Линии электропередачи 345 кВ и выше - Электростатическое поле на подстанции

8.9. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ НА ПОДСТАНЦИИ
Воздействие электрического поля на подстанции будет зависеть от особенностей конструкции подстанции и интенсивности поля. Для подстанций напряженность у земли Е также является полезным параметром для характеристики интенсивности электростатического поля.
При проектировании новых подстанций полезно принять во внимание напряженность Е на существующих подстанциях. Она может быть описана посредством контурной линии равной напряженности, начерченной на схеме подстанции. Пример таких контуров в распределительном устройстве 520 кВ приведен на рис. 8.9.1 для следующих условий: диаметр шин 0,1 м, шаг ячейки с севера на юг 9,1 м, с запада на восток 15,2 м; диаметр 

Рис. 8.9.1. Линии равной напряженности Е на плане подстанции 520 кВ (Е — в киловольтах на метр). 1 — здание щита управления.

Грозозащитные тросы расположены на расстоянии 33,5 м. Измерения проводились на высоте I м Максимальная измеренная напряженность составила 8,5 кВ/м. Типичные значения напряженностей 2 кВ/м измерены около выключателей и разъединителей, в пространстве между фазами, снаружи от крайней фазы измерены значения близкие, к 6 кВ/м (там может проходить автомобильная дорога или находиться площадка для подхода персонала). Рабочие площадки обычно имеют низкую напряженность.

Рис 8.9.2. Обобщенные кривые для расчета максимальной напряженности у шин подстанции при заземленных подножниках.
Если выключатель был бы отключен для обслуживания, поле у камер выключателя оказалось меньше, если только они не окажутся близко от шин под напряжением. Напряженность Е была измерена на трех подстанциях. Максимальные измеренные значения и характеристики подстанции приведены в табл. 8.9.1.
Напряженности за внешней фазой могут быть вычислены, если известны эквивалентные диаметры шин. Обычно самые высокие напряженности поля существуют вблизи камер выключателей, размеры которых поэтому важны для вычислений. Если напряженность электростатического поля нужно знать на предварительных стадиях проектирования подстанций СВН и УВН, предлагается оценить максимальное значение E для любой конфигурации промежутка, используя кривые на рис. 8.9.2.
Таблица 8.9.1

* Максимальная напряженность вдоль шины далеко от концов линии и разрывов. ** Заземленная опора, поддерживающая изолиро энные элементы.
Эти кривые рассчитывают, используя безразмерные отношения геометрических и электрических величин. Эквивалентный диаметр шин и заземленных оснований предполагается равным Я/24 (где H— высота подвески шины). Этот критерий дает D=0,5 м, если H=12 м. Если оснований не имеется, можно использовать кривые на рис. 8.3.3. Использование кривых рис. 8.9.2 показано на следующем примере. Рассмотрим подстанцию 1200 кВ с габаритом изоляции H—В, равным 7 м, и разнесением фаз на 18 м. Тогда максимальное значение Е будет зависеть от высоты подвески шины. Для H=15 м рис. 8.9.2 дает (<S/H=1,2; UH= =0,53) HU(7=0,128 и E=0,128*1200/15=10,2 кВ/м. Для H=18 м (SjH— 1; В/Н—4,5) максимальная напряженность E=7,75 кВ/м.
Максимальная напряженность наблюдается на расстоянии нескольких метров за внешней фазой. Значение E можно уменьшить, конструируя подстанции с высокой подвеской шин. Тог же результат может быть достигнут более просто. Например, заземленные провода, натянутые с внешней стороны фазы на высоте опорных подножников, могут легко уменьшить напряженность поля на уровне земли в 2 раза и более в зависимости от числа и разнесения проводов.

1. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Материал предыдущих параграфов может быть использован для вычисления электростатического влияния (токов к. з., напряжений холостого хода и энергий) для различных конфигураций. Важно сознавать, что вычисленные значения дают верхние границы величин в наихудшем случае. Имея дело с различными электростатическими эффектами, следует рассматривать вопрос о вероятности происшествия. Следующие параметры влияют наиболее сильно на интенсивность электростатического влияния и вероятность происшествия: сопротивление объекта относительно земли, погодные условия, природа контакта с землей или с изолированным объектом. Эти параметры сильно изменяются, и разность между значениями в наиболее вероятном и наихудшем случаях 382 может быть очень большой. Поэтому конструирование только для наихудшего случая могло бы быть неоправданно дорогим. К сожалению, информации для выражения электростатического воздействия в терминах вероятности мало. Конструктор обычно конструирует для наихудшего случая, только если дело касается первичного поражения. Ток поражения, с которым мы имеем дело в случае электростатического воздействия ВЛ, должен превышать парализующий ток, который можно определить, когда человек касается изолированного объекта. Именно это рассмотрение широко используется, как обсуждается в следующем параграфе.