ГОСТ Р 53735.5-2009
(МЭК 60099-5:2000)

Группа Е72

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РАЗРЯДНИКИ ВЕНТИЛЬНЫЕ И ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НЕЛИНЕЙНЫЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА НАПРЯЖЕНИЕ от 3 до 750 кВ

Часть 5

Рекомендации по выбору и применению

Surge arresters without gaps and non-linear resistor type gapped surge arresters for a.c. electrical installations for voltages from 3 to 750 kV. Part 5. Selection and application recommendations

ОКС 29.240.10

ОКП 34 1430

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский электротехнический институт имени В.И.Ленина" (ФГУП ВЭИ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 37 "Электрооборудование для передачи, преобразования и распределения электроэнергии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 декабря 2009 г. N 641-ст

4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту МЭК 60099-5:2000* "Разрядники. Часть 5. Рекомендации по выбору и применению" (IEC 60099-5:2000 "Surge arresters - Part 5: Selection and application recommendations", MOD) путем внесения технических отклонений, объяснение которых представлено во введении к настоящему стандарту, а также путем изменения его структуры. Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного международного стандарта с объяснением причин изменения структуры приведено в дополнительном приложении ДД.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5), а также с учетом сложившейся отечественной практики наименования рассматриваемых в международном стандарте аппаратов защиты от перенапряжений.

В соответствии с ГОСТ Р 1.7-2008 (пункт 7.6.6) в элемент "Библиография" не включены документы, на которые даны ссылки в международном стандарте и информация о которых приведена в приложении С международного стандарта

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Настоящий стандарт разработан в целях нормативного обеспечения выбора и применения аппаратов защиты от перенапряжений, которые в отечественной практике известны как "вентильные разрядники" и "нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН)", с учетом рекомендаций международных стандартов Международной электротехнической комиссии (МЭК) и опыта эксплуатации таких аппаратов в ведущих промышленно развитых странах мира.

Настоящий стандарт модифицирован по отношению к примененному международному стандарту МЭК 60099-5:2000 "Разрядники. Часть 5. Рекомендации по выбору и применению". Несмотря на то что в настоящем стандарте в основном сохранено техническое содержание, однако изменено наименование, включены некоторые терминологические статьи, проведены дополнения и изменения технического характера.

В качестве дополнительных приложений ДА, ДБ и ДВ в настоящий стандарт включены отдельные положения из международных стандартов МЭК 60071-1:2006, МЭК 60071-2:1996 и МЭК 60099-3:1990 соответственно, на которые даны нормативные ссылки в примененном международном стандарте, но которые не приняты в качестве национальных стандартов Российской Федерации.

В тексте стандарта такие положения выделены одиночной вертикальной линией, расположенной слева от текста, а информация о том, что данное положение заменяет ссылку на международный стандарт, приведена в виде примечания, заключенного в рамку из тонких линий и размещенного после этого положения.

Дополнительные по отношению к международному стандарту положения выделены одиночной вертикальной линией, расположенной справа от текста, а дополнительные слова, фразы - подчеркиванием сплошной горизонтальной линией.

С учетом сложившейся отечественной практики эксплуатации рассматриваемых в международном стандарте аппаратов защиты от перенапряжений проведены изменения отдельных фраз (слов, значений показателей), которые выделены в тексте курсивом. Внесение указанных технических отклонений направлено на учет объекта и аспекта стандартизации, характерных для Российской Федерации. Информация об отечественных документах приведена в приложении ДГ.

Стандарт содержит рекомендации, а следовательно, представляет собой вспомогательный документ, полезный при выборе и эксплуатации как уже давно используемых для защиты от перенапряжений вентильных разрядников, так и пришедших им на смену нелинейных ограничителей перенапряжений, предназначенных для объектов электроэнергетики и электроснабжения промышленных предприятий.

Аппараты защиты от перенапряжений, на которые распространяется настоящий стандарт, в отечественной практике, как правило, применяют в электроустановках переменного тока напряжением 3 кВ и выше.

     1 Область применения

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 1.5-2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложения, оформления и обозначения

ГОСТ Р 52725-2007 Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия (МЭК 60099-4:2006 "Разрядники для защиты от перенапряжений. Часть 4. Оксидно-металлические разрядники без искровых промежутков для защиты от перенапряжений в системах переменного тока", NEQ)

ГОСТ 1516.3-96 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции (МЭК 60071-1:2006 "Координация изоляции. Часть 1. Определения, принципы и правила", NEQ)

ГОСТ 9920-89 (МЭК 815-86, МЭК 694-80) Электроустановки переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции (МЭК 60815:1986 "Изоляторы высокого напряжения для работы в загрязненных условиях. Выбор и определение размеров", NEQ; МЭК 60694:1980 "Аппаратура коммутационная и устройства управления высокого напряжения. Общие технические требования, включаемые в стандарты", NEQ)

ГОСТ 10390-86 Электрооборудование на напряжение свыше 3 кВ. Методы испытаний внешней изоляции в загрязненном состоянии (МЭК 60507:1991 "Изоляторы высокого напряжения переменного тока. Методы испытаний в условиях искусственного загрязнения", NEQ)

ГОСТ 16357-83 Разрядники вентильные переменного тока на номинальные напряжения от 3,8 до 600 кВ. Общие технические условия (МЭК 60099-1:1999 "Разрядники для защиты от перенапряжений. Часть 1. Искровые защитные разрядники с нелинейными резисторами для систем переменного тока", NEQ)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52725, ГОСТ 1516.3 и ГОСТ 16357, а также следующие термины с соответствующими определениями:

     4 Общие положения

     4.1 Общие принципы применения вентильных разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений

ГОСТ 1516.3 устанавливает испытательные напряжения для трех диапазонов классов напряжения электрооборудования:

- диапазон I: от 1 до 35 кВ включительно;

- диапазон II: от 110 до 220 кВ включительно;

- диапазон III: от 330 до 750 кВ включительно.

Для сетей диапазонов I и II, содержащих воздушные линии, основную опасность для оборудования представляют индуктированные и прямые удары молнии в подключенные воздушные линии. В кабельных сетях, не связанных с воздушными линиями, наиболее вероятны перенапряжения, обусловленные повреждениями или коммутационными операциями. В редких случаях, однако, могут также возникнуть перенапряжения, индуктированные молнией. В сетях диапазона III, в дополнение к факторам диапазонов I и II, становятся значимыми коммутационные перенапряжения. Перенапряжения могут вызывать перекрытия и серьезные повреждения оборудования и, таким образом, подвергать электроснабжение потребителей опасности прерывания. Необходимо противостоять этому путем соответствующей координации РВ и ОПН с изоляцией. Поэтому, если есть вероятность грозовых или высоких коммутационных перенапряжений, которые могут быть опасными для оборудования, рекомендуется использовать РВ (ОПН).

Эти РВ (ОПН) должны представлять собой часть сети, отвечающую за ее надежность. РВ (ОПН) проектируют так, чтобы выдерживать напряжения и соответствующие токи через них с достаточно высокой вероятностью с учетом загрязнений и других воздействий в месте установки РВ (ОПН). Перечень напряжений и перенапряжений, действующих в каждой сети, приведен в приложении ДА:

- рабочее напряжение;

- квазистационарные перенапряжения;

- перенапряжения с пологим фронтом;

- перенапряжения с крутым фронтом, -

где перенапряжения с пологим фронтом, обусловленные коммутациями, представляют особую важность для РВ (ОПН), защищающих оборудование, относящееся к диапазону III.

Как правило, требования лучшей защиты оборудования и высокого номинального напряжения РВ (ОПН) взаимно противоречивы. Поэтому выбор подходящего РВ (ОПН) представляет собой процесс оптимизации, при котором необходимо рассматривать большое число параметров сети и оборудования.

ОПН наиболее эффективны в сетях с заземленными нейтралями, поскольку они позволяют осуществить наилучшую защиту от перенапряжений с пологим фронтом. В настоящее время аппараты данного типа широко представлены в этих сетях, причем применение РВ (ОПН) для таких сетей имеет тенденцию к преимущественному использованию ОПН. В некоторых сетях с изолированными и резонансно-заземленными нейтралями, где квазистационарные перенапряжения вследствие замыкания на землю более продолжительны, могут быть предпочтительными РВ, если требуются низкие защитные уровни. Несмотря на то что существующие РВ традиционно применяют во всех диапазонах напряжения, применение РВ может быть наиболее оправдано для сетей диапазона I.

     4.2 Общая методика выбора вентильных разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений

Для выбора РВ или ОПН рекомендуется следующая итерационная методика, показанная на структурной схеме рисунка 1, в соответствии с которой выполняют следующие действия:

Рисунок 1 - Структурная схема выбора РВ (ОПН)

- определяют наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение РВ (ОПН) в зависимости от наибольшего рабочего напряжения сети;

- определяют номинальное напряжение РВ (ОПН) в зависимости от квазистационарных перенапряжений;

- оценивают амплитуды и вероятности ожидаемых грозовых разрядных токов через РВ (ОПН), определяют требования к разрядным напряжениям линии электропередачи и выбирают номинальный разрядный ток, значение импульса большого тока, пропускную способность или класс устойчивости РВ и ток пропускной способности ОПН.

Примечание - Если необходимы значения импульса большого тока, отличные от стандартизованных значений в соответствии с ГОСТ Р 52725 (подпункт 6.2.5), эти значения следует выбирать в соответствии с грозовым разрядным током и пропускной способностью;

- выбирают категорию взрывобезопасности РВ или ток взрывобезопасности ОПН;

- выбирают РВ (ОПН), который удовлетворяет вышеуказанным требованиям;

- определяют защитные характеристики РВ (ОПН) при грозовых и коммутационных импульсах;

- располагают РВ (ОПН) как можно ближе к защищаемому оборудованию;

- определяют координационное выдерживаемое напряжение защищаемого оборудования при коммутационном импульсе, учитывая представительные перенапряжения с пологим фронтом и конфигурацию сети;

- определяют координационное выдерживаемое напряжение защищаемого оборудования при грозовом импульсе, рассматривая:

- представительную падающую волну грозового перенапряжения, определяемую поведением воздушной линии, соединенной с РВ (ОПН), при ударе молнии и приемлемой нормой повреждений защищаемого оборудования;

- схему подстанции;

- расстояние между РВ (ОПН) и защищаемым оборудованием;

- определяют нормированный уровень изоляции оборудования, приведенный в приложении ДА;

- если требуется более низкий уровень изоляции оборудования, то рассматривают более низкое наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, более низкое номинальное напряжение, более высокий номинальный разрядный ток, более высокий класс пропускной способности, другую конструкцию РВ (ОПН) или уменьшенное расстояние между РВ (ОПН) и защищаемым объектом.