realizeaza
- la stalpii de beton armat, prin folosirea uneia din armaturi, careia i se asigura prin sudura
continuitatea pe toata inaltimea stalpului;
- la stalpii metalici, prin insasi constructia stalpului;
- la stalpii de lemn, prin folosirea unei benzi de otel zincat la cald, cu o sectiune minima
20 2,5 mm2 din OL38. Pentru otelul nezincat, grosimea benzii va fi cu 50% mai mare.
2.2.- Paratrasnetele orizontale trebuie sa se realizeze din urmatoarele materiale
- conductoare funie de otel cu o sectiune de 35 ÷ 95 mm2, in functie de deschiderea dintre
stalpi;
- conductoare de otel-aluminiu;
- benzi de otel-aluminiu;
- benzi de otel intinse pe conturul cladirii;
- otel rotund sub forma de balustrada.
Este necesara o buna legare la pamant a elementelor de captare.
3. Determinarea zonei de protectie a unui paratrasnet (anexa 8)
3.1.- Zona de protectie a unui paratrasnet vertical. Dimensiunile zonei de protectie (figura 3.1 din capitolul III) se determina cu urmatoarele formule
a) pentru un paratrasnet vertical cu inaltimea h 30 m
(
1 )
unde
h este inaltimea paratrasnetului
rx - raza zonei de protectie la nivelul cercetat, hx
ha - supratensiunea paratrasnetului deasupra nivelului cercetat, hx (inaltimea
activa a paratrasnetului ha = h - hx).
b) pentru un paratrasnet vertical cu inaltimea 30 m < h < 100 m
(
2 )
unde
( 3 )
Prin factorul p se tine seama de inaltimea maxima de orientare a trasnetului, considerata de 600 m pentru paratrasnetele verticale si de 300 m pentru cele orizontale.
3.2.- Zona de protectie a doua paratrasnete verticale, egale ca inaltime si asezate in apropiere unul de celalalt, este prezentata in figura 1. Notatiile din figura au urmatoarele semnificatii
a este distanta dintre paratrasnete
2 bx - latimea minima a zonei de protectie la nivelul cercetat hx
rx - raza de protectie a unui paratrasnet la nivelul cercetat hx
R - raza circumferintei care trece prin varfurile paratrasnetelor si punctul O, dispuse la
nivelul ho.
Pentru spatiile exterioare ale zonei de protectie, raza de protectie rx se determina ca pentru un singur paratrasnet vertical.
Distanta a la care zonele de protectie ale paratrasnetelor se mai intersecteaza (bx = 0) este 7ha pentru paratrasnetele avand inaltimea h 30 m si 7p ha pentru paratrasnetele cu inaltimi mai mari de 30 m (h > 30 m).
Dimensiunile bx se calculeaza conform indicatiilor din anexa 8.
3.3.- Zona de protectie a trei sau patru paratrasnete verticale egale ca inaltime la nivelul de cercetat hx au fost reprezentate in figurile 2, 3, 4, zonele de protectie din exteriorul fiecarui paratrasnet calculandu-se ca pentru un singur paratrasnet.
Dimensiunile bx se calculeaza (conform indicatiilor din anexa 8) ca pentru doua paratrasnete, iar conditia necesara pentru ca intreaga suprafata interioara sa fie protejata este
D 8 ha p ( 4 )
unde D, in cazul a patru paratrasnete, este diagonala patrulaterului regulat format din cele patru paratrasnete (figura 3), iar pentru asezarea in triunghi (figura 2) sau patrulater neregulat (figura 4) este diametrul cercului care trece prin axele a trei paratrasnete.
3.4.- Zona de protectie a paratrasnetelor de inaltimi diferite se determina prin metoda paratrasnetului fictiv (figura 5).
Astfel, se traseaza in mod obisnuit zona de protectie a paratrasnetului mai inalt (1). Se duce o linie orizontala din varful celui de-al doilea paratrasnet (2), pana la intersectia cu zona de protectie a primului paratrasnet. In acest punct se considera un paratrasnet fictiv (1 ), de inaltime egala cu a paratrasnetului (2) si pentru cele doua paratrasnete (1 ) si (2), situate la distante a` , se traseaza in mod obisnuit zona, conform figurii 1. Conditia de inchidere a zonei intre cele doua paratrasnete se verifica deci, in acest caz, pentru distanta a'.
3.5.- Zona de protectie a unui paratrasnet orizontal este reprezentata in figura 3.2.
Distanta rx , denumita conventional raza de protectie, prin analogie cu paratrasnetul vertical, se deterrmina dupa formulele
a) pentru un paratrasnet orizontal dispus la o inaltime h 30 m
(
5 )
unde k este un coeficient care ia valoarea 0,8 la liniile aeriene si 1,2 in cazul protectiei
constructiilor de pe teritoriul centralelor si statiilor electrice.
b) pentru un paratrasnet orizontal dispus la o inaltime 30 m < h < 100 m
· p ( 6 )
unde p se determina cu formula (3).
3.6.-
Zona de protectie a doua paratrasnete orizontale paralele
este reprezentata in figura 6. Zonele exterioare ale zonei de
protectie se determina ca pentru un paratrasnet orizontal.
Fig. 6.- Zona
de protectie a doua paratrasnete orizontale.
Sectiunea verticala a zonei de protectie intre doua paratrasnete orizontale se limiteaza prin arcul circumferintei, care trece prin paratrasnete si punctul central 0 dintre paratrasnete, situat la inaltimea
(
7 )
unde a este distata intre conductoare.
Pentru protectia unui obiect situat intre doua conductoare de protectie, trebuie sa se respecte conditia
(
8 )
4.- Modul de amplasare a paratrasnetelor si alegerea tipurilor lor
4.1.- Paratrasnetele independente trebuie racordate, dupa caz
a) La centura de punere la pamant a statiei printr-o legatura cat mai scurta, in cazul respectarii prevederilor de la pct. 7.1.2.
Racordarea se va realiza prin mai multe cai dispuse radial (2÷3 directii), cu prevederea unor electrozi verticali suplimentari in locul de racordare a legaturii la pamant si care sa realizeze la frecventa industriala o rezistenta de maximum 25 W
Locul de racordare a legaturii la priza statiei trebuie sa fie la o distanta pe calea de curent mai mare de 15 m de locul de racordare la priza statiei a transformatorului.
b) La o priza independenta, in cazul in care rezistenta prizei instalatiei protejate este mai mare de 1 W, iar clasa de tensiune a izolatiei este mai mica de 110 kV.
Rezistenta prizei proprii de legare la pamant nu trebuie sa fie mai mare de 80 W
Distanta, in aer Sa (m) intre un paratrasnet independent si instalatia de protejat se calculeaza cu relatia
Sa 0,3 Ri + 0,1 L (fiind cel putin 5 m) ( 9 )
unde Ri este rezistenta de legare la pamant la impuls a prizei paratrasnetului
independent, in W
L - inaltimea instalatiei protejate de paratrasnetul respectiv, in m.
Distanta in pamant Sp (m) intre priza separata a unui paratrasnet si punctul cel mai apropiat al instalatiei de legare la pamant a statiei se calculeaza cu relatia
Sp 0,3 Ri ( 10 )
fiind de cel putin 3 m.
c) Paratrasnetele independente se pot monta si pe stalpii de sustinere a reflectoarelor de iluminat, care trebuie racordate la priza de legare la pamant a statiei. In acest caz, daca nu se respecta prevederile pct. 7.1.2, suplimentar fata de cerintele generale specificate la pct. 4.1.a, trebuie respectate urmatoarele conditii
- la distanta de 5 m de paratrasnet trebuie instalati trei-patru electrozi verticali cu lungimea de
3÷5 m;
- daca distanta pe magistrala de legare la pamant de la locul de racordare la priza statiei pana
la locul de racordare a transformatorului (reactorului) depaseste 15 m, dar nu mai mult de
40 m, la bornele de pana la 35 kV ale transformatorului trebuie instalate descarcatoare cu
rezistenta variabila;
- distanta in aer Sa (m) de la paratrasnetul care se leaga la priza statiei la partile parcurse de
curent trebuie sa fie
Sa 0,1 l + m,
unde l (m) este inaltimea partii parcurse de curent, iar m (m) este lungimea lantului de
izolatoare.
Pentru evitarea inducerii in reteaua de iluminat a unor tensiuni periculoase, provocate de trecerea curentilor de trasnet prin paratrasnet, cablurile de alimentare ale lampilor trebuie sa fie armate si, incepand de la baza stalpului, trebuie sa parcurga cel putin 10 m prin pamant inainte de a intra in canalele de cabluri.
4.2.- Paratrasnetele montate pe constructiile statiei nu difera constructiv de paratrasnetele independente. Modul de proiectare si executare a acestor instalatii este indicat in "Normativul pentru proiectarea si executarea instalatiilor de paratrasnete pentru constructii" I 20 2000.
5. Instalatiile de legare la pamant a paratrasnetelor
5.1.- Paratrasnetele se leaga, de regula, la o aceeasi priza de pamant, care poate fi separata sau comuna cu priza de legare la pamant pentru instalatiile electrice.
5.2.- Valoarea maxima a rezistentelor prizelor de pamant ale statiilor, centralelor si posturilor de transformare rezulta din STAS 12604/4-5-90.
5.3.- Valoarea rezistentei de dispersie a prizei de pamant pentru o instalatie de paratrasnete, in cazul in care priza se executa separat fata de prizele de pamant pentru instalatiile electrice, trebuie sa fie cel mult
- 5 W pentru prize de pamant naturale
- 10 W pentru prize de pamant artificiale.
Verificarea valorii rezistentei prizei de pamant se face prin masuratori si, in cazul in care acest lucru este necesar, priza de pamant se va completa cu un numar corespunzator de electrozi pana la realizarea valorii rezistentei de dispersie prescrise.
5.4.- Paratrasnetele pot fi legate la priza de pamant a instalatiei electrice, cu conditia ca valoarea rezistentei de dispersie a prizei de pamant comune sa fie cel mult 1 W, iar conductoarele de legare la pamant pana la priza sa fie separate pentru fiecare categorie de instalatie.
In cazul folosirii in comun a unei prize de pamant (naturala sau artificiala) se impune, de asemenea, verificarea acesteia prin masurari si completarea, in caz de necesitate, cu electrozi, pana cand rezistenta ei de dispersie atinge valoarea de 1 W
