normativ NTE001

NORMATIV PRIVIND ALEGEREA IZOLAIEI, COORDONAREA IZOLAIEI I

PROTECIA INSTALAIILOR ELECTROENERGETICE MPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR

Indicativ NTE 001 / 03 / 00

Aprobat cu Ordinul nr. 2 din 7.02. 2003 al Preedintelui ANRE nlocuiete PE 109/1992

nstituia responsabil de elaborarea normei tehnice energetice C.N. TRANSELECTRICA S.A.

Executant: Institutul de Studii i Proiectri Energetice Secia Sisteme Energetice

Responsabil de lucrare: Dr.ing. Fnic Vatr

ORDINUL Nr. 2 din 7.02.2003 pentru aprobarea Normativului privind alegerea izolaiei, coordonarea

izolaiei i protecia instalaiilor electroenergetice mpotriva supratensiunilor

n temeiul art. 4, al art. 5 pct. 11, al art. 9 alin. (4) i (5) i al art. 91 din Ordonana de urgen a Guvernului Romniei nr.29/1998 privind nfiinarea, organizarea i funcionarea Autoritii Naionale de Reglementare n domeniul Energiei ANRE, aprobat, cu modificri i completri, prin Legea nr. 99/2000, cu modificrile ulterioare, precum i al Deciziei Primului Ministru nr. 126/2000 de numire a preedintelui ANRE,avnd n vedere Referatul de aprobare ntocmit de Departamentul acces la reea i autorizare, n conformitate cu prevederile procesului verbal al edinei Comitetului de Reglementare al ANRE din data de 29.01.2003, Preedintele Autoritii Naionale de Reglementare n domeniul Energiei emite urmtorul:

ORDIN Art.1 Se aprob NTE 001/03/00 Normativ privind alegerea izolaiei, coordonarea izolaiei i

protecia instalaiilor electroenergetice mpotriva supratensiunilor, prezentat n ANEXA* care face parte integrant din prezentul ordin.

Art.2 Prezentul ordin se public n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I. Art.3 La data intrrii n vigoare a prezentului ordin, prescriia energetic PE 109/92 i nceteaz

valabilitatea. Art.4 Titularii de licen care i desfaoar activitatea n sectorul energiei electrice i termice vor

respecta prevederile Normativului privind alegerea izolaiei, coordonarea izolaiei i protecia instalaiilor electroenergetice mpotriva supratensiunilor.

Art.5 Departamentul Acces la Reea i Autorizare din cadrul ANRE va urmri respectarea de ctre

agenii economici a prevederilor cuprinse n Normativul privind alegerea izolaiei, coordonarea izolaiei i protecia instalaiilor electroenergetice mpotriva supratensiunilor.

---------------------------- * Coninutul ANEXEI este disponibil n format electronic pe pagina web a ANRE (www.anre.ro).

Preedintele Autoritii Naionale de Reglementare n domeniul Energiei,

ION LUNGU

A N R E A u t o r i t a t e a N a i o n a l d e R e g l e m e n t a r e n d o m e n i u l E n e r g i e i S t r . C o n s t a n t i n N a c u n r . 3 , s e c t . 2 , c o d 7 0 2 1 9 , B u c u r e t i , R o m n i a Tel:+(4021) 311 22 44, Fax: +(4021) 312 43 65, http:// www.anre.ro, e-mail: [email protected]

C U P R I N S

I. Scop ............................................................................................................................... ... 6 II. Domeniu de aplicare ..................................................................................................... ... 6 III. Terminologie i abrevieri ............................................................................................. ... 7 IV. Acte normative de referin ........................................................................................ ... 18 V. Alegerea i coordonarea izolaiei ............................................................................... ... 19

VI. Protecia liniilor electrice aeriene mpotriva supratensiunilor de trsnet ..................................................................................................................... ... 34 VII. Protecia instalaiilor electrice mpotriva loviturilor directe de trsnet i protecia mpotriva undelor de supratensiune de trsnet care se propag pe liniile electrice aeriene ........................................................................................... ... 39 VIII. Protecia instalaiilor din reelele electrice de 110 750 kV supratensiunilor de comutaie ..................................................................................... ... 48 IX. Protecia instalaiilor electrice mpotriva supratensiunilor temporare ...................... ... 49 X. Protecia mainilor electrice rotative mpotriva supratensiunilor ............................... ... 55 XI. Alegerea aparatelor de protecie mpotriva supratensiunilor ................................... ... 57 XII. Protecia instalaiilor electrice de exterior mpotriva loviturilor directe de trsnet ...................................................................................................................... ... 60 XIII. Proiectarea instalaiilor electroenergetice situate n zone poluate ........................... ... 66 ANEXE: Anexa 1. Metodologia de calcul a riscului de defect la comutaie la o staie i la o linie electric aerian ................................................................ ... 69 Anexa 2. Tensiunile de inere i de 50 % conturnri ale lanurilor de izolatoare utilizate n Romnia ..................................................................... ... 72 Anexa 3. Exemplu de alegere a izolaiei unei linii electrice aeriane ............................ ... 78 Anexa 4. Alegerea schemelor de protecie a mainilor electrice rotative .................... ... 85 Anexa 5. Caracteristicile principale ale descrctoarelor cu rezisten variabil ......................................................................................................... ... 88 Anexa 6. Exemple de alegere a descrctoarelor cu rezisten variabil ..................... ... 95 Anexa 7. Condiii tehnice orientative pentru procurarea de descrctoarelor cu rezisten variabil pe baz de oxizi metalici ............................................. ... 99 Anexa 8. Determinarea zonei de protecie a paratrsnetelor mpotriva loviturilor directe de trsnet ........................................................................ ... 101 Anexa 9. Instruciuni privind tratarea neutrului n reelele electrice de medie tensiune ............................................................................................. ... 109 Anexa 10. Clasificarea teritoriului n zone cu un anumit nivel de poluare ................ ... 118

Normativ privind alegerea izolaiei, coordonarea izolaiei i protecia instalaiilor electroenergetice mpotriva supratensiunilor

6

I. SCOP

1.1.- Scopul normativului este de a promova i impune reguli i cerine tehnice minimale pentru alegerea izolaiei, coordonarea izolaiei i protecia mpotriva supratensiunilor a instalaiilor electroenergetice pentru a se asigura o funcionare sigur i economic a acestora.

II. DOMENIU DE APLICARE 2.1.- Prezentul normativ se aplic la alegerea i coordonarea izolaiei liniilor i instalaiilor electrice (denumite pe scurt instalaii electroenergetice) de curent alternativ, cu tensiunea nominal mai mare de 1000 V, innd seama de caracteristicile zonei (grad de poluare, altitudine etc.) n care este amplasat instalaia. De asemenea, prezentul normativ se aplic la proiectarea instalaiilor de protecie mpotriva supratensiunilor pentru instalaii electroenergetice de curent alternativ, cu tensiunea nominal mai mare de 1000 V. 2.2.- Prezentul normativ nu se aplic instalaiilor electroenergetice a cror proiectare, construcie i exploatare se reglementeaz prin prescripii tehnice speciale, ca de exemplu: - instalaii electrice pentru traciunea electric; - instalaii electrice pentru alimentarea minelor i carierelor; - instalaii electrice din medii explozive etc. 2.3.- Prezentul normativ este obligatoriu pentru toate instalaiile (din domeniul de aplicare), care se proiecteaz de la data intrrii n vigoare a acestui normativ. 2.4.- Adaptarea instalaiilor electroenergetice existente la prevederile prezentului normativ se va face n msura n care experiena de exploatare arat c sunt necesare modificri n sensul noului normativ, justificate prin frecvena evenimentelor. Adaptarea se va face din iniiativa entitilor care au n gestiune/proprietate instalaiile respective. 2.5.- n afar de prevederile prezentului normativ se va ine seama i de prevederile din standardele, prescripiile i normativele tehnice n vigoare (specificate n capitolul IV din prezentul normativ) i de standardele profesionale ale furnizorului de echipament i materiale. 2.6.- nlocuirea tipului de izolaie i de echipamente, prevzute n proiecte, sau modificarea schemei de protecie a instalaiilor mpotriva supratensiunilor se va face n toate cazurile numai cu avizul unui proiectant de specialitate, care va avea n vedere respectarea tuturor prevederilor din prezentul normativ.

2.7.- n prezentul normativ se folosesc urmtoarele moduri de indicare a gradului de obligativitate a prevederilor coninute:

- "trebuie","este necesar", "se impune", "urmeaz" indic obligativitatea strict a respectrii prevederilor n cauz;

- "de regul" indic faptul c prevederea respectiv trebuie s fie avut n vedere la alegerea soluiei, dar care nu este obligatorie; orice abatere trebuie justificat tehnic i economic;

- "se admite" indic o soluie satisfctoare, care poate fi aplicat n situaii particulare, fiind obligatorie justificarea ei n proiect.


7

- "se recomand" indic o soluie preferabil, care trebuie avut n vedere, dar justificarea nefolosirii ei nu este obligatorie.

III. TERMINOLOGIE I ABREVIERI

n sensul prezentului normativ sunt valabile urmtoarele definiii:

3.1.- Coordonarea izolaiei const n alegerea rigiditii dielectrice a echipamentelor, n funcie de tensiunile care pot aprea n reeaua pentru care aceste echipamente sunt destinate, lund n considerare condiiile de mediu n care funcioneaz precum i caracteristicile dispozitivelor de protecie disponibile. Ea are drept scop reducerea la un nivel acceptabil, din punct de vedere economic i al exploatrii, a posibilitii ca solicitrile dielectrice rezultate, aplicate echipamentelor, s provoace deteriorarea izolaiei acestora sau s le afecteze continuitatea de funcionare. 3.2.- Tensiune nominal a unei reele trifazate (Un): Valoarea efectiv a tensiunii ntre faze, prin care este denumit reeaua i la care se refer unele caracteristici de funcionare ale acesteia. 3.3.- Tensiune cea mai ridicat a reelei (Us): Valoarea efectiv maxim a tensiunii ntre faze, care poate s apar n orice moment i n orice punct al reelei n condiii normale de funcionare. Aceast valoare nu ine seama de variaiile tranzitorii datorate, de exemplu, manevrelor din reea i nici de variaiile temporare ale tensiunii datorate unor condiii anormale din reea, de tipul defectelor sau declanrilor brute de sarcini importante. 3.4.- Tensiune cea mai ridicat pentru echipament (Um): Cea mai mare valoare efectiv a tensiunii ntre faze pentru care echipamentul este proiectat s funcioneze din punctul de vedere al izolaiei acestuia i al unor alte caracteristici ce pot fi legate de aceast tensiune n documentele tehnice normative specifice pentru fiecare echipament n parte. Aceast tensiune trebuie s fie cel puin egal cu valoarea tensiunii celei mai ridicate a reelei n care va fi utilizat echipamentul. 3.5.- Supratensiune: Orice tensiune, dependent de timp, ntre un conductor de faz i pmnt sau ntre conductoarele de faz, a crei valoare sau valori de vrf depesc valoarea de vrf Um 2 / 3 , respectiv Um. 2 , corespunztoare tensiunii celei mai ridicate pentru echipament. 3.6.- Supratensiune de comutaie: Supratensiunea faz-pmnt sau ntre faze care apare ntr-un punct dat al reelei datorit unei operaii de comutare, a unui defect sau altor cauze i a crei form poate fi asimilat n ceea ce privete coordonarea izolaiei cu cea a impulsurilor standardizate utilizate pentru ncercrile cu impuls de tensiune de comutaie. Supratensiunile de acest tip sunt, de obicei, puternic amortizate i de scurt durat. 3.7.- Supratensiune temporar: O supratensiune sub forma unor oscilaii neamortizate sau slab amortizate ntre faz i pmnt sau ntre faze, care apare ntr-un punct dat al unei reele, pentru o durat relativ mare. Supratensiunile temporare sunt provocate, de obicei, de comutaii sau de apariia de defecte (de exemplu, variaii brusc a unor sarcini importante, defecte monofazate) i/sau de fenomene neliniare (ferorezonan, armonici). Supratensiunile temporare se caracterizeaz prin amplitudine, frecven, durat total sau coeficient de amortizare. 3.8.- Supratensiune de trsnet: Supratensiunea faz-pmnt sau ntre faze care apare ntr-un punct dat al reelei datorit unei descrcri atmosferice sau unei alte cauze i a crei form poate fi


8

asimilat, n ceea ce privete coordonarea izolaiei, cu cea a impulsurilor standardizate utilizate pentru ncercarea la impuls de tensiune de trsnet. Supratensiunile de acest tip sunt, de obicei, de o singur polaritate i de durat foarte scurt. 3.9.- Clasificarea tensiunilor i supratensiunilor. n funcie de forma i durata lor, tensiunile i supratensiunile se mpart n urmtoarele categorii (a se vedea i SR CEI 60071-1/1996): a) Tensiunea permanent (de frecven industrial): Tensiune de frecven industrial, considerat ca avnd o valoare efectiv constant, aplicat permanent tuturor perechilor de borne ale unei configuraii de izolaie. b) Supratensiune temporar: Supratensiune de frecven industrial de durat relativ lung. Not: - Supratensiunea poate fi neamortizat sau slab amortizat. n anumite cazuri, frecvena ei poate fi, de cteva ori, mai mic sau mai mare dect frecvena industrial. c) Supratensiune tranzitorie: Supratensiune de scurt durat, nedepind cteva milisecunde, oscilatorie sau nu, n general puternic amortizat. Not:- Supratensiunile tranzitorii pot fi urmate imediat de supratensiuni temporare. n astfel de cazuri, cele dou supratensiuni se consider ca evenimente separate. Supratensiunile tranzitorii se mpart n: - supratensiune cu front lent: Supratensiune tranzitorie, n general unidirecional, avnd durata pn la vrf 20 s < Tp 5000 s i durata spatelui T2 20 ms. - supratensiune cu front rapid: Supratensiune tranzitorie, n general unidirecional, avnd durata pn la vrf 0,1 s < Tf 20 s i durata spatelui T2 300 s. - supratensiune cu front foarte rapid: Supratensiune tranzitorie, n general unidirecional, avnd durata pn la vrf Tf 0,1 s i durata total < 3 s i cu oscilaii suprapuse de frecven 30 kHz < f < 100 MHz. d) Supratensiune combinat (temporar, cu front lent, cu front rapid, cu front foarte rapid): Supratensiune ce const din dou componente de tensiune aplicate simultan ntre fiecare dintre cele dou borne de faz ale unei izolaii ntre faze (sau longitudinale) i pmnt. O astfel de supratensiune se clasific n funcie de componenta de vrf cea mai ridicat. 3.10.- Forme de tensiune standardizate. Urmtoarele forme de tensiune sunt standardizate: a) Tensiune standardizat de scurt durat de frecven industrial: O tensiune sinusoidal cu frecvena cuprins ntre 48 Hz i 52 Hz i de durat egal cu 60 s. b) Impuls de comutaie standardizat: O tensiune de impuls avnd durata pn la vrf de 250 s i durata de njumtire (durata de semiamplitudine) de 2500 s. c) Impuls de trsnet standardizat: O tensiune de impuls avnd durata pn la vrf de 1,2 s i durata de njumtire (durata de semiamplitudine) de 50 s. d) Impuls de comutaie combinat standardizat: O tensiune de impuls combinat, avnd dou componente cu valori de vrf egale i polariti opuse. Componenta pozitiv este un impuls de comutaie standardizat i componenta negativ este un impuls de comutaie a crui durat pn la vrf i, respectiv durata de njumtire (durata de semiamplitudine) nu trebuie s fie mai mici dect duratele corespunztoare ale impulsului pozitiv. Ambele impulsuri trebuie s-i ating valorile de vrf n acelai moment. n consecin, valoarea de vrf a tensiunii combinate este suma valorilor de vrf ale componentelor sale. 3.11.- Criteriu de performan. Baza pe care este aleas izolaia astfel nct s fie redus la un nivel acceptabil, din punct de vedere economic i al exploatrii, probabilitatea ca solicitrile dielectrice rezultante impuse echipamentelor s produc deteriorri ale izolaiilor


9

echipamentelor, sau s afecteze continuitatea n funcionare. Acest criteriu este de obicei exprimat prin termenii unei rate de defectare acceptabil (numrul de defectri pe an, numr de ani ntre defectri, risc de defectare etc.) a configuraiei izolaiei. 3.12.- Condiiile atmosferice standardizate de referin sunt: - temperatura t0 = 20 oC - presiunea b0 = 101,3 kPa (1013 mbar) - umiditatea absolut ha0 = 11 g/m3. 3.13.- Supratensiune statistic de comutaie (trsnet) (Ue2, Up2, ): Supratensiunea de comutaie (trsnet) aplicat unui echipament, ca urmare a unei perturbaii de tip determinat, care afecteaz reeaua (punerea sub tensiune a unei linii, reanclanarea, producerea unui defect, descrcri atmosferice etc.), a crei valoare de vrf are o probabilitate de depire egal cu o probabilitate de referin specific. Aceast probabilitate de referin a fost stabilit, prin standardul SR EN (CEI) 60071-2:1999, egal cu 2%. 3.14.- Supratensiune maxim convenional de comutaie (trsnet): Valoarea de vrf a unei supratensiunii de comutaie (trsnet) care este adoptat ca o supratensiune maxim i utilizat n metoda convenional de coordonare a izolaiei. 3.15.- Valoare n uniti relative a supratensiunii faz-pmnt (u): Raportul dintre valoarea de vrf a unei supratensiuni ntre faz i pmnt i valoarea tensiunii faz-pmnt, corespunztoare tensiunii celei mai ridicate a reelei (adic Us 2 / 3 ). 3.16.- Valoare n uniti relative a supratensiunii ntre faze: Raportul dintre valoarea de vrf a unei supratensiuni ntre faze i valoarea tensiunii faz-pmnt, corespunztoare tensiunii celei mai ridicate a reelei (adic Us 2 / 3 ). Acest raport se va exprima sub form K 3 , exprimnd prin K raportul dintre valorile de vrf ale supratensiunii ntre faze i ale tensiunii celei mai ridicate a reelei (adic Us 2 ). 3.17.- Tensiune convenional de inere la impuls de comutaie (trsnet): Valoarea de vrf a unei tensiuni de impuls de comutaie (trsnet), aplicat n cursul ncercrilor de impuls, pentru care izolaia nu trebuie s prezinte nici o descrcare disruptiv dac este supus unui numr specificat de impulsuri de aceast valoare n condiii specificate (probabilitatea de inere a izolaiei Pw = 100 %). Definiia se aplic n special izolaiei neautoregeneratoare (definiia 3.37). 3.18.- Tensiune statistic de inere la impuls de comutaie (trsnet): Valoarea de vrf a unei tensiuni de impuls de comutaie (trsnet), aplicat n cursul ncercrilor de impuls, pentru care probabilitatea de inere este egal cu o probabilitate de referin specificat. Aceast probabilitate de referin a fost stabilit n standardul SR EN (CEI) 60071-2:1999 egal cu Pw = 90%. Acest concept de inere statistic n etapa actual se aplic numai izolaiilor autoregeneratoare. 3.19.- Tensiune de 50% conturnri a unei izolaii (U50) este valoarea maxim a unei tensiuni standardizate, care, aplicat izolaiei respective de un numr de ori, produce conturnarea acesteia n 50 % din cazuri. 3.20.- Tensiune nominal de inere la impuls de comutaie (trsnet): Valoarea de vrf a tensiunii de inere la impuls de comutaie (trsnet) prescris pentru echipament, care caracterizeaz izolaia acestui echipament n ceea ce privete ncercrile de inere.


10

3.21.- Tensiune nominal de inere de scurt durat la frecven industrial: Valoarea efectiv a tensiunii sinusoidale de frecven industrial pe care izolaia echipamentului trebuie s o suporte n timpul ncercrilor efectuate n condiii specificate i pentru o durat specificat, care n general nu depete un minut. 3.22.- Nivelul nominal de izolaie se definete prin: a) pentru echipamentele cu tensiunea cea mai ridicat 245 kV: - tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet i - tensiunea nominal de inere de scurt durat la frecven industrial. b) pentru echipamentele cu tensiunea cea mai ridicat > 245 kV: - tensiunea nominal de inere la impuls de comutaie i

- tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet.

3.23.- Factor statistic de siguran: Raportul dintre o tensiune statistic de inere la impuls i supratensiunea statistic corespunztoare de comutaie (trsnet), provocat de o perturbaie de tip determinat, stabilit n baza unui risc acceptat de defect, innd seama de curbele de repartiie statistic a supratensiunilor i a tensiunii de inere. 3.24.- Factor convenional de siguran: Raportul dintre o tensiune convenional de inere la impuls de comutaie (trsnet) i supratensiunea convenional maxim corespunztoare stabilit pe baz de experien, care ia n considerare abaterile posibile ale valorilor reale ale tensiunilor de inere i supratensiunilor de la valorile lor convenionale, precum i oricare ali factori (anexa 1). 3.25.- Risc de defect: Probabilitatea ca o supratensiune de un anumit tip i o valoare dat s provoace o defectare (o amorsare) a unei izolaii. 3.26.- Nivel de protecie al unui dispozitiv de protecie: Valoarea de vrf a tensiunii celei mai mari admisibile la bornele unui dispozitiv de protecie supus, n condiii specifice, la impulsuri de comutaie sau de trsnet de forme standardizate i la valori nominale. Note: 1. n cazul impulsului de tensiune de trsnet se alege cea mai mare dintre urmtoarele valori: - tensiunea maxim de amorsare la impuls 1,2/50 s; - tensiunea maxim rezidual la curentul specificat. 2. Referirile se pot face la un nivel statistic sau convenional de protecie n sensul pct. 3.13, pct. 3.14, pct. 3.17, pct. 3.18. 3.27.- Factori de protecie ai unui dispozitiv de protecie: Valorile nivelurilor de protecie ale unui dispozitiv de protecie corespunztoare pentru impuls de comutaie, respectiv de trsnet, raportate la valoarea de vrf a tensiunii nominale a acestui dispozitiv.

Not: n cazul eclatoarelor, n mod convenional, tensiunea nominal se va considera tensiunea faz-pmnt corespunztoare tensiunii celei mai ridicate a reelei. 3.28.- Factor de defect la pmnt: ntr-un anumit punct al unei reele electrice trifazate (n general n punctul de instalare al unui echipament) i pentru o configuraie dat de funcionare a reelei, este raportul dintre cea mai mare valoare efectiv a tensiunii de frecven industrial ntre o faz sntoas i pmnt n timpul unui defect la pmnt (pe una sau mai multe faze), ntr-un punct oarecare al reelei i valoarea efectiv a tensiunii de frecven industrial care s-ar obine n acelai loc n absena defectului.


11

Note: 1. Acest factor este un raport numeric supraunitar, care caracterizeaz la modul general condiiile de legare la pmnt a neutrului reelei ntr-un anumit loc, independent de valoarea real particular a tensiunii de serviciu n acel loc. 2. Factorii de defect la pmnt se calculeaz n funcie de valorile impedanelor reelei n sistemul de componente simetrice, privind din punctul considerat, utiliznd pentru mainile rotative valorile reactanelor subtranzitorii. 3. Dac pentru toate schemele de exploatare posibile valoarea reactanei de secven zero este mai mic dect triplul valorii reactanei de secven pozitiv i dac valoarea rezistenei de secven zero nu o depete pe cea a reactanei de secven pozitiv, valoarea factorului de defect la pmnt nu va depi 1,4. 3.29.- Reea cu neutrul izolat: O reea electric al crei punct neutru nu are nici o legtur voit cu pmntul, cu excepia celei realizate prin aparate de msurare, de protecie sau de semnalizare, avnd o impedan foarte mare. 3.30.- Reea cu neutrul tratat prin bobin de compensare: O reea electric al crei punct neutru este legat la pmnt printr-o bobin a crei reactan are o astfel de valoare nct, n cazul unui defect ntre o faz i pmnt, curentul inductiv de frecven industrial, care circul ntre locul de defect i bobin, compenseaz n mare parte componenta capacitiv de frecven industrial a curentului de defect. Not: ntr-o reea cu neutrul tratat prin bobin de compensare curentul rezidual la locul de defect este limitat n aa fel nct arcul electric de punere la pmnt se stinge natural. 3.31.- Reea cu neutrul legat la pmnt: O reea electric al crei punct neutru este legat la pmnt fie direct, fie printr-o rezisten sau reactan suficient de mic pentru a reduce oscilaiile tranzitorii i a mbuntii condiiile de funcionare selectiv a proteciei contra defectelor la pmnt. 3.32.- Izolaie extern: Izolaia prilor exterioare ale echipamentului, constnd din distane de separare n aer i din suprafeele n contact cu aerul ale izolaiei solide ale unui echipament, care sunt supuse la solicitri dielectrice i la influena condiiilor atmosferice sau a altor ageni externi, precum poluarea, umiditatea, animale etc. 3.33.- Izolaie intern: Izolaia prilor interioare solide, lichide sau gazoase ale unui echipament, care nu este supus influenei condiiilor atmosferice sau altor ageni externi, precum poluarea, umiditatea, animale etc. 3.34.- Izolaie extern pentru echipamentul de interior: Izolaia extern a unui echipament destinat s funcioneze n interiorul unei cldiri, care nu este deci expus influenei condiiilor atmosferice. 3.35.- Izolaie extern pentru echipamentul de exterior; Izolaia extern a unui echipament destinat s funcioneze n exteriorul cldirilor, care este deci expus influenei condiiilor atmosferice. 3.36.- Izolaie autoregeneratoare: Izolaie care i reface complet proprietile sale izolante dup o descrcare disruptiv; izolaia de acest tip este, n general, dar nu obligatoriu, o izolaie extern.


12

3.37.- Izolaie neautoregeneratoare: Izolaie ale crei proprieti izolante se pierd sau nu se refac integral dup o descrcare disruptiv; izolaia de acest tip este, n general, dar nu obligatoriu, o izolaie intern. 3.38.- Lungime a liniei de fug: Lungimea minim msurat pe suprafaa izolaiei externe ntre prile metalice cu potenial electric diferit. Cnd izolaia este compus din mai multe elemente separate prin pri metalice, drept lungime a liniei de fug a izolaiei se consider suma lungimilor liniilor de fug ale diferitelor elemente, exclusiv prile bune conductoare de electricitate. 3.39.- Lungime specific a liniei de fug: Raportul dintre lungimea total a liniei de fug a izolatorului, exprimat n centimetri, i tensiunea cea mai ridicat a reelei, exprimat n kilovoli (cm/kV). 3.40.- Numr specific de declanri ale unei linii electrice aeriene, datorit supratensiunilor de trsnet: Numrul de declanri care se produc la 100 km de linie ntr-un an datorit acestor cauze. 3.41.- Curent de protecie al unei linii: Valoarea minim a amplitudinii curentului de trsnet capabil s produc pe linia electric aerian respectiv o supratensiune ce determin conturnarea izolaiei. 3.42.- Priz de pmnt: Un ansamblu de elemente conductoare n contact cu pmntul. 3.43.- Priz de pmnt natural: Priza de pmnt constituit din elemente conductoare n contact permanent cu solul ale unor construcii sau instalaii destinate diferitelor scopuri, dar care pot fi folosite n acelei timp pentru trecerea curentului de defect. 3.44.- Priz de pmnt artificial: Priza de pmnt ale crei elemente componente sunt constituite special pentru trecerea curentului de defect. 3.45.- Rezisten la impuls a unei instalaii de legare la pmnt: Produsul dintre rezistena calculat sau msurat n regim staionar i coeficientul de impuls. Valoarea coeficientului de impuls este n funcie de tipul i de lungimea prizei simple de pmnt, de valoarea curentului de impuls care se scurge prin priza de pmnt, precum i de valoarea rezistivitii solului. Aceast valoare se determin conform indicaiilor din STAS 12604/5 - 90 i 1 RE-IP-30/1988. 3.46.- Conturnare invers: Fenomenul de producere a unei descrcri ntre stlp sau elementele de legare la pmnt a paratrsnetelor i unul sau mai multe elemente sub tensiune ale instalaiilor electrice nvecinate, datorat creterii potenialului elementelor legate la pmnt, ca urmare a scurgerii curentului de trsnet prin priza de pmnt a acestora. Conturnarea invers poate s se produc atunci cnd o lovitur de trsnet: - fie atinge direct stlpul sau un conductor de protecie (cnd el exist); - fie dup ce a atins un conductor de faz i dup ce a provocat a amorsare la un stlp are astfel de caracteristici electrice nct curentul ce se scurge prin stlp i priza de pmnt provoac o cretere de potenial, suficient pentru ca s amorseze o alt faz sntoas (faz fr defect) pn n acel moment.


13

3.47.- Aparate de protecie mpotriva supratensiunilor: Dispozitive destinate s protejeze echipamentul contra solicitrilor provocate de supratensiunile care depesc nivelul nominal de izolaie al echipamentului. 3.48.- Eclator: Aparatul constituit din doi electrozi separai printr-un interval de amorsare, dimensionat n vederea unei amorsri ntr-un domeniu de tensiune dat. 3.49.- Descrctor cu coarne: Aparatul constituit din unul sau mai multe eclatoare n aer; funcia de protecie se realizeaz prin reducerea nivelului supratensiunilor. Stingerea arcului electric al curentului de nsoire nu este sigur, ntruct aparatul nu dispune de dispozitive de stingere forat a arcului electric. 3.50.- Descrctor cu rezisten variabil: Aparatul constituit din unul sau mai multe eclatoare i unul sau mai multe rezistoare cu rezisten variabil (nelinear) sau numai din rezistoare cu rezisten variabil (nelinear); funcia de protecie se realizeaz prin reducerea nivelului supratensiunilor i stingerea arcului curentului de nsoire (pentru descrctoarele prevzute cu eclatoare). n exploatare se ntlnesc urmtoarele tipuri de descrctoare cu rezisten variabil: a) Descrctoarele cu rezistoare pe baz de carbur de siliciu i eclatoare, cu i fr suflaj magnetic; aceste descrctoare au n componena lor unul sau mai multe eclatoare: Not: Descrctoarele cu rezistoare pe baz de carbur de siliciu nu mai sunt fabricate de marile firme productoare de descrctoare, dar sunt n exploatare n reelele electrice din ara noastr. b) Descrctoarele cu rezistoare pe baz de oxizi metalici (n principal oxizi de zinc), n marea majoritate fr eclatoare; curentul de nsoire se ntrerupe n momentul cand tensiunea scade sub o anumit valoare. Descrctoarele cu rezistoare pe baz de oxizi metalici au performane tehnice mult superioare descrctoarelor cu rezistoare pe baz de carbur de siliciu. 3.51.- Paratrsnet: Dispozitiv de protecie a structurilor aflate la sol mpotriva loviturilor directe de trsnet; este alctuit din elemente de captare amplasate deasupra structurii protejate, elemente de coborre i elemente de legare la pmnt. 3.52.- Zon de protecie a unui paratrsnet vertical: Spaiul cuprins n jurul paratrsnetului n care un obiect este protejat cu un factor de risc de 10-3 mpotriva loviturilor directe de trsnet datorat orientrii trsnetului spre paratrsnet (figura 3.1 i pct. 12.3.1).

Fig. 3.1.- Zona de protecie a unui paratrsnet vertical.

ha

Seciune prin zona de protecie asigurat de paratrsnet la

nlimea hx

Limitele zonei de protecie asigurat de paratrsnet h

hx rx

Paratrsnet vertical

rx - h - nlimea paratrsnetului; - hx - nlimea obiectului protejat; - rx - raza zonei de protecie la nivelul cercetat hx; - ha = h - hx - nlimea activ a paratrsnetului

Obiect protejat.


14

3.53.- Zon de protecie a unui paratrsnet orizontal: Spaiul cuprins n jurul paratrsnetului, n care un obiect este protejat cu un factor de risc de 10-3 mpotriva loviturilor directe de trsnet (figura 3.2 i pct. 12.3.5). 3.54.- Unghi de protecie al conductoarelor de protecie: Unghiul format de verticala dus prin urma conductorului de protecie cu dreapta care unete aceast urm, cu urma conductorului activ protejat, aceste urme fiind situate ntr-un plan perpendicular pe axa liniei electrice aeriene protejate (figura 3.3). Unghiul de protecie de referin (pentru dimensionarea LEA) se consider cel realizat la stlpul LEA. 3.55.- Defect de ecran: O bre n sistemul de protecie asigurat de conductoarele de protecie sau de paratrsnete care se produce atunci cnd trsnete, cu amplitudini superioare curentului de protecie (definit la pct. 3.41), pot lovi direct conductoarele de faz i s produc pe linia electric aerian respectiv o supratensiune ce determin conturnarea izolaiei. 3.56.- Indice cronokeraunic al unei zone: Numrul de ore de furtun cu descrcri electrice n decursul unui an, stabilit ca medie pe baza observaiilor metodologice pe cel puin zece ani. n

a

hST

a/4

Fig. 3.3.- Unghiul de protecie al conductoarelor de protecie ale unei LEA. - hST - nlimea de suspensie a conductoarelor de protecie; - a - distana pe orizontal ntre conductoarele de protecie.

Fig. 3.2.- Zona de protecie a unui paratrsnet orizontal.

ha

Seciune prin zona de protecie asigurat de

paratrsnet la nlimea hx

Limitele zonei de protecie asigurat de paratrsnet

h

hx rx

Paratrsnet orizontal (conductor de protecie)

Obiect protejat

rx


15

figura 3.4 este prezentat harta cronokeraunic a Romniei, iar n figura 3.5 harta izokeraunic a Romniei.

Not: Unele prescripii definesc indicele keraunic al unei zone prin numrul de zile de furtun cu descrcri electrice n decursul unui an, iar alte prescripii definesc indicele aritmokeraunic al unei zone prin numrul de descrcri nor-pmnt pe 100 km2. 3.57.- Poluare atmosferic: Starea aerului atmosferic impurificat cu substane (gaze, praf etc), care, n condiiile de exploatare, poate da natere, la suprafaa izolatorului, unui mediu conductor dielectric. Din punct de vedere al tipului de poluare a izolaiei se deosebesc: poluarea de tip granular i poluarea de tip electrolitic. Practic, cele dou tipuri de poluare apar mpreun, fiind foarte rare cazurile n care unul dintre ele apare n exclusivitate. 3.58.- Grad de poluare a atmosferei: Aciunea combinat a intensitii polurii i a proprietilor fizico-chimice ale agenilor de poluare, aciune care influeneaz comportarea izolaiei.

3.59.- Surs de poluare: Instalaia sau elementul natural care produce agentul nociv, ce provoac poluarea zonei. Ca surse de poluare se consider courile de fum ale fabricilor i centralelor i alte guri de evacuare a emanaiilor provenite din procesul tehnologic, secii ale industriei chimice productoare de gaze i pulberi solide aflate n suspensie n atmosfer, exploatrile carbonifere la zi, minele, marea etc.


16

Fig. 3.4.- Harta cronokeraunic a Romniei. Durata medie anual a orajelor pe 11 ani 1968-1978.


17

Fig. 3.5.- Harta izokeraunic a Romniei. Numrul mediu de zile cu oraje pe 11 ani 1968-1978.


18

IV. ACTE NORMATIVE DE REFERIN

4.1.- Urmtoarele documente normative conin prevederi care, prin menionarea lor n acest text, constituie prevederi valabile pentru prezentul normativ. La momentul publicrii prezentului normativ, ediiile indicate erau n vigoare.

Standarde SR CEI 60071-1:1996 SR EN 60071-2:1999 SR CEI 60815 :1994 SR CEI 60099-1:1994 SR EN 60099-4:1998 SR EN 60099-5:1998 STAS 6290-1980 STAS 832 - 1979 STAS 12604/4-89 STAS 12604/5-90

- Coordonarea izolaiei. Partea 1: Definiii, principii i reguli. - Coordonarea izolaiei. Partea 2: Ghid de aplicare. - Ghid pentru alegerea izolatoarelor n condiii de poluare. - Descrctoare. Partea 1: Descrctoare cu rezisten variabil cu eclatoare pentru reele de curent alternativ. - Descrctoare. Partea 4: Descrctoare cu oxizi metalici fr eclatoare pentru reele de curent alternativ. - Descrctoare. Partea 5: Recomandri pentru alegere i utilizare. - ncruciri ntre linii de energie electric i linii de telecomunicaii. Prescripii. - Influene ale instalaiilor electrice de nalt tensiune asupra liniilor de telecomunicaii. - Protecie mpotriva electrocutrilor. Instalaii electrice fixe. Prescripii generale. - Idem. Prescripii de proiectare, execuie i verificare.

Prescripii energetice generale I -20 / 2000 PE 101/1985 PE 104/1993 PE 127/1983 PE 501/1985 PE 504/1996

- Normativ pentru proiectarea i executarea instalaiilor de paratrsnet pentru construcii. - Normativ pentru construcia instalaiilor electrice de conexiuni i transformatoare cu tensiuni peste 1 kV. - Normativ pentru construcia liniilor aeriene de energie electric cu tensiuni peste 1000 V. - Regulament de exploatare tehnic a liniilor electrice aeriene. - Normativ privind proiectarea proteciilor prin relee i automatizilor electrice ale centralelor i staiilor. - Normativ pentru proiectarea sistemelor de circuite secundare ale staiilor electrice. Vol.III - Sisteme de protecie i automatizri.

Prescripii energetice specifice PE 151/1986 1 RE-Ip -30/1988 1 E-Ip -35/1-1990

- Instruciuni tehnice departamentale provizorii pentru proiectarea instalaiilor de 750 kV. - ndrumar de proiectare i execuie a instalaiilor de legare la pmnt. - ndrumar de proiectare pentru reele de medie tensiune cu neutrul legat la pmnt prin rezisten.


19

V. ALEGEREA I COORDONAREA IZOLAIEI

5.1. Alegerea izolaiei

5.1.1.- Izolaia reelelor electrice trebuie s reziste, att n condiii meteorologice favorabile, ct i n condiii meteorologice nefavorabile, la urmtoarele categorii de solicitri electrice: - tensiunea cea mai ridicat a reelei (Us), care poate aprea n condiii normale de funcionare a reelei; - supratensiunile temporare de frecven industrial; - supratensiunile cu front lent (supratensiuni ce pot fi echivalate ca form cu forma unui impuls de comutaie standardizat - definit la pct. 3.10.b ); - supratensiunile cu front rapid (supratensiuni ce pot fi echivalate ca form cu forma unui impuls de trsnet standardizat - definit la pct. 3.10.c ); - supratensiunile cu front foarte rapid (conform SR CEI 60071-1:1996, caracteristicile acestei categorii de supratensiuni sunt specificate de comitetele tehnice de echipamente respective). n funcie de locul aplicrii lor, se disting: - solicitri ntre faze i pmnt; - solicitri ntre faze; - solicitri longitudinale ntre contactele deschise ale aparatelor de comutaie (ntreruptoare, separatoare). n tabelul 5.1 sunt specificate valorile de calcul ale factorului de supratensiune de comutaie pentru reelele electrice de 110750 kV din Romnia (valorile n uniti relative ale supratensiunilor de comutaie faz-pmnt - definte conform pct. 3.15).

Tabelul 5.1 Valori de calcul ale factorului de supratensiune de comutaie (KC)

Nr. Factorul de supratensiune de comutaie (KC) crt. Tipul solicitrii Tensiunea cea mai ridicat a reelei, Us (kV) 123 245 420 787 1 Faz-pmnt 3,1 1)

3,45 2) 3,0 2,8

2,2 3) 2,1

2 Faz-faz 4,2 3,5 3,5 3 Longitudinal 4,1 3,9 3,5

Note: 1) n instalaiile cu ntreruptor tip IO - 110; 2) n instalaiile cu ntreruptor tip IUP - 110; 3) nspre staiile de alimentare ale liniilor radiale. 5.1.2.- Alegerea izolaiei reelelor electrice se face innd seama de tensiunile de inere nominale precizate n tabelele 5.2 i 5.3, corespunztoare solicitrilor electrice menionate la pct. 5.1.1, difereniat pe domenii de tensiune (conform standardului SR CEI 60071-1:1996), i anume: - pentru domeniul I de tensiuni 1 kV Us 245 kV: tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet; tensiunea nominal de inere de scurt durat la tensiunea de frecven industrial; - pentru domeniul II de tensiune cu Us > 245 kV:


20

tensiunea nominal de inere la impuls de comutaie; tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet; n tabelul 5.4 sunt specificate tensiunile de inere nominale a izolaiei neutrului transformatoarelor din reelele electrice de 110 kV i 220 kV din Romnia. Tabelul 5.2

Nivelurile de izolaie nominale pentru domeniul I de tensiuni (1 kV Us 245 kV)

Tensiunea cea mai ridicat pentru echipament Um

Tensiunea nomin de inere la impuls de trsnet

(valoare de vrf)

Tensiunea nominal de inere la ncercarea de scurt durat

cu frecven industrial (valoare efectiv) Lista 1 Lista 2 (valoare efectiv)

kV kV kV kV 3,6 20 40 10 7,2 40 60 20 12 60 75 28

17,5 75 95 38 24 95 125 50 36 145 170 70 52 250 95

72,5 325 140 123 450 1)

550 2) 185 1)

230 2) 245 950 1)

1050 2) 395 1)

460 2) Note: 1) valori utilizate pentru transformatoarele de putere i distanele de izolare n aer; 2) valori utilizate pentru toate echipamentele cu excepia transformatoarelor de putere. Tabelul 5.3

Nivelurile de izolaie nominale pentru domeniul II de tensiuni ( Us >245 kV)

Tensiunea cea mai

ridicat pentru echipament

(valoare efectiv)

Tensiuni nominale de inere la

impuls de trsnet

(valoare efectiv)

Tensiuni nominale de inere la impuls de comutaie (valoare de vrf)

Tensiunea nominal de inere la nercarea de scurt durat cu

frecven industrial 4) (valoare efectiv)Faz -pmnt ntre faze

pentru staii Izolaie

longitudinal1)

kV kV kV kV kV kV 420 1425

1550 2) 1050 1425

1550 3)950 630 5)

680 6) 787 2100 1425

1550 2)2400

2550 3)1175 -

Note: 1) valoarea componentei de impuls a ncercrii combinate aplicate; 2) valoarea nu corespunde cu prevederile SR CEI 60071-1:1996 ns exist echipamente n instalaiile din Romnia cu acest tensiune de inere i trebuie avut n vedere la studiile de coordonare a izolaiei n cadrul extinderii sau modernizrii staiei;


21

3) se recomand s se utilizeze numai n cazuri excepionale cnd exist riscuri de defect la supratensiuni de comutaie ntre faze mai mari dect cele admise; 4) valorile nu sunt specificate n SR CEI 60071-1:1996, dar vor fi avute n vedere la elaborarea documentaiilor pentru procurarea de echipamente; 5) valori utilizate pentru transformatoarele de putere i distanele de izolare n aer; 6) valori utilizate pentru toate echipamentele cu excepia transformatoarelor de putere. Tabelul 5.4

Nivelurile nominale de inere a izolaiei neutrului transformatoarelor

Neutrul nfurrii transformatoarelor avnd tensiunea cea mai

ridicat pentru echipament (valoare efectiv)

Tensiuni nominale de inere la impuls de

trsnet (valoare de vrf)

Tensiuni nominale de inere la ncercarea de scurt durat cu

frecven industrial (valoare de vrf)

kV kV kV 123 170

290 80 130

245 505 220

5.1.3.- Alegerea izolaiei liniilor electrice aeriene

5.1.3.1.- Stabilirea numrului i a caracteristicilor izolatoarelor liniilor electrice aeriene se face innd seama de: a) Tensiunile de inere corespunztoare solicitrilor electrice menionate la pct. 5.1.1 i 5.1.2. b) Variaia tensiunilor nominale de inere sub ploaie, n funcie de numrul de izolatoare ce compun lanul (indicat n cataloage sau rezultat prin probe); n anexa 2 sunt date tensiunile de inere i tensiunile de 50 % conturnri ale unor lanuri de izolatoare utilizate n ara noastr, rezultate din probele. c) Reducerea tensiunilor de inere, n funcie de prezena armturilor de protecie, indicat n anexa 2. d) Comportarea lanurilor de izolatoare n zonele cu diferite grade de poluare. e) Posibilitatea defectrii unor izolatoare din lan. Numrul de izolatoare n dintr-un lan (cu armturi de protecie, atunci cnd este cazul), innd seama de tensiunile de inere pentru izolaiile autoregeneratoare specifice domeniului de tensiuni n care se ncadreaz linia (indicate n tabelele 5.2 i 5.3), se determin cu relaia: n = 1,1 nl ( 5.1 ) unde: nl este numrul de izolatoare determinat, rezultat din probe de laborator, necesar ntr-un lan, pentru a se asigura tensiunile de inere, n conformitate cu tabelele 5.3 i 5.4 (vezi i tabelele din anexa 2); 1,1 - coeficient de siguran, care ine seama de deteriorarea unor izolatoare din lan; pentru lanurile formate din izolatoare tij nestrpungibile se consider un coeficient de siguran egal cu 1. n cazul n care se dispune de date privind tensiunile de inere ale lanurilor de izolatoare (rezultate din probe), n se obine nmulind numrul de izolatoare corespunztor tensiunii de inere, normate pentru reeaua respectiv, cu coeficientul de siguran menionat mai sus.


22

Numrul de izolatoare np din lan, innd seama de comportarea lanului n condiii de poluare, se determin cu relaia:

LUn scp

= ( 5.2 ) unde: c este lungimea liniei de fug specific, indicat pentru zona de poluare prin care trece linia (tabelul 5.5); L - lungimea liniei de fug a unui izolator, n cm; Us - tensiunea cea mai ridicat a reelei, n kV. Numrul de izolatoare dintr-un lan, N, rezult considernd valoarea cea mai mare a numrului de izolatoare, calculate cu relaiile de mai sus: N = max (n , np) ( 5.3 ) Dac prin calcule se obine np mult mai mare (mai mult de 20-25%) dect n, rezult c izolatoarele respective nu corespund zonei de poluare prin care trece linia i trebuie nlocuite cu izolatoare cu lungimea liniei de fug mrit. n timpul exploatrii se poate funciona cu pn la 15% din numrul N de izolatoare deteriorate din lanul de izolatoare, respectndu-se prevederile PE 127/1983. Tabelul 5.5

Lungimea liniei de fug specific (cm/kV)

Nivel de poluare

Linia de fug specific nominal minim (cm/kV)

I Slab 1,6II Mediu 2,0 III Puternic 2,5 IV Foarte puternic 3,1

Note: 1.- Tabelul se refer la toate tipurile de izolatoare de exterior din ceramic i din sticl, situate ntre faze i pmnt, iar valorile reprezint raportul dintre linia de fug msurat ntre faz i pmnt i valoarea efectiv a tensiunii cea mai ridicat a reelei. n cazul izolatoarelor situate ntre faze (de exemplu distaniere ntre faze) valorile liniei de fug specifice minime de multiplic cu

3 (n cazul reelelor trifazate). 2.- n cazuri excepionale de poluare excesiv, o linie de fug specific de 3,1 cm/kV poate fi insuficient. n baza experienei de exploatare i/sau a ncercrilor de laborator, se poate utiliza o valoare a liniei de fug specifice mai mare sau poate fi avut n vedere splarea sau ungerea izolaiei (a se vedea i pct. 5.1.4.4). 3.- Valorile din tabel pot fi utilizate ca valori minimale i n cazul izolatoarelor de exterior compozite dac n standardele CEI (EN) nu sunt specificate valori specifice acestor tipuri de izolatoare. 5.1.3.2.- Stabilirea intervalelor minime de izolare ntre conductoarele active i prile metalice ale stlpilor legate la pmnt se face n condiii impuse de : a) tensiunea cea mai ridicat a reelei Us; b) solicitrile produse de supratensiunile de comutaie (supratensiuni cu front lent); c) solicitrile produse de supratensiunile de trsnet (supratensiuni cu front rapid).


23

Intervalele minime de izolare n cazul n care conductoarele active sunt susinute de lanuri de izolatoare ce pot devia sub aciunea vntului se aleg astfel nct s nu fie mai mici dect urmtoarele intervale minime: a) S1 - determinat din condiii de funcionare normal la tensiunea cea mai ridicat a reelei, lanul de izolatoare fiind supus aciunii vntului maxim (VM - valoarea maxim a vitezei vntului), considerat pentru regiunea respectiv; b) S1c - determinat de solicitrile produse de supratensiunile de comutaie, lanul de izolatoare fiind supus aciunii unui vnt avnd viteza egal cu 40% din viteza vntului maxim considerat pentru regiunea respectiv; c) S1a - determinat de solicitrile produse de supratensiunile de trsnet, lanul de izolatoare fiind supus aciunii unui vnt avnd viteza de 10 m/s. Se consider c vntul acioneaz perpendicular pe conductoarele active. Pentru lanurile n V dimensionarea intervalelor minime de izolare se face numai din condiii impuse de solicitrile produse de supratensiunile de comutaie i de trsnet, aceast dimensionare fiind acoperitoare i pentru celelalte condiii precizate mai sus. a) Pentru determinarea intervalului S1 se calculeaz valoarea tensiunii de strpungere a acestui interval, cu relaia:

KKUU =

s1 3

2 (5.4 )

unde: Us este valoarea efectiv a tensiunii celei mai ridicate a reelei, ntre faze; K - coeficientul de corecie care ine seama de caracterul statistic al descrcrilor, fiind considerat n calcule egal cu 0,85; /K - coeficientul de corecie care ia n considerare abaterea valorilor densitii i umiditii aerului fa de valorile indicate n norme; acest coeficient este 0,89 pentru altitudini pn la 500 m i 0,84 pentru altitudini de la 500 la 1000 m. Cu valoarea calculat U1 se determin mrimea intervalului de izolare S1 ntre un conductor activ i stlp utiliznd curbele trasate n figura 5.1. De asemenea, intervalul S1 (n metri) se poate determina i cu relaia:

323400880

832

1

1

sa

s

, UKK

US

= ( 5.5 )

unde: Us este valoarea efectiv a tensiunii celei mai ridicate a reelei ntre faze, n kV; 0,88 - coeficientul de corecie, care ine seama de caracterul statistic al descrcrilor, egal cu raportul dintre U i Umed , dup cum urmeaz: U = Umed - 4 = 0,88 Umed ; = 0,03 Umed , unde: U = tensiunea de inere a intervalului, n kV; Umed = tensiunea medie de amorsare a intervalului, n kV; = valoarea medie a abaterii.


24

Not: Se precizeaz ca riscul de amorsare a intervalului S1 astfel determinat este neglijabil, oricare ar fi durata de aplicare a tensiunii. Ka - coeficientul de corecie, care ia n considerare abaterea valorii densitii aerului altitudinea (Ka = 1 la nivelul mrii; Ka se reduce cu 0,5 % pentru fiecare 100 m de altitudine); K1 - coeficientul de form a intervalului - coeficientul de corecie, care ia n consideraie geometria intervalului, forma i dimensiunile electrozilor ntre care se produce descrcarea (valorile coeficientului K1 pentru configuraiile geometrice cele mai ntlnite n practic sunt prezentate n tabelul 5.6). b) Pentru determinarea intervalului S1c se calculeaz valoarea tensiunii de strpungere a acestui interval cu relaia:

KKKUU

=

csc1 3

2 (5.6 )

unde: Kc este factorul de supratensiune faz-pmnt, indicat n tabelul 5.1. Cu valoarea tensiunii U1c se determin mrimea intervalului de izolare S1c ntre un conductor activ i stlp, utiliznd curbele trasate n figura 5.1.


25

Fig. 5.1.- Curbele tensiunii de descrcare a intervalelor n aer pe LEA.

S

1.- Vrf - vrf

S 2.- Vrf - plac

3.- Conductor - stlp S

S

4.- Conductor - pmnt S

5.- Conductor - tij la sol S

m


26

De asemenea, intervalul S1c , n m, se poate determina i cu relaia:

32340088,0

832

cs2a

csc1

=

KUKK

KUS , (5.7 )

unde: 0,88 este un coeficient de corecie, care ine seama de caracterul statistic al descrcrilor la impuls de comutaie, egal cu raportul dintre Uc i U50% , dup cum urmeaz: Uc = U50% - 2,5 C = 0,88 U50% ;

Factori de form ai intervalelor

Tipul intervalului K1 K2 K3

Interval inel de gard-stlp n cazul unui lan (simplu sau n V) sub consol

1,40

1,25

550

Interval inel de gard - stlp n cazul unui lan (simplu sau n V) n interiorul unei ferestre a

stlpului

1,30

1,20

550

Interval

conductor-sol

1,45

1,35

550

Interval conductor-obiect legat la pmnt

(vehicul, cldire, etc)

1,30

1,10

550

Interval tij-plan

1,20

1,00

480

Conductor-conductor

-

1,50

550

Inel de gard- inel de gard

-

1,60

550

S2

S1

S2

S1

S2

S1S3 S2

S1 S3

S

S

h

S

S

S

Tabelul 5.6


27

U50% este tensiunea de 50 % amorsri, n kV; C = 0,05 U50% este valoarea medie a abaterii; Uc - tensiunea de inere a intervalului la impuls de comutaie, n kV. Not: Se apreciaz c probabilitatea de amorsare a intervalului S1c , astfel determinat, este mai mic de 1%. Corelaia ntre amplitudinea undei i probabilitatea de amorsare la supratensiuni de comutaie este: Amplitidinea undei: Probabilitatea de amorsare: U50% - 0,16 U50% - 1,5 0,17 U50% - 2 0,02 U50% - 2,5 0,01 U50% - 3 < 0,002 K2 - coeficientul de form a intervalului (valorile coeficientului K2 pentru configuraiile geometrice cele mai ntlnite n practic sunt prezentate n tabelul 5.6); Ka - are aceleai semnificaie i mod de determinare cu cele prezentate mai nainte. Aceste metodologii pentru stabilirea mrimii intervalului S1c au caracter determinist i se aplic liniilor electrice aeriene cu tensiunea nominal 245 kV. n cazul liniilor electrice aeriene cu tensiuni nominale > 245 kV se poate utiliza aceast metod determinist sau, n cazul n care se dispune de date statistice suficiente privind inerea izolaiei i amplitudinea supratensiunilor de comutaie, se utilizeaz metodologia statistic prezentat n anexa 1. c) Pentru determinarea intervalului S1a n cazul solicitrilor la supratensiuni de trsnet, se consider tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet a lanului de izolatoare stabilit la pct. 5.1.3.1. i, corespunztor, tensiunea de 50% conturnri la impuls de trsnet a lanului de izolatoare. n condiiile n care nu se dispune de date din prospecte sau ncercri privind tensiunea de 50% conturnri a lanului, pentru stabilirea acestei tensiuni se utilizeaz relaia: U50% = U / (1-1,3) ( 5.8 ) unde: U este tensiunea nominal de inere a izolaiei; U50% - tensiunea de 50% conturnri; - valoarea medie a abaterii, egal cu 0,06. n cazul n care exist date de laborator, poate avea o valoare mai mic (de exemplu, EdF utilizeaz pentru o valoare egal cu 0,03). n cazul n care tensiunea de inere a lanurilor de izolatoare U (i respectiv U50%) este mult mai mare (10-15%) dect valoarea normal a tensiunii de inere corespunztoare reelei pentru care este construit LEA i nu se admite ca descrcrile s se produc ntre prile sub tensiune i elemente ale stlpului, n scopul micorrii dimensiunilor stlpilor LEA i a coridoarelor de trecere ale acestora, se pot utiliza eclatoare pe lanurile de izolatoare, pentru aducerea tensiunii de inere ale lanurilor de izolatoare la valorile normate. n acest fel se reduc distanele ntre conductoarele active ale LEA i prile metalice ale stlpilor, putndu-se realiza LEA compactizarea cu gabarite i greuti mai reduse.


28

Avnd determinat tensiunea de 50% conturnri a lanului de izolatoare, se determin mrimea intervalului S1a din figura 5.2, utilizndu-se curbele pentru polaritatea pozitiv.

De asemenea, intervalului S1a, n m, se poate determina i cu relaia:

S1a = U50% / K3 , (5.9) unde: K3 este coeficientul de form a intervalului (valorile coeficientului K3 pentru configuraiile geometrice cele mai ntlnite n practic sunt prezentate n tabelul 5.6). Se precizeaz c la proiectarea unei linii electrice aeriene se va adopta acel interval ntre conductoarele active i prile metalice ale stlpilor legate la pmnt, care respect simultan cele trei condiii prezentate mai sus. Un exemplu de utilizare a metodologiei prezentate este dat n anexa 3. 5.1.3.3.- Stabilirea distanelor dintre fazele liniei se face n urma corelrii:

Fig. 5.2.- Tensiunea de 50 % descrcri la unde de impuls 1,2/50 s. 1.- Vrf-plan la polaritate pozitiv a tijei; 2.- Vrf-vrf la polaritate pozitiv a tijei nelegate la pmnt; 3.- Vrf-vrf la polaritate negativ a tijei nelegate la pmnt; 4.- Vrf-plan la polaritate negativ a tijei.


29

a) distanelor dintre conductoarele active i prile metalice ale stlpilor, legate la pmnt, determinate mai sus (pct. 5.1.3.2); b) intervalelor minime de izolare ntre fazele liniei aflate sub tensiune (conform metodologiei prezentate la pct. 5.1.3.2); n tabelele 5.1, 5.5 i 5.6 sunt prezentate elementele necesare pentru calculul intervalelor minime de izolare ntre fazele liniei; c) construciei fazei i distanelor impuse pentru ca valoarea intensitii cmpului electric la suprafaa conductoarelor pe faza median s nu depeasc valoarea de 0,9 E0 (E0 fiind intensitatea critic de apariie a fenomenului corona). Valoarea intensitii cmpului electric la suprafaa conductoarelor pe faza median i valoarea intensitii critice de apariie a fenomenului corona (necesare de determinat numai pentru liniile de 400 i 750 kV) se calculeaz conform metodologiei prezentate n PE 151/1986. 5.1.3.4.- Stabilirea distanelor pe vertical ntre conductoarele active i conductoarele de protecie, fr considerarea devierii acestora prin vnt, se face considernd c aceast distan nu trebuie s fie mai mic dect cea rezultat din figura 5.3, n funcie de lungimea deschiderii, chiar dac acestea nu sunt n plan vertical. 5.1.3.5.- Stabilirea distanelor minime admisibile ntre conductoarele active i pmnt se face innd seama de: a) tensiunile nominale de inere la impuls de trsnet (pentru domeniul de tensiuni cu Us 245 kV) sau de comutaie (pentru domeniul de tensiuni cu Us > 245 kV) a lanului de izolatoare ales (pct. 5.1.3.1) i tensiunile de 50% conturnri, stabilite conform indicaiilor date la pct. 5.1.3.2; b) valoarea admis a intensitii cmpului electric la 1,8 m de deasupra solului. a) Avnd determinate tensiunile de 50% conturnri la impuls de trsnet i de comutaie se stabilete distana minim admisibil ntre conductoarele active i pmnt, pentru evitarea strpungerii spaiului respectiv: - fie utiliznd dependena dat de figura 5.4; - fie utiliznd relaiile prezentate la pct. 5.1.3.2, unde coeficienii de form a intervalului

Fig. 5.3.- Variaia distanei minime ntre conductorul de protecie i conductorul activ cel mai apropiat n mijlocul deschiderii funcie de lungimea deschiderii.


30

sunt prezentai n tabelul 5.6. b) Valoarea intensitii cmpului electric la 1,8 m de suprafaa solului nu trebuie s depeasc: - 12,5 kV/m pentru zonele cu circulaie redus; - 10 kV/m pentru zonele cu circulaie intens. Avndu-se n vedere caracteristicile constructive i electrice uzuale ale liniilor electrice aeriene, valoarea intensitii cmpului electric la 1,8 m de suprafaa solului trebuie calculat numai pentru linii de 750 kV. Calculul se efectueaz conform metodologiei prezentate n PE 151/1986. 5.1.3.6.- De regul, liniile electrice aeriene de 750 kV nu se construiesc n zonele cu niveluri de poluare III i IV. 5.1.3.7.- Distanele prezentate la pct. 5.1.3.2 5.1.3.5 sunt distane minime de izolare, care pot fi mrite conform cerinelor normativului PE 104/1993. 5.1.3.8.- Caracteristicile electrice ale izolaiei liniilor pe stlpi de beton armat nu se deosebesc de caracteristicile electrice ale izolaiei liniilor pe stlpi metalici.

5.1.4.- Alegerea izolaiei externe a instalaiilor electrice

5.1.4.1.- Alegerea izolaiei externe a instalaiilor electroenergetice se face n funcie de tensiunile nominale de inere (tabelele 5.2, 5.3 i 5.4) i de lungimea liniei de fug specific minim (tabelul 5.5) (a se vedea i capitolul XIII). 5.1.4.2.- Lungimea liniei de fug specific a lanurilor de izolatoare pentru susinerea conductoarelor flexibile din instalaiile de exterior (bare colectoare, bare de transfer, supratraversri), din condiii de siguran, poate fi cu 10% mai mare dect valorile indicate n tabelul 5.5.

Fig. 5.4.- Dependena tensiunii de strpungerii la impuls ntre conductorul activ i pmnt funcie de distana de izolare.


31

5.1.4.3.- Pentru bornele transformatoarelor sau autotransformatoarelor se pot adopta izolatoare cu lungimea liniei de fug specific minim cu 30% mai mic dect valorile indicate n tabelul 5.5.

5.1.4.4.- Prin tratarea izolaiei externe cu unsori protectoare se realizeaz o mbuntire a proprietilor antipoluante care, se apreciaz, c echivaleaz cu o mrire a lungimii liniei de fug cu aproximativ 50%.

5.2. Coordonarea izolaiei

5.2.1.- Coordonarea izolaiei echipamentelor din reelele electrice se va efectua n conformitate cu prevederile SR CEI 60071-1:1996 i SR EN 60071-2:1999, avndu-se n vedere urmtoarele principii: a) n cazul reelelor electrice avnd tensiunea cea mai ridicat cuprins n domeniul I de tensiuni 1 kV Us 245 kV, coordonarea izolaiei se face utilizndu-se metoda convenional, urmrindu-se corelarea nivelurilor nominale de inere a izolaiei echipamentelor cu nivelurile de protecie n raport cu supratensiunile cu front rapid. b) n cazul reelelor avnd tensiunea cea mai ridicat Us > 245 kV, coordonarea izolaiei se face utiliznd metoda convenional sau statistic, urmrindu-se corelarea nivelurilor nominale de inere a izolaiei echipamentelor cu nivelurile de protecie n raport cu supratensiunile cu front lent i supratensiunile cu front rapid. Tendina mondial este de a se utiliza metoda statistic de coordonare a izolaiei. Alegere nivelului de izolaie n cazul reelei de 420 kV, n cazul utilizrii metodei statistice, se va face prin verificarea condiiei ca riscul de defect la comutaie ntre faz i pmnt s fie mai mic de 10-4. 5.2.2.- Principiile de coordonare a izolaiei ntre faze n instalaiile de 110750 kV sunt urmtoarele: a) n staiile de 110 kV i 220 kV nivelurile nominale de izolaie ntre faze sunt definite prin tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet i tensiunea nominal de inere de scurt durat la tensiunea de frecven industrial, alegerea nivelului de izolaie se face astfel ca nivelul nominal de izolaie ntre faze s fie cel puin egal cu cel al izolaiei faz-pmnt, valori indicate n tabelul 5.2. Ori de cte ori se fac modificri n instalaii, care conduc la schimbarea intervalelor ntre faze, se va verifica condiia ca riscul de defect la comutaie ntre faze s fie mai mic sau cel mult egal cu riscul de defect la comutaie al izolaiei faz-pmnt, stabilit conform metodologiei din anexa 1. b) n staiile de 400 kV i 750 kV, nivelurile nominale de izolaie ntre faze sunt definite prin tensiunea nominal de inere la impuls de comutaie ntre faze (tabelul 5.3), iar alegerea nivelului de izolaie se face prin verificarea condiiei ca riscul de defect la comutaie ntre faze s fie mai mic de 10-4 i cel mult egal cu cel al intervalului faz-pmnt. 5.2.3.- Nivelurile nominale de inere ale izolaiei recomandate n Romnia sunt n conformitate cu standardul SR CEI 60071-1:1996 i sunt prezentate n tabelele 5.2, 5.3 i 5.4. Not: n funcie de performanele descrctoarelor cu rezisten variabil, utilizate pentru protecia instalaiilor, se pot alege echipamente cu niveluri de inere a izolaiei mai coborte, n conformitate cu standardul SR CEI 60071-1:1996. n tabelul 5.2, pentru fiecare valoare de tensiune nominal de inere la ncercarea de scurt durat cu frecven industrial pentru echipamentele cu 1 kV Us 36 kV, se dau dou valori


32

nominale (lista 1 i lista 2) pentru tensiunea de inere la impuls de trnet, corespunztoare fiecrei valori a tensiunii celei mai ridicate pentru echipament. Alegerea valorilor din lista 1 sau lista 2 se va face innd seama de gradul de expunere la supratensiuni de trsnet i de comutaie, de modul de legare la pmnt a neutrului reelei i, acolo unde este cazul, de tipul dispozitivelor de protecie utilizate contra supratensiunilor. Echipamentul corespunztor listei 1 poate fi utilizat n instalaiile de mai jos: a) Reele sau instalaii industriale fr conexiuni cu linii electrice aeriene, n care: - neutrul reelei este legat la pmnt direct sau printr-o impedan cu valoare mic n raport cu aceea a unei bobine de compensare; n astfel de cazuri, n general, nu sunt necesare nici un fel de mijloace de protecie contra supratensiunilor; - neutrul reelei este legat la pmnt printr-o bobin de compensare, iar n anumite reele este echipat cu o protecie adecvat contra supratensiunilor, ca de exemplu n cazul reelelor ntinse de cabluri, n care pot fi necesare descrctoare capabile s asigure descrcarea capacitii cablurilor. b) n reele sau instalaii industriale racordate la liniile aeriene numai prin transformatoare i n care capacitatea fa de pmnt a cablurilor legate la bornele de joas tensiune ale transformatorului este cel puin de 0,05 F pe faz. Dac capacitatea fa de pmnt a cablurilor este insuficient, se pot amplasa condensatoare suplimentare ntre transformator i aparatul de comutare ct mai aproape de bornele transformatorului, astfel nct capacitatea total fa de pmnt a cablurilor i condensatoarelor s fie de minim 0,05 F pe faz. Acesta are loc n cazurile n care: - neutrul reelei este legat la pmnt fie direct, fie printr-o impedan cu valoare mic n raport cu cea a unei bobine de compensare; n acest caz, se recomand protecia prin descrctoare cu rezisten variabil; - neutrul reelei este legat la pmnt printr-o bobin de compensare i unde se asigur cu descrctoare cu rezisten variabil o protecie adecvat contra supratensiunilor. c) n reele i instalaii industriale legate direct la liniile aeriene n care: - neutru reelei este legat la pmnt fie direct, fie printr-o impedan cu valoare mic n raport cu cea a unei bobine de compensare i n care se utilizeaz o protecie corespunztoare contra supratensiunilor prin descrctoare cu rezisten variabil; - neutrul reelei este legat la pmnt printr-o bobin de compensare i n care se asigur o protecie adecvat contra supratensiunilor, prin descrctoare cu rezisten variabil. n toate celelalte cazuri i oriunde se impune un grad nalt de siguran n funcionare, se vor utiliza echipamente corespunztoare listei 2 din tabelul 5.2. n tabelul 5.3 se prezint valorile nivelurilor nominale de inere ale izolaiei pentru echipament de 400 kV i 750 kV, alese din SR CEI 60071-1:1996, pentru a corespunde unor scheme de protecie optime din punct de vedere tehnico-economic. 5.2.4.- Nivelurile de protecie asigurate de descrctoarele cu rezisten variabil depind att de performanele acestora, ct i de distana care separ elementul de protejat fa de descrctor, amplasarea acestuia n amonte sau n aval de aparatul de protejat, caracteristicile liniei, configuraia staiei i panta undei incidente. n particular, cel mai bine este ca descrctorul s se monteze fie pe cuva transformatorului, fie s se racordeze la borna de nalt tensiune a trasformatorului printr-o legtur ct mai scurt posibil. De asemenea, descrctoarele trebuie plasate n imediata apropiere a extremitii cablurilor, atunci cnd este necesar o astfel de protecie, iar conexiunile de la descrctor la conductoarele de faz, pe de o parte, i la mantaua cablului, pe de alt parte, s fie ct mai scurte posibil.


33

n cazul amplasrii descrctoarelor n apropierea echipamentului pe care-l protejeaz, se recomand urmtoarele valori ale coeficientului de siguran (raportul ntre tensiunea de inere a echipamentului i nivelul de protecie asigurat de descrctor): a) Domeniul de tensiuni 1 kV Us < 52 kV : pentru echipamentul din lista 1 se utilizeaz un coeficient de siguran de 1,4 ntre nivelul de inere la impuls de trsnet al aparatului de protejat i nivelul de protecie la impuls de trsnet al descrctorului. Pentru echipamentul din lista 2, n anumite cazuri, se admit valori mai sczute, pn la 1,2. b) Domeniul de tensiuni 52 kV Us 245 kV : se aleg, n general, coeficieni de siguran de cel puin 1,2 pentru supratensiuni cu front rapid.

c) Domeniul de tensiuni Us > 245 kV : se aleg, n general, coeficieni de siguran de cel puin 1,15 pentru supratensiunile cu front lent i de 1,2 pentru supratensiunile cu front rapid. 5.2.5.- n cazul coordonrii izolaiei din punctul de vedere al supratensiunilor cu front rapid trebuie stabilit numrul aparatelor de protecie i locul de amplasare, astfel nct tot echipamentul s fie cuprins n zona de protecie a aparatajului de protecie. 5.2.6.- n cazul coordonrii izolaiei din punctul de vedere al supratensiunilor cu front lent trebuie s se studieze:

a) comportarea echipamentului de comutaie pentru evitarea apariiei unor factori de supratensiuni mai mari de 2,5 pentru tensiuni pn la 400 kV inclusiv i 2,1 pentru reeaua de 750 kV;

b) posibilitatea descrctoarelor de a limita supratensiunile i de a disipa energia supratensiunilor de comutaie;

c) realizarea coordonrii izolaiei instalaiilor de 400 kV n raport cu supratensiunile cu front lent i schemele de protecie a staiilor, astfel nct la valoarea de calcul a supratensiunii statistice de 2,2 u.r. riscul de defect la comutaie n staie s nu depeasc valoarea limit admis 10-4. 5.2.7.- Din punctul de vedere al coordonrii izolaiei la supratensiuni cu front rapid i supratensiuni cu front lent, msurile adoptate n vederea combaterii avariilor datorate polurii, i anume:

- creterea lungimii liniei de fug specific a aparatajului din staii, prin utilizarea izolatoarelor speciale;

- ungerea suprafeei izolatoarelor cu unsori protectoare, nu influeneaz nivelul nominal de inere al izolaiei la impuls de tensiune de trsnet i la impuls de tensiune de comutaie. 5.2.8.- Pentru coordonarea izolaiei liniilor electrice aeriene cu izolaia echipamentului din staie, n cazul liniilor funcionnd temporar la o tensiune inferioar tensiunii nominale pentru care au fost construite, este necesar ca pe o lungime de 2 3 km la intrarea liniei n staie s se unteze numrul de izolatoare ce depesc numrul normal corespunztor treptei de tensiune la care funcioneaz temporar linia. 5.2.9.- Dac din diverse motive (de exemplu, poluarea), pe diverse poriuni LEA se echipeaz cu lanuri de izolatoare, avnd tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet (1,2/50 s) majorat fa de cea considerat la proiectarea staiei adiacente, n funcie de locul cu izolaie majorat i de valoarea acestei majorri, se va proceda astfel:

a) dac poriunea respectiv se afl la distan mai mare de 3 km de staie, indiferent de valoarea majorrii, sau la distane pn la 3 km dar majoararea este mai mic de 30 %, nu este necesar adoptarea unor msuri speciale de protecie a echipamentului din staie mpotriva supratensiunilor de trsnet;


34

b) dac poriunea respectiv este pn la 3 km i majorarea este mai mare de 30 % este necesar s se verifice schema de protecie a staiei, n vederea asigurrii unei protecii eficiente a ntregului echipament din staie. 5.2.10.- Trecerile de la poriunile de linie cu izolaie ntrit la poriunile de linie cu izolaie normal, menionate la pct. 5.2.9, se recomand s se efectueze treptat cu cte un izolator de la o deschidere la alta. 5.2.11.- Pentru analiza comportrii instalaiilor i analiza schemelor de protecie a instalaiilor, care necesit un grad ridicat de siguran, se recomand verificarea schemelor de protecie pe baza rezultatelor probelor cu tensiuni mixte (tensiune de frecven industrial i tensiune de impuls de trsnet sau de comutaie).

5.2.12.- Valorile minime pentru distanele ntre faze, corespunztoare nivelurilor nominale de inere din tabelul 5.3, sunt indicate n normativele PE 101/1985 i PE 151/1986.

VI. PROTECIA LINIILOR ELECTRICE AERIENE MPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR DE TRSNET

6.1. Prevederi generale privind protecia liniilor electrice aeriene

6.1.1.- Liniile electrice aeriene de 110 kV, 220 kV, 400 kV i 750 kV trebuie s fie protejate pe toat lungimea lor mpotriva loviturilor directe de trsnet, prin conductoare de protecie. Liniile electrice aeriene de 3 35 kV nu trebuie s se protejeze n mod special mpotriva loviturilor directe de trsnet. 6.1.2.- Nu trebuie utilizate conductoare de protecie la liniile electrice aeriene de 110 kV, 220 kV i 400 kV n urmtoarele cazuri: a) n sectoarele cu depuneri intense de chiciur, n care montarea conductoarelor de protecie necesit costuri mari de investiii, nejustificate economic; b) n zonele n care solul are o rezistivitate mare ( 10 5 m). n cazul n care nu se pot utiliza conductoare de protecie din motivele precizate la pct. a i b de mai sus, se va analiza tehnic i economic necesitatea i oportunitatea utilizarii pe LEA 110400 kV a unor soluii suplimentare de reducere a numrului de ntreruperi n funcionare a LEA respective (de exemplu montarea pe linii de descrctoare cu rezisten variabil pe baz de oxizi metalici). 6.1.3.- Pentru protejarea mpotriva loviturilor directe de trsnet a conductoarelor active exterioare, unghiul de protecie nu trebuie s depeasc limitele:

= 200 300 La liniile electrice aeriene de 110 kV i 220 kV simplu i dublu circuit i de 400 kV simplu circuit, unghiul de protecie va fi de maximum 300 pe toat lungimea liniei, dac nlimea stlpilor nu depete 40 m. Pentru nlimi mai mari, unghiul de protecie se alege conform tabelului 6.3. La liniile electrice aeriene de 750 kV simplu circuit, unghiul de protecie va fi de maximum 200 pe toat lungimea liniei.


35

La liniile electrice aeriene de 400 kV dublu circuit, unghiul de protecie va fi de maximum 200 pe toat lungimea liniei, dac nlimea stlpilor nu depete 50 m. Pentru nlimi mai mari, unghiul de protecie se alege conform tabelului 6.3. Pentru stlpii pe care este necesar s se monteze dou conductoare de protecie aezate n plan orizontal, distana pe vertical ntre conductoarele de protecie i conductorul activ mijlociu trebuie s fie de minimum a/4, unde a este distana pe orizontal ntre conductoarele de protecie. Unghiul de protecie la intrrile liniilor electrice aeriene n staii electrice este reglementat la pct. 7.2.23. 6.1.4.- a) La liniile electrice aeriene de 110 kV, 220 kV i 400 kV conductoarele de protecie se leag la pmnt la fiecare stlp i la prizele de pmnt ale staiilor de la capetele liniei electrice respective (legtura se poate realiza prin elementele conductoare ale stlpului, iar priza de legare la pmnt poate fi artificial sau natural). b) Dac conductoarele de protecie ale liniilor de 750 kV urmeaz s se foloseasc la organizarea comunicaiilor la nalt frecven pentru comanda prin dispecer i automatic, acestea trebuie s fie suspendate pe stlp prin lanuri de izolatoare. Legarea la pmnt a conductoarelor de protecie se face n acest caz prin intermediul unor intervale de protecie, care unteaz lanurile de izolatoare. Alegerea numrului de izolatoare din lan se face n urma unui calcul tehnico-economic, innd seama de modul de organizare a legturilor de nalt frecven i de curenii de scurtcircuit ce pot s apar pe linia respectiv. Nivelul de izolaie al lanurilor de care se suspend conductoarele de protecie trebuie stabilit astfel nct conturnarea izolaiei s se produc numai la supratensiuni de trsnet i la scurtcircuite nesimetrice, dac numrul acestora din urm nu este mare i asigurarea izolaiei la aceti cureni de scurtcircuit este raional din punct de vedere economic. Dac din condiiile indicate mai sus rezult necesar un singur izolator pentru suspendarea conductoarelor de protecie, nu se adopt aceast soluie, deoarece la deteriorarea izolatorului apare ntreruperea legturii de nalt frecven. Reglarea intervalelor de protecie se stabilete coordonat cu izolaia lanurilor de izolatoare i pentru stingerea sigur a curentului de nsoire, dup amorsarea acestuia. 6.1.5.- n cazul liniilor electrice aeriene protejate cu conductoare de protecie (integral sau pe poriuni) vor fi admise urmtoarele valori ale curenilor de protecie n cazul loviturii de trsnet n stlp: a) 150 kA pentru linii electrice aeriene de 400 kV i 750 kV; b) 100 kA pentru linii electrice aeriene de 220 kV; c) 50 kA pentru linii electrice aeriene de 110 kV; d) 25 kA pentru linii electrice aeriene de 20 kV. 6.1.6.- Legarea la pmnt a stlpilor liniilor electrice aeriene trebuie s se realizeze conform STAS 12604/4-89 i STAS 12604/5-90. n funcie de rezistivitatea solului, rezistena prizei de pmnt a fiecrui stlp la curenii de frecven industrial nu trebuie s depeasc valorile din tabelul 6.1. n cazul liniilor de 750 kV, rezistena prizei de pmnt a fiecrui stlp la curenii de frecven industrial nu trebuie s depeasc valoarea de 10 .


36

Tabelul 6.1

Rezistena prizelor de pmnt ale stlpilor liniilor electrice aeriene n funcie de rezistivitatea solului

Rezistivitatea solului ( cm) Rezistena maxim de legare la pmnt pentru tensiunea ():

U 110 kV U > 110 kV - pn la 104 inclusiv 10 101)

- peste 104 pn la 5.104 inclusiv 15 10

- peste 5.104 pn la 105 inclusiv 20 15

- peste 105 30 202) Note: 1) Se recomand adoptarea unei rezistene de pn la 5 dac aceasta nu impune greuti deosebite de realizare. 2) n cazuri excepionale, cnd condiiile impun prize costisitoare, se admite valoarea maxim de 30 . 6.1.7.- Rezistena de dispersie a prizei de pmnt a fiecrui stlp din beton armat sau metalic, cu conductoare de protecie legate la pmnt, se verific cu relaia:

( ) tt

i k1 IU

R = ( 6.1 ) unde: U este tensiunea nominal de inere la impuls de trsnet a izolaiei liniei, n kVmax. ; It - valoarea admis a curenilor de trsnet, n cazul loviturii directe de trsnet n stlp, pentru a se evita apariia conturnrilor inverse, n kA; k - coeficientul de cuplaj ntre conductorul de protecie i cel mai ndeprtat conductor activ. Coeficientul de cuplaj k (fr considerarea fenomenului corona) ntre conductorul de protecie i conductorul activ se poate calcula cu relaia: k = lg (D/d)/lg(2h/r) ( 6.2 ) unde: D este distana dintre conductorul activ i imaginea conductorului de protecie fa de suprafaa solului: d - distana dintre conductorul activ i conductorul de protecie; h - nlimea medie a conductorului de protecie fa de sol; r - raza conductorului de protecie. Verificarea rezistenei de legare la pmnt se face utiliznd valorile curenilor de protecie indicate la pct. 6.1.5, n cazul liniilor electrice de 110 750 kV.


37

6.1.8.- Ca mijloc de reducere a numrului de declanri ale liniilor electrice datorate supratensiunilor de trsnet, se recomand utilizarea reanclanrii automate rapide trifazate sau monofazate (conform normativului PE 501/1985). 6.1.9.- Pentru reducerea numrului de declanri la lovituri de trsnet a liniilor electrice aeriene de 110 kV cu patru circuite este necesar s se realizeze prize de legare la pmnt a stlpilor, astfel nct rezistena acestora s fie de 5 10 . 6.2.- Prevederi specifice privind protecia punctelor slabe ale liniilor electrice aeriene 6.2.1.- Reducerea numrului i a consecinelor avariilor provocate de supratensiunile de trsnet se va asigura prin nlturarea punctelor slabe cu izolaie redus n raport cu izolaia restului liniei sau prin protejarea punctelor slabe acolo unde nu se pot nltura. Prin puncte slabe ale unei linii electrice aeriene se neleg: a) stlpii supranlai n deschideri denivelate (locuri expuse la lovituri directe de trsnet); b) stlpii de rotire a fazelor, la care se reduce distana normal ntre conductoare; c) traversrile i interseciile de linii cu gabarite reduse fa de norme; d) cablurile de energie intercalate n linii electrice aeriene; e) stlpii cu separator intercalai n liniile electrice pe stlpii de lemn; f) ntreruptoarele de secionare i de derivaie, n special cele care n schema normal funcioneaz n poziie deschis; g) poriunile de linii pe stlpi din beton intercalate n linii pe stlpi de lemn. 6.2.2.- Interseciile liniilor electrice aeriene trebuie realizate astfel, nct s nu constituie puncte slabe fa de restul izolaiei. Distanele minime pe vertical ntre conductoarele liniilor electrice aeriene ale cror trasee se intersecteaz (ntre conductoarele active sau ntre conductoarele active i conductoarele de protecie) trebuie s fie cel puin egale cu cele prevzute n normativul PE 104/1993. n scopul realizrii siguranei n funcionare pentru interseciile liniilor electrice aeriene de 110750 kV, este necesar ndeplinirea simultan a urmtoarelor condiii: a) liniile electrice aeriene care supratraverseaz s fie prevzute cu conductor de protecie; b) rezistenele prizelor de legare la pmnt ale stlpilor care limiteaz deschiderea s fie mai mici de 20 ; c) intersecia s se realizeze, pe ct posibil, ct mai aproape de stlpul liniei care supratraverseaz. n situaia n care nu se pot ndeplini primele dou condiii, se recomand ca distanele minime pe vertical, recomandate de PE 104/1993, s fie mrite cu 2 m. 6.2.3.- n cazul interseciilor liniilor electrice aeriene cu linii de telecomunicaii, distana pe vertical la ncruciarea lor trebuie s fie mai mare sau cel puin egal cu valorile prevzute n STAS 6290-1980. 6.2.4.- Protecia ntreruptoarelor, ce funcioneaz deschise n regim normal, montate pe axele (pentru secionare) sau la derivaiile liniilor electrice aeriene de medie tensiune (620 kV), trebuie realizat prin montarea de descrctoare cu rezisten variabil pe partea sursei (surselor). 6.2.5.- Pentru ca prin intercalarea unui cablu ntr-o linie electric aerian s nu se creeze puncte slabe, este necesar ca tensiunea nominal de inere a izolaiei cablului s fie mai mare dect cea a izolaiei liniei aeriene.

Normativ privind alegerea izolaiei, coordonarea izolaiei i protecia instalaiilor electroenergetice

Documents

normativ NTE001