1.2.2. Распределительные устройства

Одним из важнейших элементов электроэнергетических систем являются подстанции, которые осуществляют связь между электрическими станциями и линиями электропередачи, а также между станциями, линиями электропередачи и потребителями.

Каждая подстанция имеет распределительные устройства (РУ), содержащие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины и вспомогательные устройства.

Распределительные устройства сверхвысокого напряжения создаются в открытом (ОРУ), закрытом (ЗРУ) и герметичном (ГРУ) исполнении. В ОРУ все основное оборудование располагается на открытом воздухе. В ЗРУ оборудование располагается в здании. В ГРУ оборудование заключено в герметичную оболочку и не имеет контактов с атмосферным воздухом. В связи с различным расположением, резким различием в условиях работы, габариты и масса ОРУ, ЗРУ и ГРУ также различны. Наиболее громоздкое оборудование применяется на ОРУ. Поэтому ОРУ оказывают наибольшее воздействие на окружающую среду. Это воздействие состоит в том, что установки ОРУ создают значительные электрические и магнитные поля, а также являются источниками акустических и радиопомех. Акустические и радиопомехи возникают вследствие появления на электродах и проводах так называемой стримерной короны. Критическое значение напряженности электрического поля, при которой возникает этот коронный разряд, определяется выражением [1]:

Провести расчет электрического поля вблизи элементов ОРУ из-за сложности их конфигураций не всегда представляется возможным. Поэтому для оценки уровней напряженности поля и электрического потенциала используют экспериментальные данные.

Так, например, зависимость напряженности  электрического поля под крайними фазами шин ОРУ 750 кВ, расположенными на высоте 8.7 м, в функции расстояния от поверхности земли представлена на рис. 1.14 [115]. В табл. 1.5 – 1.6 даны типичные значения напряженности электрического поля на территории ОРУ, а также электрооборудования ОРУ, находящегося под рабочим напряжением, полученные опытным путем [22].

Таблица 1.5 Типичные значения напряженности электрического поля на территории ОРУ

Номинальное напряжение, кВ

Напряженность электрического поля, кВ/м

330

7.5 – 10

500

8.5 – 25

750

9 – 26

Таблица 1.6 Напряженность электрического поля вблизи электрооборудования ОРУ, кВ/м

Место измерения

Напряжение электрооборудования, кВ

500

750

У воздушного выключателя:

    у крайней фазы крайней ячейки

    между ячейками

19

27

23

-

    у трансформатора напряжения

    у  разрядника

17

21

21

21

    у разъединителя

15

19

У силового трансформатора и шунтирующего реактора на расстоянии до 5 м от баков

4

5

На дорогах

23

22

На кабельных каналах

26

23

Рис. 1.14. Зависимость напряженности  электрического поля

Как видно из этих данных, напряженность поля во многих случаях превышает предельно допустимый уровень (ПДУ), равный 5 кВ/м при восьмичасовом воздействии, и поэтому требует специальных защитных мероприятий. Речь о ПДУ и защитных мероприятиях пойдет ниже.