ОПН для кабельных линий 6-10 кВ: зачем нужен и где устанавливать
Коротко: ОПН для кабельных линий 6-10 кВ ставят на концах кабеля: на опоре перехода с воздушной линии на кабельную и в распределительном устройстве. Ограничитель защищает изоляцию кабеля и концевых муфт от грозовых волн с ВЛ и от коммутационных перенапряжений. Рабочее напряжение ОПН выбирают с учетом режима нейтрали и длительности однофазного замыкания на землю.
Кабель кажется защищенным: он в земле, молния в него не попадает. На практике ОПН для кабельных линий 6-10 кВ нужен почти всегда, когда кабель стыкуется с воздушной линией или подключает чувствительное оборудование. Разберем, откуда берутся перенапряжения в кабеле, где ставить ограничители и как не перепутать их с ОПН для защиты экранов.
Откуда в кабельной линии перенапряжения
Волна грозового перенапряжения, пришедшая по воздушной линии, на переходе в кабель частично отражается, а частично проходит дальше. Дойдя до разомкнутого конца кабеля или до трансформатора с высоким входным сопротивлением, она снова отражается, и напряжение на конце может заметно превысить амплитуду волны, вошедшей в кабель. Чем длиннее участок и круче фронт, тем сложнее картина.
Второй источник: коммутации. Включение и отключение кабельных линий, двигателей и трансформаторов вакуумными выключателями, а также дуговые замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью дают многократные перенапряжения. Для изоляции из сшитого полиэтилена повторяющиеся воздействия нежелательны, а концевые муфты часто оказываются слабым местом линии.
Где ставить ОПН для кабельных линий 6-10 кВ
на опоре перехода ВЛ-КЛ: ограничитель подключают непосредственно к концевой муфте, заземляющий вывод ОПН соединяют с экраном кабеля и заземлителем опоры;
в ячейке РУ на приемном конце: на присоединении кабеля или у защищаемого трансформатора, двигателя;
на обоих концах: для кабельных вставок в воздушную линию и для протяженных кабелей необходимость решается расчетом;
в КТП и РП: на вводах 6-10 кВ, если питание приходит по ВЛ с кабельным спуском.
Соединения делают максимально короткими. Каждый лишний метр провода между фазой, ОПН и землей добавляет к остающемуся напряжению индуктивную составляющую, и муфта видит больше, чем показывает паспорт ограничителя.
Как выбрать ОПН для кабеля 6-10 кВ
Сети 6-10 кВ работают с изолированной, компенсированной или резистивно заземленной нейтралью. При однофазном замыкании на землю напряжение здоровых фаз поднимается до линейного, и если замыкание может держаться долго, наибольшее рабочее напряжение ОПН выбирают не ниже наибольшего рабочего напряжения сети. Заниженное значение ведет к перегреву и ускоренному старению варисторов.
Далее учитывают:
энергоемкость и ток пропускной способности: для сетей с большими емкостными токами и частыми коммутациями берут аппараты с запасом;
исполнение по категории размещения: УХЛ1 для опор и открытых площадок, УХЛ2 для ячеек и закрытых РУ;
способ крепления: опорное или опорно-подвесное исполнение под конструкцию опоры;
ОПН для кабельной линии и ОПН для экрана: в чем разница
Это два разных аппарата. Фазный ОПН ставят между жилой и землей, он защищает основную изоляцию кабеля и оборудование. Экранный ОПН ставят между экраном и землей на конце, где экран не заземлен наглухо, он защищает наружную оболочку кабеля при одностороннем заземлении или транспозиции экранов. Его рабочее напряжение несопоставимо ниже фазного. Когда нужна такая схема, мы подробно разбирали в статье о заземлении экранов кабелей с изоляцией из СПЭ.
Что проверить после установки
Перед включением ОПН осматривают на отсутствие повреждений корпуса, проверяют затяжку контактов и сопротивление изоляции мегаомметром. Типовые промахи на этом этапе собраны в чек-листе ошибок монтажа ОПН.
Частые вопросы
Нужен ли ОПН, если кабельная линия 10 кВ полностью проложена в земле?
Если кабель соединяет два закрытых РУ и не связан с воздушными линиями, грозовая опасность низкая, но коммутационные перенапряжения остаются. Решение зависит от схемы сети и оборудования на концах линии.
Где ставить ОПН на кабельной опоре?
Как можно ближе к концевой муфте, с короткими проводниками к фазе и к заземлению. Заземляющий вывод ОПН объединяют с экраном кабеля и заземлителем опоры.
Какое рабочее напряжение ОПН нужно для сети 10 кВ с изолированной нейтралью?
Если однофазное замыкание может длиться долго, наибольшее рабочее напряжение ОПН принимают не ниже наибольшего рабочего напряжения сети. Точное значение выбирают по каталогу с учетом времени отключения замыкания.
Завод АО «ЗЭУ» в Санкт-Петербурге выпускает ОПН и МОПН для сетей 6-10 кВ в исполнениях УХЛ1 и УХЛ2, а также ограничители для экранов кабелей. Отправьте схему кабельной линии, и специалисты подберут аппараты под ваш режим нейтрали и место установки.