Как защитить ЛЭП от коротких замыканий?

Короткое замыкание – распространенное явление в электротехнике, сопровождающееся достижением высоких значений тока и падением напряжения. Причем токовые значения растут многократно, приводя к нарушениям изоляции проводников или выводы из строя подключенные к сети устройства.

Наиболее распространенными являются однофазные короткие замыкания (КЗ), на долю которых приходится более половины аварийных случаев. Достаточно часто случаются двухфазные КЗ, включая замыкание на землю, и трехфазные. Также возможны короткие замыкания фазного проводника на землю, от фазы на нулевой проводник и другие варианты.

Ситуации, приводящие к короткому замыканию на линии

Главные причины коротких замыканий – нарушается изоляционный слой провода воздушной линии или происходит обрыв провода из-за внешних воздействий. Это случается в следующих ситуациях: 

• из-за сильного ветра;
• при разряде молнии;
• из-за наледи на проводах;
• из-за птиц;
• загрязняются изоляторы;
• в случае несанкционированного подключения к сети.

Все эти ситуации невозможно полностью предотвратить. Особенно те, которые касаются природных явлений и никак не зависят от действий людей. При этом из-за повреждения линии электропередачи под напряжением есть серьезные риски поражения током людей, что влечет за собой опасные последствия для здоровья человека. Поэтому так важно предусмотреть меры защиты от коротких замыканий для ЛЭП.

Меры защиты ЛЭП от коротких замыканий

Защита линии электропередачи от коротких замыканий начинается уже на этапе выбора проводов, которые должны быть с оптимальным сечением и в наиболее безопасном варианте исполнения. Поэтому все чаще используют самонесущие изолированные провода (СИП).Также в расчет берется подключаемое к сети оборудование и условия эксплуатации (климатические и технические). 

Чтобы защитить воздушные линии от разрушительного влияния гололеда, приводящего к обрывам провода, используются ограничители образования наледи, размещаемые с подветренной стороны и препятствующие формированию ледяного нароста.

Защиту линии электропередачи от птиц обеспечивают посредством пластикового чехла, надеваемого на оголенный провод в непосредственной близости от изолятора. Благодаря такому нехитрому приспособлению снижается количество отключений линии, и изоляторы «живут» дольше. Но в случае с применением СИП в подобных пластиковых чехлах нет необходимости.

Для защиты ЛЭП от разрядов молний, которые могут привести к обрыву проводов или резкому повышению напряжения в сети, используются специальные разрядники. Это могут быть длинно-искровые или мультикамерные устройства, препятствующие разрушениям конструкций воздушной линии и продлевающие срок службы средств автоматической защиты линии. К последним относятся специальные выключатели в виде релейных приборов, которые отключают участок линии, если на нем появляется повышенный ток. Когда вольт-амперные характеристики сети возвращаются к норме, автоматическое устройство вновь подключает «отрезанный» участок. 

Воздушные линии могут столкнуться с резкими всплесками напряжения из-за подключения оборудования или по другим причинам. Это тоже может привести к нарушению изоляционного слоя проводов, а затем и к короткому замыканию. Поэтому ограничители перенапряжения также можно отнести к устройствам защиты ЛЭП от КЗ.

Важно не забывать и о влиянии опор на общие характеристики линии электропередачи. Поэтому деревянные опорные конструкции пропитывают специальным защитным составом, предохраняющим их от возгорания, делающих стойкими к воздействию влаги и прочим внешним факторам. А у железобетонных опор предусмотрено заводское заземление в виде арматуры внутри стойки. Также металлические элементы конструкций покрывают защищающей от коррозии краской.

Отметим, что в высоковольтных сетях с рабочим напряжением от 6 до 35 кВ используют максимальную токовую защиту, позволяющую предотвращать короткие замыкания. В случае магистралей с еще более высоким напряжением, например до 110 кВ, применяется уже дифференциально-фазная защита. Для низковольтных сетей до 1 кВ достаточно наличия автоматического выключателя.

Предохранители для защиты ЛЭП от коротких замыканий

Самые простые и в то же время эффективные устройства для защиты ЛЭП от коротких замыканий – предохранители. У них есть специальные плавкие ставки, которые являются расходным материалом и легко меняются на новые после срабатывания защиты. Принцип действия таких предохранителей предельно прост – их плавкие вставки сгорают в первую очередь, что приводит к разрыву цепи, а значит и к защите от КЗ вверенного участка. В итоге вы ограничиваетесь заменой недорогой плавкой вставки, а не выполняете дорогостоящий ремонт поврежденных элементов воздушной линии. Наличие предохранителей помогает спасти подключенные к воздушной линии электрические устройства и их подбор осуществляется с учетом общей мощности нагрузки на сеть.

Современные предохранители изготавливаются из качественных полимеров, отличающихся стойкостью к влаге и ультрафиолету. У них предусмотрена защита от несанкционированного доступа, что повышает уровень безопасности всей линии электропередачи.