Obiecte lungi care ies din zona de protectie

Obiecte lungi care ies din zona de protectie

1. Dirijarea distributiei potentialelor poate realiza o buna protectie, doar in imediata apropiere a instalatiei sau a echipamentului respectiv. Obiectele lungi, care sunt in contact cu instalatia de protectie sau puncte ale solului cu potentiale ridicate in cazul unui defect, pot prezenta tensiuni de atingere periculoase de-a lungul lor, datorita trecerii unor curenti prin ele. Se au in vedere, in special, urmatoarele obiecte si instalatii lungi:

- conductele de apa sau cu alte destinatii;

- sinele de cale ferata;

- invelisurile metalice ale cablurilor.

Potentialul intr-un punct al obiectului lung are expresia:

(6.1)

in care:

U_x reprezinta tensiunea fata de un punct de potential nul (V);

I_p - curentul care intra intr-un capat al obiectului lung (in punctul x = 1);

x - distanta de la capatul opus fata de punctul de intrare a curentului I_p (km);

l - lungimea obiectului lung (km);

r - rezistenta longitudinala pe unitatea de lungime (W/km);

r_p - rezistenta de trecere la pamant pe unitatea de lungime (W/km).

Expresia potentialului U_x in functie de tensiunea de legare la pamant U_p, este:

(6.2)

2. Daca obiectul lung depaseste incinta sau zona de influenta a instalatiei de legare la pamant, pentru micsorarea tensiunilor U_x pe obiectul lung, precum si a tensiunilor de atingere si de pas in apropierea acestuia, se vor aplica una sau mai multe din urmatoarele masuri, in functie de valorile U_p, x si l:

- marirea rezistentei longitudinale r prin intercalarea unor elemente izolante in lungul obiectului; de exemplu, sinele de cale ferata vor fi prevazute cu trei joante, izolate la iesirea acestora din incinta respectiva;

- micsorarea rezistentei de trecere la pamant r_p prin legarea pe traseu la prizele de pamant naturale intalnite; de exemplu, in cazul conductelor metalice instalate in tuneluri se vor realiza legaturi electrice intre conducte si intre acestea si armatura metalica a tunelului de beton armat;

- legarea obiectelor la instalatiile de legare la pamant din incinta in care patrunde obiectul respectiv; de exemplu, invelisurile metalice ale cablurilor si ale conductelor care ies din incinta si ajung in incinta altei unitati se vor racorda si la instalatia de legare la pamant a acestora din urma;

- realizarea unor dirijari a distributiei potentialelor in jurul obiectelor accesibile; de exemplu, in jurul hidrantilor de apa racordati la o retea de apa, care depaseste zona de influenta a instalatiei de legare la pamant.

3. La cablurile de telecomunicatii, de comanda sau control, care intra in incinta statiilor si centralelor electrice, se va avea in vedere pericolul strapungerii izolatiei conductoarelor in cazul unei puneri la pamant.

Tensiunea la care este solicitata izolatia cablului U_r trebuie sa satisfaca relatia:

U_r £ U_i

in care:

U_i reprezinta tensiunea de incercare a izolatiei cablului respectiv.

Tensiunea la care este supusa izolatia cablului se determina cu relatia:

U_r = U_p r = I_p R_p r

unde:

U_p reprezinta tensiunea instalatiei de legare la pamant;

r - factorul de reducere a cablului respectiv (vezi STAS 832-79).

4. Pentru micsorarea valorii tensiunii care solicita izolatia cablului se vor folosi cablurile cu invelis metalic si armate cu factori de reducere cat mai mici, si anume, cu conductibilitate cat mai mare si permeabilitate cat mai buna.

In cazul statiilor cu tensiunea de 110 kV sau mai mult, se vor utiliza cabluri cu izolatia incercata la o tensiune cel putin egala cu 4 kV, timp de 2 minute.

5. In cazul intercalarii unor elemente izolante de rezistenta r_z relatiile de mai sus devin:

si

Daca se acopera in orice situatie un coeficient de atingere de cel mult k_a = 0,8, U_a = 0,8 U_x si

rezulta conditia:

De aici reiese conditia pentru elementele izolante care trebuie intercalate pentru limitarea tensiunii de atingere sub valorile admise, respectiv determinarea rezistentei de izolare r_z a acestor elemente, si anume:

Pentru siguranta, totdeauna trebuie suplimentat numarul elementelor izolante rezultat din calculul de mai sus cu cel putin un element.

Daca elementele lungi, de exemplu anumite conducte, sunt izolate fata de pamant, rezulta necesar sa se determine tensiunea de atingere in incinta in care intra conducta, respectiv la instalatia de legare la pamant de rezistenta R_p la care este racordat capatul din instalatia electrica cu defect.

Se noteaza cu:

R_pc - rezistenta de dispersie a instalatiei de legare la pamant la care se racordeaza capatul

opus al conductei;

Z_co - impedanta echivalenta de calcul a conductorului constituit de conducta in cauza;

r_zc - rezistenta de izolare a elementelor izolante intercalate pentru limitarea tensiunii de

atingere;

i_pc - componenta din curentul I_p care trece prin priza de pamant de rezistenta R_pc de la

capatul opus al conductei;

U_pc - tensiunea prizei de pamant de rezistenta R_pc;

U_pc = R_pc i_pc

k_a - coeficientul de atingere la instalatia de legare la pamant de rezistenta R_pc.

Curentul i_pc se poate determina cu urmatoarea relatie:

Rezulta urmatoarea conditie:

,

U_a fiind tensiunea de atingere maxim admisa in cazul unui defect in instalatia electrica cu

defect, in functie de categoria zonei si timpul de declansare.

Conditia de mai sus se poate scrie astfel:

sau

De aici rezulta conditia pentru elementul izolant intercalat:

Pentru siguranta totdeuna trebuie suplimentat numarul elementelor izolante rezultate din calculul de mai sus, cu cel putin inca un element izolant.