Section 2. Assainissement de l'électricité

Lignes électriques aériennes avec une tension supérieure à 1 kV. Protection contre les surtensions, mise à la terre

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Règles d'installation des installations électriques (PUE)

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2.5.116. Les lignes aériennes 110-750 kV avec supports métalliques et béton armé doivent être protégées des coups de foudre directs par des câbles sur toute la longueur.

La construction de lignes aériennes 110-500 kV ou de leurs tronçons sans câbles est autorisée :

1) dans les zones avec moins de 20 heures d'orages par an et dans les zones montagneuses avec une densité de rejet au sol inférieure à 1,5 pour 1 km2 par an ;

2) sur des sections de lignes aériennes dans des zones avec des sols peu conducteurs (r> 103 Ohm m);

3) sur les sections du parcours avec une épaisseur estimée de paroi de glace supérieure à 25 mm ;

4) pour les lignes aériennes avec isolation renforcée du fil par rapport aux parties mises à la terre du support, tout en assurant le nombre estimé de coupures de foudre de la ligne correspondant au nombre estimé de coupures de foudre d'une ligne aérienne de même tension avec protection des câbles .

Le nombre de coupures de foudre pour les cas indiqués dans les paragraphes. 1-3, déterminés par calcul tenant compte de l'expérience d'exploitation, ne doivent pas dépasser trois par an sans renforcement de l'isolation pour les lignes aériennes 110-330 kV et un par an pour les lignes aériennes 500 kV.

Les lignes aériennes 110-220 kV destinées à l'alimentation électrique des installations de production et de transport de pétrole et de gaz doivent être protégées des coups de foudre directs par des câbles sur toute leur longueur (indépendamment de l'intensité de l'activité de la foudre et de la résistance spécifique équivalente de la terre).

2.5.117. La protection des accès des lignes aériennes aux sous-stations doit être réalisée conformément aux exigences du chapitre. 4.2.

2.5.118. Pour les lignes aériennes jusqu'à 35 kV, l'utilisation de câbles de protection contre la foudre n'est pas nécessaire.

Sur les lignes aériennes 6-20 kV, il est recommandé d'installer des dispositifs de protection de l'isolation des fils lors des éclairs.

En règle générale, les lignes aériennes de 110 kV sur supports en bois dans les zones avec jusqu'à 40 heures d'orage ne doivent pas être protégées par des câbles, et dans les zones avec plus de 40 heures d'orage, leur protection avec des câbles est obligatoire.

Sur les lignes aériennes 6-20 kV sur supports en bois, en raison des conditions de protection contre la foudre, l'utilisation de traverses métalliques n'est pas recommandée.

2.5.119. Les guirlandes d'isolateurs de supports monométalliques et en béton armé, ainsi que les supports extérieurs des zones comportant de tels supports et autres endroits à isolation affaiblie sur les lignes aériennes avec supports en bois doivent être protégés par des dispositifs de protection, qui peuvent être utilisés comme parafoudres (VR ), les suppresseurs de surtension non linéaires (NSL), les entrefers tubulaires (RT) et les éclateurs (SG). L'IP installée doit être conforme aux exigences indiquées dans le chapitre. 4.2.

2.5.120. Lors de la protection des lignes aériennes contre les surtensions de foudre avec des câbles, vous devez être guidé par les éléments suivants :

1) les supports à un montant en métal et en béton armé avec un câble doivent avoir un angle de protection ne dépassant pas 30º et les supports avec deux câbles - pas plus de 20º ;

2) sur des supports métalliques avec des fils horizontaux et deux câbles, l'angle de protection par rapport aux fils extérieurs pour les lignes aériennes de 110 à 330 kV ne doit pas dépasser 20º, pour les lignes aériennes de 500 kV - pas plus de 25º, pour les lignes aériennes de 750 kV - pas plus de 22º. Dans les zones avec IV ou plus de glace et dans les zones avec une danse fréquente et intense des fils pour les lignes aériennes de 110 à 330 kV, un angle de protection allant jusqu'à 30º est autorisé ;

3) sur les supports en béton armé et en bois du type portail, l'angle de protection par rapport aux fils les plus extérieurs ne doit pas dépasser 30º ;

4) lors de la protection d'une ligne aérienne avec deux câbles, la distance entre eux sur le support ne doit pas être supérieure à 5 fois la distance verticale des câbles aux fils, et lorsque la hauteur de suspension des câbles sur le support est supérieure supérieure à 30 m, la distance entre les câbles ne doit pas être supérieure à 5 fois la distance verticale entre le câble et le fil sur le support, multipliée par un facteur égal à 5,5/√h, où h est la hauteur de la suspension du câble sur le support.

2.5.121. Les distances verticales entre le câble et le fil de la ligne aérienne au milieu de la travée, sans tenir compte de leur déviation par le vent, selon les conditions de protection contre les surtensions de foudre, ne doivent pas être inférieures à celles indiquées dans le tableau. 2.5.16 et pas inférieure à la distance verticale entre le câble et le fil sur le support.

Pour les portées intermédiaires, les distances sont déterminées par interpolation.

Tableau 2.5.16. Les plus petites distances entre le câble et le fil au milieu de la travée

2.5.122. La fixation des câbles sur tous les supports des lignes aériennes 220-750 kV doit être réalisée à l'aide d'isolateurs, shuntés par IP d'une taille d'au moins 40 mm.

Sur chaque tronçon d'ancrage jusqu'à 10 km de long, les câbles doivent être mis à la terre en un point en installant des cavaliers spéciaux sur le support d'ancrage. Pour les travées d'ancrage plus longues, le nombre de points de mise à la terre dans la travée est choisi de manière à ce qu'à la valeur la plus élevée de la force électromotrice longitudinale induite dans le câble lors d'un court-circuit (court-circuit) sur la ligne aérienne, la rupture de l'IP ne se produise pas .

Il est recommandé d'utiliser des isolateurs de suspension en verre pour isoler le câble.

Aux abords des lignes aériennes 220-330 kV des sous-stations sur une longueur de 1 à 3 km et aux abords des lignes aériennes 500-750 kV sur une longueur de 3 à 5 km, si les câbles ne sont pas utilisés pour la sélection capacitive, pour la fonte des glaces ou la communication, ils doivent être mis à la terre à chaque support (voir aussi 2.5.192).

Sur les lignes aériennes de 150 kV et moins, si la fonte des glaces ou l'organisation de canaux de communication haute fréquence sur le câble n'est pas prévue, la fixation isolée du câble doit être effectuée uniquement sur des supports d'ancrage en métal et en béton armé.

Dans les zones de lignes aériennes avec fixation de câbles non isolées et un courant de court-circuit à la terre supérieur à 15 kA, ainsi qu'aux abords des sous-stations, la mise à la terre du câble doit être effectuée avec l'installation d'un cavalier qui contourne la pince .

Lors de l'utilisation de câbles pour installer des canaux de communication haute fréquence, ils sont isolés des supports sur toute la longueur des canaux de communication haute fréquence et mis à la terre au niveau des sous-stations et des points d'amplification à travers des barrières haute fréquence.

Le nombre d'isolateurs dans la fixation des câbles de support doit être d'au moins deux et déterminé par les conditions permettant d'assurer la fiabilité requise des canaux de communication haute fréquence. Le nombre d'isolateurs dans la fixation du câble de tension doit être doublé par rapport au nombre d'isolateurs dans la fixation du câble de support.

Les isolateurs sur lesquels le câble est suspendu doivent être pontés par un éclateur. La taille de l'entrepreneur individuel est choisie la plus petite possible selon les conditions suivantes :

1) la tension de décharge de l'IP doit être inférieure d'au moins 20 % à la tension de décharge de la fixation du câble isolant ;

2) L'alimentation ne doit pas se chevaucher avec un court-circuit monophasé à la terre sur d'autres supports ;

3) lorsque l'alimentation électrique est interrompue par des décharges de foudre, l'arc du courant à fréquence industrielle qui l'accompagne doit s'auto-éteindre.

Sur les lignes aériennes 500-750 kV, pour améliorer les conditions d'auto-extinction de l'arc du courant à fréquence industrielle qui l'accompagne et réduire les pertes électriques, il est recommandé d'utiliser des câbles croisés.

Si la fonte de la glace est prévue sur les câbles des lignes aériennes, une fixation isolée des câbles est réalisée sur toute la zone de fonte. En un point de la section de fusion, les câbles sont mis à la terre à l'aide de cavaliers spéciaux. Les isolateurs de câbles sont shuntés par une alimentation électrique qui doit être minimale, résister à la tension de fusion et avoir une tension de décharge inférieure à la tension de décharge de la guirlande de câbles. La taille de l'alimentation doit garantir l'auto-extinction de l'arc du courant à fréquence industrielle qui l'accompagne lorsqu'elle est bloquée lors d'un court-circuit ou de décharges de foudre.

2.5.123. Sur les lignes aériennes avec supports en bois de type portique, la distance entre phases en bois doit être d'au moins : 3 m - pour les lignes aériennes 35 kV ; 4 m - pour ligne aérienne 110 kV ; 4,8 m - pour ligne aérienne 150 kV ; 5 m - pour ligne aérienne 220 kV.

Dans certains cas, pour les lignes aériennes 110-220 kV, s'il existe des justifications (faibles courants de court-circuit, zones à faible activité de foudre, etc.), il est permis de réduire les distances spécifiées à la valeur recommandée pour les lignes aériennes avec une tension un cran plus bas.

Sur les supports en bois monocolonnes, les distances entre phases en bois suivantes sont autorisées : 0,75 m - pour les lignes aériennes 3-20 kV ; 2,5 m - pour les lignes aériennes 35 kV, sous réserve du respect des distances de portée conformément au 2.5.94.

2.5.124. Les inserts de câble dans les lignes aériennes doivent être protégés aux deux extrémités du câble contre les surtensions de foudre par des dispositifs de protection. La pince de mise à la terre des dispositifs de protection, les gaines métalliques du câble et le corps du raccord de câble doivent être reliés entre eux par le chemin le plus court. La borne de terre du dispositif de protection doit être reliée à l'électrode de terre par un conducteur séparé.

Ne nécessite pas de protection contre les surtensions :

1) inserts de câble 35-220 kV d'une longueur de 1,5 km ou plus dans les lignes aériennes, protégés par des câbles ;

2) inserts de câbles dans les lignes aériennes d'une tension allant jusqu'à 20 kV, constitués de câbles avec isolation et gaine en plastique, d'une longueur de 2,5 km ou plus, et de câbles d'autres conceptions d'une longueur de 1,5 km ou plus.

2.5.125. Pour les lignes aériennes passant à une altitude allant jusqu'à 1000 m au-dessus du niveau de la mer, les distances d'isolation dans l'air entre les fils et raccords sous tension et les parties mises à la terre des supports ne doivent pas être inférieures à celles indiquées dans le tableau. 2.5.17. Il est permis de réduire les distances d'isolement pour les surtensions de foudre indiquées dans le tableau. 2.5.17, à condition que le niveau global de résistance à la foudre de la ligne aérienne ne soit pas réduit de plus de 20 %. Pour les lignes aériennes de 750 kV fonctionnant à une altitude allant jusqu'à 500 m au-dessus du niveau de la mer, les distances indiquées dans le tableau. 2.5.17, peut être réduit de 10 % pour l'espace « fil à boucle - support d'ancrage-coin », « fil-hauban » et de 5 % pour les autres espaces. Les plus petites distances d'isolement pour les surtensions internes sont données pour les valeurs suivantes de la multiplicité calculée : 4,5 - pour les lignes aériennes 6-10 kV ; 3,5 - pour les lignes aériennes 20-35 kV ; 3,0 - pour les lignes aériennes 110-220 kV ; 2,7 - pour les lignes aériennes 330 kV ; 2,5 - pour les lignes aériennes de 500 kV et 2,1 - pour les lignes aériennes de 750 kV.

Pour les autres valeurs inférieures du facteur de surtension interne calculé, les distances d'isolation admissibles pour celles-ci sont recalculées proportionnellement.

Les distances d'isolation dans l'air entre les parties actives et un support en bois ne comportant pas de pentes de mise à la terre peuvent être réduites de 10 %, à l'exception des distances choisies en fonction des conditions de montée en toute sécurité jusqu'au support.

Lors du passage de lignes aériennes dans des zones montagneuses, les plus petites distances d'isolation pour la tension de fonctionnement et les surtensions internes doivent être augmentées par rapport à celles indiquées dans le tableau. 2.5.17 de 1% tous les 100 m au-dessus de 1000 m d'altitude.

Tableau 2.5.17. Distance minimale d'isolation dans l'air (clair) entre les parties conductrices de courant et les parties mises à la terre du support

* Au dénominateur - l'intervalle « fil dénudé - poteau de l'ancrage-support d'angle », au numérateur - tous les intervalles, à l'exception de l'intervalle « fil - support » pour la phase médiane, qui doit être d'au moins 480 cm.

2.5.126. Les distances les plus courtes sur le support entre les fils de la ligne aérienne à l'endroit où ils se croisent lors des transpositions, des dérivations, du passage d'un agencement de fils à un autre ne doivent pas être inférieures à celles indiquées dans le tableau. 2.5.18.

Tableau 2.5.18. Distance minimale entre phases sur un support

* Pour les valeurs du facteur de surtension interne calculé inférieures à 2,1, les distances d'isolation admissibles sont recalculées proportionnellement.

2.5.127. Des exigences supplémentaires pour la protection contre les surtensions de foudre des lignes aériennes lorsqu'elles se croisent et lorsqu'elles traversent diverses structures sont données aux 2.5.229, 2.5.238, 2.5.267.

2.5.128. Sur les lignes aériennes à double circuit de 110 kV et plus, protégées par un câble, afin de réduire le nombre d'éclats de foudre à double circuit, il est permis d'augmenter l'isolation d'un des circuits de 20 à 30 % par rapport au isolation de l'autre circuit.

2.5.129. Sur la ligne aérienne doivent être mis à la terre :

1) prend en charge avec un câble de protection contre la foudre ou d'autres dispositifs de protection contre la foudre ;

2) béton armé et supports métalliques des lignes aériennes 3-35 kV ;

3) supports sur lesquels sont installés des transformateurs de puissance ou de mesure, des sectionneurs, des fusibles et d'autres dispositifs ;

4) supports métalliques et en béton armé des lignes aériennes 110-500 kV sans câbles et autres dispositifs de protection contre la foudre, si cela est nécessaire dans les conditions permettant d'assurer le fonctionnement des relais de protection et d'automatisation.

Les poteaux en bois et les poteaux en bois avec traverses métalliques de lignes aériennes sans câbles de protection contre la foudre ou autres dispositifs de protection contre la foudre ne sont pas mis à la terre.

La résistance des dispositifs de mise à la terre des supports indiqués au paragraphe 1, avec leur hauteur jusqu'à 50 m, ne doit pas dépasser celles indiquées dans le tableau. 2.5.19 ; avec une hauteur d'appui supérieure à 50 m - 2 fois inférieure à celles indiquées dans le tableau. 2.5.19. Sur les supports de lignes aériennes à double circuit et multicircuit, quelles que soient la tension de ligne et la hauteur des supports, il est recommandé de réduire la résistance des dispositifs de mise à la terre de 2 fois par rapport à celles indiquées dans le tableau. 2.5.19.

Il est permis de dépasser la résistance à la terre de certains supports par rapport aux valeurs standardisées, s'il existe des supports avec des valeurs réduites de résistance à la terre, et que le nombre attendu de coupures de terre ne dépasse pas les valeurs obtenues lorsque les exigences du tableau 2.5.19 sont remplies. XNUMX pour tous les supports de lignes aériennes.

Pour les supports de lignes aériennes de montagne situées à des altitudes supérieures à 700 m au dessus du niveau de la mer, indiquées dans le tableau. 2.5.19 les valeurs de résistance de mise à la terre peuvent être augmentées de 2 fois. La résistance des dispositifs de mise à la terre des supports spécifiés à l'article 2 pour les lignes aériennes 3-20 kV passant dans des zones peuplées, ainsi que toutes les lignes aériennes 35 kV, ne doit pas être supérieure à celles indiquées dans le tableau. 2.5.19 : pour les lignes aériennes 3-20 kV dans les zones inhabitées dans les sols avec une résistivité ρ jusqu'à 100 Ohm m - pas plus de 30 Ohm, et dans les sols avec ρ supérieur à 100 Ohm m - pas plus de 0,3 ρ Ohm.

La résistance des dispositifs de mise à la terre des supports de lignes aériennes de 110 kV et plus, spécifiée à l'article 3, ne doit pas être supérieure à celles indiquées dans le tableau. 2.5.19, et pour les lignes aériennes 3-35 kV ne doit pas dépasser 30 Ohms.

Les résistances des dispositifs de mise à la terre des supports spécifiés à l'article 4 sont déterminées lors de la conception de la ligne aérienne.

Pour les lignes aériennes protégées par des câbles, la résistance des dispositifs de mise à la terre réalisée selon les conditions de protection contre la foudre doit être assurée lorsque le câble est déconnecté, et dans d'autres conditions - lorsque le câble n'est pas déconnecté.

La résistance des dispositifs de mise à la terre des supports de lignes aériennes doit être prévue et mesurée aux courants de fréquence industrielle pendant la période de leurs valeurs les plus élevées en été. Il est permis d'effectuer des mesures à d'autres périodes avec les résultats ajustés en introduisant un coefficient saisonnier, cependant, les mesures ne doivent pas être effectuées pendant une période où la valeur de la résistance des dispositifs de mise à la terre est significativement affectée par le gel du sol.

L'endroit où le dispositif de mise à la terre est connecté au support en béton armé doit être accessible pour les mesures.

Tableau 2.5.19. La plus haute résistance des dispositifs de mise à la terre des supports de lignes aériennes

2.5.130. Les fondations en béton armé pour supports de lignes aériennes de 110 kV et plus peuvent être utilisées comme conducteurs de terre naturels (exceptions 2.5.131 et 2.5.253) lorsqu'il existe une connexion métallique entre les boulons d'ancrage et l'armature de fondation et que le béton armé n'est pas imperméabilisé. avec des matériaux polymères.

Le revêtement bitumineux des supports et fondations en béton armé n'affecte pas leur utilisation comme conducteur de mise à la terre naturel.

2.5.131. Lors du passage de lignes aériennes de 110 kV et plus dans des zones avec des sols argileux, limoneux, sableux et similaires avec une résistivité de ρ≤1000 Ohm m, le renforcement des fondations, des supports et des marches en béton armé doit être utilisé comme conducteurs de mise à la terre naturels sans pose supplémentaire ou en combinaison avec la pose de conducteurs de terre artificiels. Dans les sols à résistivité plus élevée, la conductivité naturelle des fondations en béton armé ne doit pas être prise en compte et la valeur de résistance requise du dispositif de mise à la terre doit être assurée uniquement par l'utilisation d'électrodes de terre artificielles.

La résistance requise des dispositifs de mise à la terre des supports de lignes aériennes 35 kV doit être assurée par l'utilisation de conducteurs de terre artificiels, et la conductivité naturelle des fondations, des parties souterraines des supports et des marchepieds (fixations) ne doit pas être prise en compte dans les calculs.

2.5.132. Pour mettre à la terre les supports en béton armé, les éléments de renforcement longitudinal sollicités et non contraints des crémaillères, dont les éléments métalliques sont interconnectés et peuvent être connectés à l'électrode de terre, doivent être utilisés comme conducteurs de mise à la terre.

Si nécessaire, un conducteur spécial peut être posé comme conducteur de terre à l'extérieur ou à l'intérieur du rack. Les raccords utilisés pour la mise à la terre doivent satisfaire à la résistance thermique lorsque des courants de court-circuit circulent. Pendant le court-circuit, les tiges ne doivent pas chauffer à plus de 60 ºС.

Des haubans de supports en béton armé doivent être utilisés comme conducteurs de mise à la terre en plus des armatures.

Les câbles mis à la terre conformément au 2.5.122 et les pièces de fixation des guirlandes d'isolateurs à la traversée des supports en béton armé doivent être métalliques reliés à une descente de mise à la terre ou à une armature mise à la terre.

2.5.133. La section de chacune des descentes de mise à la terre sur le support de ligne aérienne doit être d'au moins 35 mm2, et pour les descentes monofilaires le diamètre doit être d'au moins 10 mm (section 78,5 mm2). Le nombre de descentes doit être d'au moins deux.

Pour les zones avec une humidité relative annuelle moyenne de 60 % ou plus, ainsi que des degrés d'influence environnementale modérés et très agressifs, les pentes de mise à la terre au point d'entrée dans le sol doivent être protégées contre la corrosion conformément aux exigences de la construction. codes et règlements.

S'il existe un risque de corrosion des conducteurs de terre, leur section doit être augmentée ou des conducteurs de terre galvanisés doivent être utilisés.

Sur les lignes aériennes avec supports en bois, un raccordement boulonné des descentes de mise à la terre est recommandé ; sur supports métalliques et en béton armé, le raccordement des pentes de mise à la terre peut être réalisé soit par boulonnage, soit par soudage.

2.5.134. En règle générale, les conducteurs de mise à la terre pour les supports de lignes aériennes doivent être situés à une profondeur d'au moins 0,5 m et dans les terres arables - 1 M. Dans le cas de l'installation de supports dans des sols rocheux, il est permis de poser directement les conducteurs de mise à la terre des poutres. sous la couche pliable au-dessus des roches avec une épaisseur de couche d'au moins 0,1 M. Si l'épaisseur de cette couche est plus petite ou absente, il est recommandé de poser des conducteurs de mise à la terre le long de la surface de la roche et de les remplir de mortier de ciment.

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