Nte 001/03/00

NTE 001/03/00

- 1 -

ANRE

NORMATIV PRIVIND ALEGEREA IZOLAŢIEI, COORDONAREA IZOLAŢIEI ŞI PROTECŢIA INSTALAŢIILOR ELECTROENERGETICE ÎMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR Indicativ NTE 001/03/00

Aprobat cu Ordinul nr. 2 din 7.02. 2003 al Preşedintelui ANRE Înlocuieşte PE 109/1992

NTE 001/03/00

-

2

-

Instituţia responsabilă de elaborarea normei tehnice energetice C.N. TRANSELECTRICA S.A. Executant: Institutul de Studii şi Proiectări Energetice Secţia Sisteme Energetice Responsabil de lucrare: Dr.ing. Fănică Vatră

NTE 001/03/00

-

3

-

CUPRINS

I.

Pag. Scop ......................................................................................................................... ..... 5

II. Domeniu de aplicare .................................................................................... ................. 5 III. Terminologie şi abrevieri ............................................................... ................................ 6 IV. Acte normative de referinţă ................................................................................ ......... 16 V. Alegerea şi coordonarea izolaţiei ...................................................................... .......... 17 VI. Protecţia liniilor electrice aeriene împotriva supratensiunilor de trăsnet ............................................................................................................ ....... 31 VII. Protecţia instalaţiilor electrice împotriva loviturilor directe de trăsnet şi protecţia împotriva undelor de supratensiune de trăsnet care se propagă pe liniile electrice aeriene ........................................................... ............................... 35 VIII. Protecţia instalaţiilor din reţelele electrice de 110 ÷ 750 kV supratensiunilor de comutaţie ......................................................................... ........... 43 IX. Protecţia instalaţiilor electrice împotriva supratensiunilor temporare ......................... 45 X.

Protecţia maşinilor electrice rotative împotriva supratensiunilor.................... ............. 50

XI. Alegerea aparatelor de protecţie împotriva supratensiunilor .................................... 52 XII. Protecţia instalaţiilor electrice de exterior împotriva loviturilor directe de trăsnet............................................................................................................ ........ 55 XIII. Proiectarea instalaţiilor electroenergetice situate în zone poluate ........................... 61 ANEXE: Anexa 1. Metodologia de calcul a riscului de defect la comutaţie la o staţie şi la o linie electrică aeriană ............................................... ................ 63 Anexa 2. Tensiunile de ţinere şi de 50 % conturnări ale lanţurilor de izolatoare utilizate în România ............................................................... ...... 65 Anexa 3. Exemplu de alegere a izolaţiei unei linii electrice aeriane ............................ 69 Anexa 4. Alegerea schemelor de protecţie a maşinilor electrice rotative ..................... 75 Anexa 5. Caracteristicile principale ale descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă ............................................................................. ........................... 77 Anexa 6. Exemple de alegere a descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă ................... 82 Anexa 7. Condiţii tehnice orientative pentru procurarea de descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici................................ ............. 86 Anexa 8. Determinarea zonei de protecţie a paratrăsnetelor împotriva loviturilor directe de trăsnet ....................................................................... .... 87 Anexa 9. Instrucţiuni privind tratarea neutrului în reţelele electrice de medie tensiune .................................................................... ......................... 95 Anexa 10. Clasificarea teritoriului în zone cu un anumit nivel de poluare .................. 102

NTE 001/03/00

-

4

-

NTE 001/03/00

-

5

-

I. SCOP 1.1.- Scopul normativului este de a promova şi impune reguli şi cerinţe tehnice minimale pentru alegerea izolaţiei, coordonarea izolaţiei şi protecţia împotriva supratensiunilor a instalaţiilor electroenergetice pentru a se asigura o funcţionare sigură şi economică a acestora.

II. DOMENIU DE APLICARE 2.1.- Prezentul normativ se aplică la alegerea şi coordonarea izolaţiei liniilor şi instalaţiilor electrice (denumite pe scurt instalaţii electroenergetice) de curent alternativ, cu tensiunea nominală mai mare de 1000 V, ţinând seama de caracteristicile zonei (grad de poluare, altitudine etc.) în care este amplasată instalaţia. De asemenea, prezentul normativ se aplică la proiectarea instalaţiilor de protecţie împotriva supratensiunilor pentru instalaţii electroenergetice de curent alternativ, cu tensiunea nominală mai mare de 1000 V. 2.2.- Prezentul normativ nu se aplică instalaţiilor electroenergetice a căror proiectare, construcţie şi exploatare se reglementează prin prescripţii tehnice speciale, ca de exemplu: - instalaţii electrice pentru tracţiunea electrică; - instalaţii electrice pentru alimentarea minelor şi carierelor; - instalaţii electrice din medii explozive etc. 2.3.- Prezentul normativ este obligatoriu pentru toate instalaţiile (din domeniul de aplicare), care se proiectează de la data intrării în vigoare a acestui normativ. 2.4.- Adaptarea instalaţiilor electroenergetice existente la prevederile prezentului normativ se va face în măsura în care experienţa de exploatare arată că sunt necesare modificări în sensul noului normativ, justificate prin frecvenţa evenimentelor. Adaptarea se va face din iniţiativa entităţilor care au în gestiune/proprietate instalaţiile respective. 2.5.- În afară de prevederile prezentului normativ se va ţine seama şi de prevederile din standardele, prescripţiile şi normativele tehnice în vigoare (specificate în capitolul IV din prezentul normativ) şi de standardele profesionale ale furnizorului de echipament şi materiale. 2.6.- Înlocuirea tipului de izolaţie şi de echipamente, prevăzute în proiecte, sau modificarea schemei de protecţie a instalaţiilor împotriva supratensiunilor se va face în toate cazurile numai cu avizul unui proiectant de specialitate, care va avea în vedere respectarea tuturor prevederilor din prezentul normativ. 2.7.- În prezentul normativ se folosesc următoarele moduri de indicare a gradului de obligativitate a prevederilor conţinute: - "trebuie","este necesar", "se impune", "urmează" indică obligativitatea strictă a respectării prevederilor în cauză; - "de regulă" indică faptul că prevederea respectivă trebuie să fie avută în vedere la alegerea soluţiei, dar care nu este obligatorie; orice abatere trebuie justificată tehnic şi economic; - "se admite" indică o soluţie satisfăcătoare, care poate fi aplicată în situaţii particulare, fiind obligatorie justificarea ei în proiect. - "se recomandă" indică o soluţie preferabilă, care trebuie avută în vedere, dar justificarea nefolosirii ei nu este obligatorie.

III. TERMINOLOGIE ŞI ABREVIERI

NTE 001/03/00

-

6

-

În sensul prezentului normativ sunt valabile următoarele definiţii: 3.1.- Coordonarea izolaţiei constă în alegerea rigidităţii dielectrice a echipamentelor, în funcţie de tensiunile care pot apărea în reţeaua pentru care aceste echipamente sunt destinate, luând în considerare condiţiile de mediu în care funcţionează precum şi caracteristicile dispozitivelor de protecţie disponibile. Ea are drept scop reducerea la un nivel acceptabil, din punct de vedere economic şi al exploatării, a posibilităţii ca solicitările dielectrice rezultate, aplicate echipamentelor, să provoace deteriorarea izolaţiei acestora sau să le afecteze continuitatea de funcţionare. 3.2.- Tensiune nominală a unei reţele trifazate (Un): Valoarea efectivă a tensiunii între faze, prin care este denumită reţeaua şi la care se referă unele caracteristici de funcţionare ale acesteia. 3.3.- Tensiune cea mai ridicată a reţelei (Us): Valoarea efectivă maximă a tensiunii între faze, care poate să apară în orice moment şi în orice punct al reţelei în condiţii normale de funcţionare. Această valoare nu ţine seama de variaţiile tranzitorii datorate, de exemplu, manevrelor din reţea şi nici de variaţiile temporare ale tensiunii datorate unor condiţii anormale din reţea, de tipul defectelor sau declanşărilor bruşte de sarcini importante. 3.4.- Tensiune cea mai ridicată pentru echipament (Um): Cea mai mare valoare efectivă a tensiunii între faze pentru care echipamentul este proiectat să funcţioneze din punctul de vedere al izolaţiei acestuia şi al unor alte caracteristici ce pot fi legate de această tensiune în documentele tehnice normative specifice pentru fiecare echipament în parte. Această tensiune trebuie să fie cel puţin egală cu valoarea tensiunii celei mai ridicate a reţelei în care va fi utilizat echipamentul. 3.5.- Supratensiune: Orice tensiune, dependentă de timp, între un conductor de fază şi pământ sau între conductoarele de fază, a cărei valoare sau valori de vârf depăşesc valoarea de vârf Um⋅ 2 / 3 , respectiv Um. 2 , corespunzătoare tensiunii celei mai ridicate pentru echipament. 3.6.- Supratensiune de comutaţie: Supratensiunea fază-pământ sau între faze care apare într-un punct dat al reţelei datorită unei operaţii de comutare, a unui defect sau altor cauze şi a cărei formă poate fi asimilată în ceea ce priveşte coordonarea izolaţiei cu cea a impulsurilor standardizate utilizate pentru încercările cu impuls de tensiune de comutaţie. Supratensiunile de acest tip sunt, de obicei, puternic amortizate şi de scurtă durată. 3.7.- Supratensiune temporară: O supratensiune sub forma unor oscilaţii neamortizate sau slab amortizate între fază şi pământ sau între faze, care apare într-un punct dat al unei reţele, pentru o durată relativ mare. Supratensiunile temporare sunt provocate, de obicei, de comutaţii sau de apariţia de defecte (de exemplu, variaţii bruscă a unor sarcini importante, defecte monofazate) şi/sau de fenomene neliniare (ferorezonanţă, armonici). Supratensiunile temporare se caracterizează prin amplitudine, frecvenţă, durată totală sau coeficient de amortizare. 3.8.- Supratensiune de trăsnet: Supratensiunea fază-pământ sau între faze care apare într-un punct dat al reţelei datorită unei descărcări atmosferice sau unei alte cauze şi a cărei formă poate fi asimilată, în ceea ce priveşte coordonarea izolaţiei, cu cea a impulsurilor standardizate utilizate pentru încercarea la impuls de tensiune de trăsnet. Supratensiunile de acest tip sunt, de obicei, de o singură polaritate şi de durată foarte scurtă. 3.9.- Clasificarea tensiunilor şi supratensiunilor. În funcţie de forma şi durata lor, tensiunile şi supratensiunile se împart în următoarele categorii (a se vedea şi SR CEI 60071-1/1996): a) Tensiunea permanentă (de frecvenţă industrială): Tensiune de frecvenţă industrială, considerată ca având o valoare efectivă constantă, aplicată permanent tuturor perechilor de borne ale unei configuraţii de izolaţie.

NTE 001/03/00

-

7

-

b) Supratensiune temporară: Supratensiune de frecvenţă industrială de durată relativ lungă. Notă: - Supratensiunea poate fi neamortizată sau slab amortizată. În anumite cazuri, frecvenţa ei poate fi, de câteva ori, mai mică sau mai mare decât frecvenţa industrială.

c) Supratensiune tranzitorie: Supratensiune de scurtă durată, nedepăşind câteva milisecunde, oscilatorie sau nu, în general puternic amortizată. Notă:- Supratensiunile tranzitorii pot fi urmate imediat de supratensiuni temporare. În astfel de cazuri, cele două supratensiuni se consideră ca evenimente separate.

Supratensiunile tranzitorii se împart în: - supratensiune cu front lent: Supratensiune tranzitorie, în general unidirecţională, având durata până la vârf 20 µs < Tp ≤ 5000 µs şi durata spatelui T2 ≤ 20 ms. - supratensiune cu front rapid: Supratensiune tranzitorie, în general unidirecţională, având durata până la vârf 0,1 µs < Tf ≤ 20 µs şi durata spatelui T2 ≤ 300 µs. - supratensiune cu front foarte rapid: Supratensiune tranzitorie, în general unidirecţională, având durata până la vârf Tf ≤ 0,1 µs şi durata totală < 3 µs şi cu oscilaţii suprapuse de frecvenţă 30 kHz < f < 100 MHz. d) Supratensiune combinată (temporară, cu front lent, cu front rapid, cu front foarte rapid): Supratensiune ce constă din două componente de tensiune aplicate simultan între fiecare dintre cele două borne de fază ale unei izolaţii între faze (sau longitudinale) şi pământ. O astfel de supratensiune se clasifică în funcţie de componenta de vârf cea mai ridicată. 3.10.- Forme de tensiune standardizate. Următoarele forme de tensiune sunt standardizate: a) Tensiune standardizată de scurtă durată de frecvenţă industrială: O tensiune sinusoidală cu frecvenţa cuprinsă între 48 Hz şi 52 Hz şi de durată egală cu 60 s. b) Impuls de comutaţie standardizat: O tensiune de impuls având durata până la vârf de 250 µs şi durata de înjumătăţire (durata de semiamplitudine) de 2500 µs. c) Impuls de trăsnet standardizat: O tensiune de impuls având durata până la vârf de 1,2 µs şi durata de înjumătăţire (durata de semiamplitudine) de 50 µs. d) Impuls de comutaţie combinat standardizat: O tensiune de impuls combinată, având două componente cu valori de vârf egale şi polarităţi opuse. Componenta pozitivă este un impuls de comutaţie standardizat şi componenta negativă este un impuls de comutaţie a cărui durată până la vârf şi, respectiv durata de înjumătăţire (durata de semiamplitudine) nu trebuie să fie mai mici decât duratele corespunzătoare ale impulsului pozitiv. Ambele impulsuri trebuie să-şi atingă valorile de vârf în acelaşi moment. În consecinţă, valoarea de vârf a tensiunii combinate este suma valorilor de vârf ale componentelor sale. 3.11.- Criteriu de performanţă. Baza pe care este aleasă izolaţia astfel încât să fie redusă la un nivel acceptabil, din punct de vedere economic şi al exploatării, probabilitatea ca solicitările dielectrice rezultante impuse echipamentelor să producă deteriorări ale izolaţiilor echipamentelor, sau să afecteze continuitatea în funcţionare. Acest criteriu este de obicei exprimat prin termenii unei rate de defectare acceptabilă (numărul de defectări pe an, număr de ani între defectări, risc de defectare etc.) a configuraţiei izolaţiei. 3.12.- Condiţiile atmosferice standardizate de referinţă sunt: - temperatura t0 = 20 oC - presiunea b0 = 101,3 kPa (1013 mbar) - umiditatea absolută ha0 = 11 g/m3. 3.13.- Supratensiune statistică de comutaţie (trăsnet) (Ue2, Up2, ): Supratensiunea de comutaţie (trăsnet) aplicată unui echipament, ca urmare a unei perturbaţii de tip determinat, care afectează reţeaua (punerea sub tensiune a unei linii, reanclanşarea, producerea unui defect, descărcări atmosferice etc.), a cărei valoare de vârf are o probabilitate de depăşire egală cu o probabilitate de referinţă specifică. Această probabilitate de referinţă a fost stabilită, prin standardul SR EN (CEI) 60071-2:1999, egală cu 2%.

NTE 001/03/00

-

8

-

3.14.- Supratensiune maximă convenţională de comutaţie (trăsnet): Valoarea de vârf a unei supratensiunii de comutaţie (trăsnet) care este adoptată ca o supratensiune maximă şi utilizată în metoda convenţională de coordonare a izolaţiei. 3.15.- Valoare în unităţi relative a supratensiunii fază-pământ (u): Raportul dintre valoarea de vârf a unei supratensiuni între fază şi pământ şi valoarea tensiunii fază-pământ, corespunzătoare tensiunii celei mai ridicate a reţelei (adică Us ⋅ 2 / 3 ). 3.16.- Valoare în unităţi relative a supratensiunii între faze: Raportul dintre valoarea de vârf a unei supratensiuni între faze şi valoarea tensiunii fază-pământ, corespunzătoare tensiunii celei mai ridicate a reţelei (adică Us ⋅ 2 / 3 ). Acest raport se va exprima sub formă K ⋅ 3 , exprimând prin K raportul dintre valorile de vârf ale supratensiunii între faze şi ale tensiunii celei mai ridicate a reţelei (adică Us ⋅ 2 ). 3.17.- Tensiune convenţională de ţinere la impuls de comutaţie (trăsnet): Valoarea de vârf a unei tensiuni de impuls de comutaţie (trăsnet), aplicată în cursul ″încercărilor de impuls″, pentru care izolaţia nu trebuie să prezinte nici o descărcare disruptivă dacă este supusă unui număr specificat de impulsuri de această valoare în condiţii specificate (probabilitatea de ţinere a izolaţiei Pw = 100 %). Definiţia se aplică în special izolaţiei neautoregeneratoare (definiţia 3.37). 3.18.- Tensiune statistică de ţinere la impuls de comutaţie (trăsnet): Valoarea de vârf a unei tensiuni de impuls de comutaţie (trăsnet), aplicată în cursul ″încercărilor de impuls″, pentru care probabilitatea de ţinere este egală cu o probabilitate de referinţă specificată. Această probabilitate de referinţă a fost stabilită în standardul SR EN (CEI) 60071-2:1999 egală cu Pw = 90%. Acest concept de ţinere statistică în etapa actuală se aplică numai izolaţiilor autoregeneratoare. 3.19.- Tensiune de 50% conturnări a unei izolaţii (U50) este valoarea maximă a unei tensiuni standardizate, care, aplicată izolaţiei respective de un număr de ori, produce conturnarea acesteia în 50 % din cazuri. 3.20.- Tensiune nominală de ţinere la impuls de comutaţie (trăsnet): Valoarea de vârf a tensiunii de ţinere la impuls de comutaţie (trăsnet) prescrisă pentru echipament, care caracterizează izolaţia acestui echipament în ceea ce priveşte încercările de ţinere. 3.21.- Tensiune nominală de ţinere de scurtă durată la frecvenţă industrială: Valoarea efectivă a tensiunii sinusoidale de frecvenţă industrială pe care izolaţia echipamentului trebuie să o suporte în timpul încercărilor efectuate în condiţii specificate şi pentru o durată specificată, care în general nu depăşeşte un minut. 3.22.- Nivelul nominal de izolaţie se defineşte prin: a) pentru echipamentele cu tensiunea cea mai ridicată ≤ 245 kV: - tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet şi - tensiunea nominală de ţinere de scurtă durată la frecvenţă industrială. b) pentru echipamentele cu tensiunea cea mai ridicată > 245 kV: - tensiunea nominală de ţinere la impuls de comutaţie şi - tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet. 3.23.- Factor statistic de siguranţă: Raportul dintre o tensiune statistică de ţinere la impuls şi supratensiunea statistică corespunzătoare de comutaţie (trăsnet), provocată de o perturbaţie de tip determinat, stabilită în baza unui risc acceptat de defect, ţinând seama de curbele de repartiţie statistică a supratensiunilor şi a tensiunii de ţinere. 3.24.- Factor convenţional de siguranţă: Raportul dintre o tensiune convenţională de ţinere la impuls de comutaţie (trăsnet) şi supratensiunea convenţională maximă corespunzătoare stabilită pe bază de experienţă, care ia în considerare abaterile posibile ale valorilor reale ale

NTE 001/03/00

-

9

-

tensiunilor de ţinere şi supratensiunilor de la valorile lor convenţionale, precum şi oricare alţi factori (anexa 1). 3.25.- Risc de defect: Probabilitatea ca o supratensiune de un anumit tip şi o valoare dată să provoace o defectare (o amorsare) a unei izolaţii. 3.26.- Nivel de protecţie al unui dispozitiv de protecţie: Valoarea de vârf a tensiunii celei mai mari admisibile la bornele unui dispozitiv de protecţie supus, în condiţii specifice, la impulsuri de comutaţie sau de trăsnet de forme standardizate şi la valori nominale. Note: 1. În cazul impulsului de tensiune de trăsnet se alege cea mai mare dintre următoarele valori: - tensiunea maximă de amorsare la impuls 1,2/50 µs; - tensiunea maximă reziduală la curentul specificat. 2. Referirile se pot face la un nivel statistic sau convenţional de protecţie în sensul pct. 3.13, pct. 3.14, pct. 3.17, pct. 3.18.

3.27.- Factori de protecţie ai unui dispozitiv de protecţie: Valorile nivelurilor de protecţie ale unui dispozitiv de protecţie corespunzătoare pentru impuls de comutaţie, respectiv de trăsnet, raportate la valoarea de vârf a tensiunii nominale a acestui dispozitiv. Notă: În cazul eclatoarelor, în mod convenţional, tensiunea nominală se va considera tensiunea fază-pământ corespunzătoare tensiunii celei mai ridicate a reţelei.

3.28.- Factor de defect la pământ: Într-un anumit punct al unei reţele electrice trifazate (în general în punctul de instalare al unui echipament) şi pentru o configuraţie dată de funcţionare a reţelei, este raportul dintre cea mai mare valoare efectivă a tensiunii de frecvenţă industrială între o fază sănătoasă şi pământ în timpul unui defect la pământ (pe una sau mai multe faze), într-un punct oarecare al reţelei şi valoarea efectivă a tensiunii de frecvenţă industrială care s-ar obţine în acelaşi loc în absenţa defectului. Note: 1. Acest factor este un raport numeric supraunitar, care caracterizează la modul general condiţiile de legare la pământ a neutrului reţelei într-un anumit loc, independent de valoarea reală particulară a tensiunii de serviciu în acel loc. 2. Factorii de defect la pământ se calculează în funcţie de valorile impedanţelor reţelei în sistemul de componente simetrice, privind din punctul considerat, utilizând pentru maşinile rotative valorile reactanţelor subtranzitorii. 3. Dacă pentru toate schemele de exploatare posibile valoarea reactanţei de secvenţă zero este mai mică decât triplul valorii reactanţei de secvenţă pozitivă şi dacă valoarea rezistenţei de secvenţă zero nu o depăşeşte pe cea a reactanţei de secvenţă pozitivă, valoarea factorului de defect la pământ nu va depăşi 1,4.

3.29.- Reţea cu neutrul izolat: O reţea electrică al cărei punct neutru nu are nici o legătură voită cu pământul, cu excepţia celei realizate prin aparate de măsurare, de protecţie sau de semnalizare, având o impedanţă foarte mare. 3.30.- Reţea cu neutrul tratat prin bobină de compensare: O reţea electrică al cărei punct neutru este legat la pământ printr-o bobină a cărei reactanţă are o astfel de valoare încât, în cazul unui defect între o fază şi pământ, curentul inductiv de frecvenţă industrială, care circulă între locul de defect şi bobină, compensează în mare parte componenta capacitivă de frecvenţă industrială a curentului de defect. Notă: Într-o reţea cu neutrul tratat prin bobină de compensare curentul rezidual la locul de defect este limitat în aşa fel încât arcul electric de punere la pământ se stinge natural.

3.31.- Reţea cu neutrul legat la pământ: O reţea electrică al cărei punct neutru este legat la pământ fie direct, fie printr-o rezistenţă sau reactanţă suficient de mică pentru a reduce oscilaţiile tranzitorii şi a îmbunătăţii condiţiile de funcţionare selectivă a protecţiei contra defectelor la pământ. 3.32.- Izolaţie externă: Izolaţia părţilor exterioare ale echipamentului, constând din distanţe de separare în aer şi din suprafeţele în contact cu aerul ale izolaţiei solide ale unui echipament, care sunt supuse la solicitări dielectrice şi la influenţa condiţiilor atmosferice sau a altor agenţi externi, precum poluarea, umiditatea, animale etc.

NTE 001/03/00

- 10 -

3.33.- Izolaţie internă: Izolaţia părţilor interioare solide, lichide sau gazoase ale unui echipament, care nu este supusă influenţei condiţiilor atmosferice sau altor agenţi externi, precum poluarea, umiditatea, animale etc. 3.34.- Izolaţie externă pentru echipamentul de interior: Izolaţia externă a unui echipament destinat să funcţioneze în interiorul unei clădiri, care nu este deci expus influenţei condiţiilor atmosferice. 3.35.- Izolaţie externă pentru echipamentul de exterior; Izolaţia externă a unui echipament destinat să funcţioneze în exteriorul clădirilor, care este deci expus influenţei condiţiilor atmosferice. 3.36.- Izolaţie autoregeneratoare: Izolaţie care îşi reface complet proprietăţile sale izolante după o descărcare disruptivă; izolaţia de acest tip este, în general, dar nu obligatoriu, o izolaţie externă. 3.37.- Izolaţie neautoregeneratoare: Izolaţie ale cărei proprietăţi izolante se pierd sau nu se refac integral după o descărcare disruptivă; izolaţia de acest tip este, în general, dar nu obligatoriu, o izolaţie internă. 3.38.- Lungime a liniei de fugă: Lungimea minimă măsurată pe suprafaţa izolaţiei externe între părţile metalice cu potenţial electric diferit. Când izolaţia este compusă din mai multe elemente separate prin părţi metalice, drept lungime a liniei de fugă a izolaţiei se consideră suma lungimilor liniilor de fugă ale diferitelor elemente, exclusiv părţile bune conducătoare de electricitate. 3.39.- Lungime specifică a liniei de fugă: Raportul dintre lungimea totală a liniei de fugă a izolatorului, exprimată în centimetri, şi tensiunea cea mai ridicată a reţelei, exprimată în kilovolţi (cm/kV). 3.40.- Număr specific de declanşări ale unei linii electrice aeriene, datorită supratensiunilor de trăsnet: Numărul de declanşări care se produc la 100 km de linie într-un an datorită acestor cauze. 3.41.- Curent de protecţie al unei linii: Valoarea minimă a amplitudinii curentului de trăsnet capabil să producă pe linia electrică aeriană respectivă o supratensiune ce determină conturnarea izolaţiei. 3.42.- Priză de pământ: Un ansamblu de elemente conductoare în contact cu pământul. 3.43.- Priză de pământ naturală: Priza de pământ constituită din elemente conductoare în contact permanent cu solul ale unor construcţii sau instalaţii destinate diferitelor scopuri, dar care pot fi folosite în aceleşi timp pentru trecerea curentului de defect. 3.44.- Priză de pământ artificială: Priza de pământ ale cărei elemente componente sunt constituite special pentru trecerea curentului de defect. 3.45.- Rezistenţă la impuls a unei instalaţii de legare la pământ: Produsul dintre rezistenţa calculată sau măsurată în regim staţionar şi coeficientul de impuls. Valoarea coeficientului de impuls este în funcţie de tipul şi de lungimea prizei simple de pământ, de valoarea curentului de impuls care se scurge prin priza de pământ, precum şi de valoarea rezistivităţii solului. Această valoare se determină conform indicaţiilor din STAS 12604/5 - 90 şi 1 RE-IP-30/1988. 3.46.- Conturnare inversă: Fenomenul de producere a unei descărcări între stâlp sau elementele de legare la pământ a paratrăsnetelor şi unul sau mai multe elemente sub tensiune ale instalaţiilor electrice învecinate, datorat creşterii potenţialului elementelor legate la pământ, ca

NTE 001/03/00

- 11 -

urmare a scurgerii curentului de trăsnet prin priza de pământ a acestora. Conturnarea inversă poate să se producă atunci când o lovitură de trăsnet: - fie atinge direct stâlpul sau un conductor de protecţie (când el există); - fie după ce a atins un conductor de fază şi după ce a provocat a amorsare la un stâlp are astfel de caracteristici electrice încât curentul ce se scurge prin stâlp şi priza de pământ provoacă o creştere de potenţial, suficientă pentru ca să amorseze o altă fază sănătoasă (fază fără defect) până în acel moment. 3.47.- Aparate de protecţie împotriva supratensiunilor: Dispozitive destinate să protejeze echipamentul contra solicitărilor provocate de supratensiunile care depăşesc nivelul nominal de izolaţie al echipamentului. 3.48.- Eclator: Aparatul constituit din doi electrozi separaţi printr-un interval de amorsare, dimensionat în vederea unei amorsări într-un domeniu de tensiune dat. 3.49.- Descărcător cu coarne: Aparatul constituit din unul sau mai multe eclatoare în aer; funcţia de protecţie se realizează prin reducerea nivelului supratensiunilor. Stingerea arcului electric al curentului de însoţire nu este sigură, întrucât aparatul nu dispune de dispozitive de stingere forţată a arcului electric. 3.50.- Descărcător cu rezistenţă variabilă: Aparatul constituit din unul sau mai multe eclatoare şi unul sau mai multe rezistoare cu rezistenţă variabilă (nelineară) sau numai din rezistoare cu rezistenţă variabilă (nelineară); funcţia de protecţie se realizează prin reducerea nivelului supratensiunilor şi stingerea arcului curentului de însoţire (pentru descărcătoarele prevăzute cu eclatoare). În exploatare se întâlnesc următoarele tipuri de descărcătoare cu rezistenţă variabilă: a) Descărcătoarele cu rezistoare pe bază de carbură de siliciu şi eclatoare, cu şi fără suflaj magnetic; aceste descărcătoare au în componenţa lor unul sau mai multe eclatoare: Notă: Descărcătoarele cu rezistoare pe bază de carbură de siliciu nu mai sunt fabricate de marile firme producătoare de descărcătoare, dar sunt în exploatare în reţelele electrice din ţara noastră.

b) Descărcătoarele cu rezistoare pe bază de oxizi metalici (în principal oxizi de zinc), în marea majoritate fără eclatoare; curentul de însoţire se întrerupe în momentul când tensiunea scade sub o anumită valoare. Descărcătoarele cu rezistoare pe bază de oxizi metalici au performanţe tehnice mult superioare descărcătoarelor cu rezistoare pe bază de carbură de siliciu. 3.51.- Paratrăsnet: Dispozitiv de protecţie a structurilor aflate la sol împotriva loviturilor directe de trăsnet; este alcătuit din elemente de captare amplasate deasupra structurii protejate, elemente de coborâre şi elemente de legare la pământ. 3.52.- Zonă de protecţie a unui paratrăsnet vertical: Spaţiul cuprins în jurul paratrăsnetului în care un obiect este protejat cu un factor de risc de 10 -3 împotriva loviturilor directe de trăsnet datorată orientării trăsnetului spre paratrăsnet (figura 3.1 şi pct. 12.3.1). Secţiune prin zona de protecţie asigurată de paratrăsnet la înălţimea h

- h - înălţimea paratrăsnetului; - h - înălţimea obiectului protejat;

r

x

x

x

- r - raza zonei de protecţie la x

nivelul cercetat h ; x

- h = h - h - înălţimea activă a a

Limitele zonei de protecţie asigurată de paratrăsnet

x

Paratrăsnet vertical h

a

r

x

h

h

x

Fig. 3.1.- Zona de protecţie a unui paratrăsnet

Obiect protejat.

NTE 001/03/00

- 12 a a/4

hST α

α

3.53.- Zonă de protecţie a unui paratrăsnet orizontal: Spaţiul cuprins în jurul paratrăsnetului, în care un obiect este protejat cu un factor de risc de 10 -3 împotriva loviturilor directe de trăsnet (figura 3.2 şi pct. 12.3.5).

Fig. 3.3.- Unghiul de protecţie al conductoarelor de protecţie ale unei LEA. - hST - înălţimea de suspensie a conductoarelor de protecţie; - a - distanţa pe orizontală între conductoarele de protecţie. Secţiune prin zona de protecţie asigurată de paratrăsnet la înălţimea hx

r

x

Paratrăsnet orizontal (conductor de protecţie) Limitele zonei de protecţie asigurată de paratrăsnet h

a

r

x

h

Obiect protejat

h

x

3.54.- Unghi de protecţie al conductoarelor de protecţie: Unghiul format de verticala dusă prin urma conductorului de protecţie cu dreapta care uneşte această urmă, cu urma conductorului Fig. 3.2.Zona de protecţie a unui paratrăsnet orizontal. activ protejat, aceste urme fiind situate într-un plan perpendicular pe axa liniei electrice aeriene protejate (figura 3.3). Unghiul de protecţie de referinţă (pentru dimensionarea LEA) se consideră cel realizat la stâlpul LEA.

NTE 001/03/00

- 13 -

3.55.- Defect de ecran: O breşă în sistemul de protecţie asigurat de conductoarele de protecţie sau de paratrăsnete care se produce atunci când trăsnete, cu amplitudini superioare curentului de protecţie (definit la pct. 3.41), pot lovi direct conductoarele de fază şi să producă pe linia electrică aeriană respectivă o supratensiune ce determină conturnarea izolaţiei. 3.56.- Indice cronokeraunic al unei zone: Numărul de ore de furtună cu descărcări electrice în decursul unui an, stabilit ca medie pe baza observaţiilor metodologice pe cel puţin zece ani. În figura 3.4 este prezentată harta cronokeraunică a României, iar în figura 3.5 harta izokeraunică a României. Notă: Unele prescripţii definesc indicele keraunic al unei zone prin numărul de zile de furtună cu descărcări electrice în decursul unui an, iar alte prescripţii definesc indicele aritmokeraunic al unei zone prin numărul de descărcări nor-pământ pe 100 km2.

3.57.- Poluare atmosferică: Starea aerului atmosferic impurificat cu substanţe (gaze, praf etc), care, în condiţiile de exploatare, poate da naştere, la suprafaţa izolatorului, unui mediu conducător dielectric. Din punct de vedere al tipului de poluare a izolaţiei se deosebesc: poluarea de tip granular şi poluarea de tip electrolitic. Practic, cele două tipuri de poluare apar împreună, fiind foarte rare cazurile în care unul dintre ele apare în exclusivitate. 3.58.- Grad de poluare a atmosferei: Acţiunea combinată a intensităţii poluării şi a proprietăţilor fizico-chimice ale agenţilor de poluare, acţiune care influenţează comportarea izolaţiei. 3.59.- Sursă de poluare: Instalaţia sau elementul natural care produce agentul nociv, ce provoacă poluarea zonei. Ca surse de poluare se consideră coşurile de fum ale fabricilor şi centralelor şi alte guri de evacuare a emanaţiilor provenite din procesul tehnologic, secţii ale industriei chimice producătoare de gaze şi pulberi solide aflate în suspensie în atmosferă, exploatările carbonifere la zi, minele, marea etc.

NTE 001/03/00

- 14 -

Fig. 3.4.- Harta cronokeraunică a României. Durata medie anuală a orajelor pe 11 ani 1968-1978.

NTE 001/03/00

- 15 -

Fig. 3.5.- Harta izokeraunică a României. Numărul mediu de zile cu oraje pe 11 ani 1968-1978.

NTE 001/03/00

- 16 -

IV. ACTE NORMATIVE DE REFERINŢĂ 4.1.- Următoarele documente normative conţin prevederi care, prin menţionarea lor în acest text, constituie prevederi valabile pentru prezentul normativ. La momentul publicării prezentului normativ, ediţiile indicate erau în vigoare. Standarde SR CEI 60071-1:1996 SR EN 60071-2:1999 SR CEI 60815 :1994 SR CEI 60099-1:1994 SR EN 60099-4:1998 SR EN 60099-5:1998 STAS 6290-1980 STAS 832 - 1979 STAS 12604/4-89 STAS 12604/5-90

- Coordonarea izolaţiei. Partea 1: Definiţii, principii şi reguli. - Coordonarea izolaţiei. Partea 2: Ghid de aplicare. - Ghid pentru alegerea izolatoarelor în condiţii de poluare. - Descărcătoare. Partea 1: Descărcătoare cu rezistenţă variabilă cu eclatoare pentru reţele de curent alternativ. - Descărcătoare. Partea 4: Descărcătoare cu oxizi metalici fără eclatoare pentru reţele de curent alternativ. - Descărcătoare. Partea 5: Recomandări pentru alegere şi utilizare. - Încrucişări între linii de energie electrică şi linii de telecomunicaţii. Prescripţii. - Influenţe ale instalaţiilor electrice de înaltă tensiune asupra liniilor de telecomunicaţii. - Protecţie împotriva electrocutărilor. Instalaţii electrice fixe. Prescripţii generale. - Idem. Prescripţii de proiectare, execuţie şi verificare.

Prescripţii energetice generale I -20 / 2000 PE 101/1985 PE 104/1993 PE 127/1983 PE 501/1985 PE 504/1996

- Normativ pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor de paratrăsnet pentru construcţii. - Normativ pentru construcţia instalaţiilor electrice de conexiuni şi transformatoare cu tensiuni peste 1 kV. - Normativ pentru construcţia liniilor aeriene de energie electrică cu tensiuni peste 1000 V. - Regulament de exploatare tehnică a liniilor electrice aeriene. - Normativ privind proiectarea protecţiilor prin relee şi automatizăilor electrice ale centralelor şi staţiilor. - Normativ pentru proiectarea sistemelor de circuite secundare ale staţiilor electrice. Vol.III - Sisteme de protecţie şi automatizări. Prescripţii energetice specifice

PE 151/1986 1 RE-Ip -30/1988 1 E-Ip -35/1-1990

- Instrucţiuni tehnice departamentale provizorii pentru proiectarea instalaţiilor de 750 kV. - Îndrumar de proiectare şi execuţie a instalaţiilor de legare la pământ. - Îndrumar de proiectare pentru reţele de medie tensiune cu neutrul legat la pământ prin rezistenţă.

NTE 001/03/00

- 17 V. ALEGEREA ŞI COORDONAREA IZOLAŢIEI 5.1. Alegerea izolaţiei

5.1.1.- Izolaţia reţelelor electrice trebuie să reziste, atât în condiţii meteorologice favorabile, cât şi în condiţii meteorologice nefavorabile, la următoarele categorii de solicitări electrice: - tensiunea cea mai ridicată a reţelei (Us), care poate apărea în condiţii normale de funcţionare a reţelei; - supratensiunile temporare de frecvenţă industrială; - supratensiunile cu front lent (supratensiuni ce pot fi echivalate ca formă cu forma unui impuls de comutaţie standardizat - definit la pct. 3.10.b ); - supratensiunile cu front rapid (supratensiuni ce pot fi echivalate ca formă cu forma unui impuls de trăsnet standardizat - definit la pct. 3.10.c ); - supratensiunile cu front foarte rapid (conform SR CEI 60071-1:1996, caracteristicile acestei categorii de supratensiuni sunt specificate de comitetele tehnice de echipamente respective). În funcţie de locul aplicării lor, se disting: - solicitări între faze şi pământ; - solicitări între faze; - solicitări longitudinale între contactele deschise ale aparatelor de comutaţie (întreruptoare, separatoare). În tabelul 5.1 sunt specificate valorile de calcul ale factorului de supratensiune de comutaţie pentru reţelele electrice de 110÷750 kV din România (valorile în unităţi relative ale supratensiunilor de comutaţie fază-pământ - definte conform pct. 3.15). Tabelul 5.1 Valori de calcul ale factorului de supratensiune de comutaţie (KC) Nr. crt.

Tipul solicitării

1

Fază-pământ

2 3

Fază-fază Longitudinală

Factorul de supratensiune de comutaţie (KC) Tensiunea cea mai ridicată a reţelei, Us (kV) 123 245 420 787 3,1 1) 3,0 2,8 2,1 2) 3) 3,45 2,2 4,2 3,5 3,5 4,1 3,9 3,5

Note: 1) în instalaţiile cu întreruptor tip IO - 110; 2 ) în instalaţiile cu întreruptor tip IUP - 110; 3 ) înspre staţiile de alimentare ale liniilor radiale.

5.1.2.- Alegerea izolaţiei reţelelor electrice se face ţinând seama de tensiunile de ţinere nominale precizate în tabelele 5.2 şi 5.3, corespunzătoare solicitărilor electrice menţionate la pct. 5.1.1, diferenţiat pe domenii de tensiune (conform standardului SR CEI 60071-1:1996), şi anume: - pentru domeniul I de tensiuni 1 kV ≤ Us ≤ 245 kV: • tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet; • tensiunea nominală de ţinere de scurtă durată la tensiunea de frecvenţă industrială; - pentru domeniul II de tensiune cu Us > 245 kV: • tensiunea nominală de ţinere la impuls de comutaţie; • tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet; În tabelul 5.4 sunt specificate tensiunile de ţinere nominale a izolaţiei neutrului transformatoarelor din reţelele electrice de 110 kV şi 220 kV din România. Tabelul 5.2

NTE 001/03/00

- 18 -

Nivelurile de izolaţie nominale pentru domeniul I de tensiuni (1 kV ≤ Us ≤ 245 kV) Tensiunea cea mai ridicată pentru echipament Um (valoare efectivă) kV

Tensiunea nomină de ţinere la impuls de trăsnet (valoare de vârf) Lista 1 Lista 2 kV kV

3,6 7,2 12 17,5 24 36 52 72,5 123

20 40 60 75 95 145 250 325 450 1) 550 2) 950 1) 1050 2)

245

Tensiunea nominală de ţinere la încercarea de scurtă durată cu frecvenţă industrială (valoare efectivă) kV

40 60 75 95 125 170

10 20 28 38 50 70 95 140 185 1) 230 2) 395 1) 460 2)

Note: 1) valori utilizate pentru transformatoarele de putere şi distanţele de izolare în aer; 2 ) valori utilizate pentru toate echipamentele cu excepţia transformatoarelor de putere.

Tabelul 5.3 Nivelurile de izolaţie nominale pentru domeniul II de tensiuni ( Us >245 kV) Tensiunea Tensiuni cea mai nominale de ridicată pentru ţinere la echipament impuls de (valoare trăsnet efectivă) (valoare efectivă) kV 420 787

Tensiuni nominale de ţinere la impuls de comutaţie (valoare de vârf) Fază -pământ

kV 1425 1550 2) 2100

kV 1050 1425 1550 2)

Tensiunea nominală de ţinere la înercarea de scurtă durată cu frecvenţă Între faze Izolaţie industrială 4) pentru staţii longitudinală1) (valoare efectivă) kV 1425 1550 3) 2400 2550 3)

kV 950 1175

kV 630 5) 680 6) -

Note: 1) valoarea componentei de impuls a încercării combinate aplicate; 2 ) valoarea nu corespunde cu prevederile SR CEI 60071-1:1996 însă există echipamente în instalaţiile din România cu acestă tensiune de ţinere şi trebuie avută în vedere la studiile de coordonare a izolaţiei în cadrul extinderii sau modernizării staţiei; 3 ) se recomandă să se utilizeze numai în cazuri excepţionale când există riscuri de defect la supratensiuni de comutaţie între faze mai mari decât cele admise; 4 ) valorile nu sunt specificate în SR CEI 60071-1:1996, dar vor fi avute în vedere la elaborarea documentaţiilor pentru procurarea de echipamente; 5 ) valori utilizate pentru transformatoarele de putere şi distanţele de izolare în aer; 6 ) valori utilizate pentru toate echipamentele cu excepţia transformatoarelor de putere.

Tabelul 5.4 Nivelurile nominale de ţinere a izolaţiei neutrului transformatoarelor Neutrul înfăşurării transforma-

Tensiuni nominale de

Tensiuni nominale de ţinere la

NTE 001/03/00

- 19 -

toarelor având tensiunea cea mai ridicată pentru echipament (valoare efectivă) kV 123 245

ţinere la impuls de trăsnet (valoare de vârf) kV 170 290 505

încercarea de scurtă durată cu frecvenţă industrială (valoare de vârf) kV 80 130 220

5.1.3.- Alegerea izolaţiei liniilor electrice aeriene 5.1.3.1.- Stabilirea numărului şi a caracteristicilor izolatoarelor liniilor electrice aeriene se face ţinând seama de: a) Tensiunile de ţinere corespunzătoare solicitărilor electrice menţionate la pct. 5.1.1 şi 5.1.2. b) Variaţia tensiunilor nominale de ţinere sub ploaie, în funcţie de numărul de izolatoare ce compun lanţul (indicată în cataloage sau rezultată prin probe); în anexa 2 sunt date tensiunile de ţinere şi tensiunile de 50 % conturnări ale unor lanţuri de izolatoare utilizate în ţara noastră, rezultate din probele. c) Reducerea tensiunilor de ţinere, în funcţie de prezenţa armăturilor de protecţie, indicată în anexa 2. d) Comportarea lanţurilor de izolatoare în zonele cu diferite grade de poluare. e) Posibilitatea defectării unor izolatoare din lanţ. Numărul de izolatoare n ţ dintr-un lanţ (cu armături de protecţie, atunci când este cazul), ţinând seama de tensiunile de ţinere pentru izolaţiile autoregeneratoare specifice domeniului de tensiuni în care se încadrează linia (indicate în tabelele 5.2 şi 5.3), se determină cu relaţia: nţ = 1,1⋅ nţl

( 5.1 )

unde: nţl este numărul de izolatoare determinat, rezultat din probe de laborator, necesar într-un lanţ, pentru a se asigura tensiunile de ţinere, în conformitate cu tabelele 5.3 şi 5.4 (vezi şi tabelele din anexa 2); 1,1 - coeficient de siguranţă, care ţine seama de deteriorarea unor izolatoare din lanţ; pentru lanţurile formate din izolatoare tijă nestrăpungibile se consideră un coeficient de siguranţă egal cu 1. În cazul în care se dispune de date privind tensiunile de ţinere ale lanţurilor de izolatoare (rezultate din probe), nţ se obţine înmulţind numărul de izolatoare corespunzător tensiunii de ţinere, normate pentru reţeaua respectivă, cu coeficientul de siguranţă menţionat mai sus. Numărul de izolatoare np din lanţ, ţinând seama de comportarea lanţului în condiţii de poluare, se determină cu relaţia: λ ⋅ Us np = c ( 5.2 ) L unde: λc este lungimea liniei de fugă specifică, indicată pentru zona de poluare prin care trece linia (tabelul 5.5); L - lungimea liniei de fugă a unui izolator, în cm; Us - tensiunea cea mai ridicată a reţelei, în kV. Numărul de izolatoare dintr-un lanţ, N, rezultă considerând valoarea cea mai mare a numărului de izolatoare, calculate cu relaţiile de mai sus: N = max (nţ , np)

( 5.3 )

NTE 001/03/00

- 20 -

Dacă prin calcule se obţine np mult mai mare (mai mult de 20-25%) decât nţ, rezultă că izolatoarele respective nu corespund zonei de poluare prin care trece linia şi trebuie înlocuite cu izolatoare cu lungimea liniei de fugă mărită. În timpul exploatării se poate funcţiona cu până la 15% din numărul N de izolatoare deteriorate din lanţul de izolatoare, respectându-se prevederile PE 127/1983. Tabelul 5.5 Lungimea liniei de fugă specifică (cm/kV) Nivel de poluare I II III IV

Slab Mediu Puternic Foarte puternic

Linia de fugă specifică nominală minimă (cm/kV) 1,6 2,0 2,5 3,1

Note: 1.- Tabelul se referă la toate tipurile de izolatoare de exterior din ceramică şi din sticlă, situate între faze şi pământ, iar valorile reprezintă raportul dintre linia de fugă măsurată între fază şi pământ şi valoarea efectivă a tensiunii cea mai ridicată a reţelei. În cazul izolatoarelor situate între faze (de exemplu distanţiere între faze) valorile liniei de fugă specifice minime de multiplică cu 3 (în cazul reţelelor trifazate). 2.- În cazuri excepţionale de poluare excesivă, o linie de fugă specifică de 3,1 cm/kV poate fi insuficientă. În baza experienţei de exploatare şi/sau a încercărilor de laborator, se poate utiliza o valoare a liniei de fugă specifice mai mare sau poate fi avută în vedere spălarea sau ungerea izolaţiei (a se vedea şi pct. 5.1.4.4). 3.- Valorile din tabel pot fi utilizate ca valori minimale şi în cazul izolatoarelor de exterior compozite dacă în standardele CEI (EN) nu sunt specificate valori specifice acestor tipuri de izolatoare.

5.1.3.2.- Stabilirea intervalelor minime de izolare între conductoarele active şi părţile metalice ale stâlpilor legate la pământ se face în condiţii impuse de : a) tensiunea cea mai ridicată a reţelei Us; b) solicitările produse de supratensiunile de comutaţie (supratensiuni cu front lent); c) solicitările produse de supratensiunile de trăsnet (supratensiuni cu front rapid). Intervalele minime de izolare în cazul în care conductoarele active sunt susţinute de lanţuri de izolatoare ce pot devia sub acţiunea vântului se aleg astfel încât să nu fie mai mici decât următoarele intervale minime: a) S1 - determinat din condiţii de funcţionare normală la tensiunea cea mai ridicată a reţelei, lanţul de izolatoare fiind supus acţiunii vântului maxim (VM - valoarea maximă a vitezei vântului), considerat pentru regiunea respectivă; b) S1c - determinat de solicitările produse de supratensiunile de comutaţie, lanţul de izolatoare fiind supus acţiunii unui vânt având viteza egală cu 40% din viteza vântului maxim considerat pentru regiunea respectivă; c) S1a - determinat de solicitările produse de supratensiunile de trăsnet, lanţul de izolatoare fiind supus acţiunii unui vânt având viteza de 10 m/s. Se consideră că vântul acţionează perpendicular pe conductoarele active. Pentru lanţurile în V dimensionarea intervalelor minime de izolare se face numai din condiţii impuse de solicitările produse de supratensiunile de comutaţie şi de trăsnet, această dimensionare fiind acoperitoare şi pentru celelalte condiţii precizate mai sus.

a) Pentru determinarea intervalului S1 se calculează valoarea tensiunii de străpungere a acestui interval, cu relaţia:

NTE 001/03/00

- 21 Us 3 Kσ ⋅ δ 2

U1 =

⋅

K

(5.4 ) unde: Us este valoarea efectivă a tensiunii celei mai ridicate a reţelei, între faze; Kσ - coeficientul de corecţie care ţine seama de caracterul statistic al descărcărilor, fiind considerat în calcule egal cu 0,85; δ/K - coeficientul de corecţie care ia în considerare abaterea valorilor densităţii şi umidităţii aerului faţă de valorile indicate în norme; acest coeficient este 0,89 pentru altitudini până la 500 m şi 0,84 pentru altitudini de la 500 la 1000 m. Cu valoarea calculată U1 se determină mărimea intervalului de izolare S1 între un conductor activ şi stâlp utilizând curbele trasate în figura 5.1. De asemenea, intervalul S1 (în metri) se poate determina şi cu relaţia:

S1 =

2 3

⋅

8 ⋅Us 0 ,88 ⋅ K a ⋅ K 1 ⋅ 3400 − U s

2

( 5.5 )

3

unde: Us este valoarea efectivă a tensiunii celei mai ridicate a reţelei între faze, în kV; 0,88 - coeficientul de corecţie, care ţine seama de caracterul statistic al descărcărilor, egal cu raportul dintre Uţ şi Umed , după cum urmează: Uţ = Umed - 4σ = 0,88 Umed ; σ = 0,03 Umed , unde: Uţ = tensiunea de ţinere a intervalului, în kV; Umed = tensiunea medie de amorsare a intervalului, în kV; σ = valoarea medie a abaterii.

Notă: Se precizează ca riscul de amorsare a intervalului S1 astfel determinat este neglijabil, oricare ar fi durata de aplicare a tensiunii.

Ka - coeficientul de corecţie, care ia în considerare abaterea valorii densităţii aerului cu altitudinea (Ka = 1 la nivelul mării; Ka se reduce cu 0,5 % pentru fiecare 100 m de altitudine); K1 - coeficientul de formă a intervalului - coeficientul de corecţie, care ia în consideraţie geometria intervalului, forma şi dimensiunile electrozilor între care se produce descărcarea (valorile coeficientului K1 pentru configuraţiile geometrice cele mai întâlnite în practică sunt prezentate în tabelul 5.6). b) Pentru determinarea intervalului S1c se calculează valoarea tensiunii de străpungere a acestui interval cu relaţia: 2 Us ⋅ Kc U1c = ⋅ (5.6 ) 3 Kσ ⋅ δ K unde: Kc este factorul de supratensiune fază-pământ, indicat în tabelul 5.1. Cu valoarea tensiunii U1c se determină mărimea intervalului de izolare S1c între un conductor activ şi stâlp, utilizând curbele trasate în figura 5.1.

NTE 001/03/00

- 22 -

m

Fig. 5.1.- Curbele tensiunii de descărcare a intervalelor în aer pe LEA. S 4.- Conductor - pământ

1.- Vîrf - vîrf

S

S S

2.- Vîrf - placă

5.- Conductor - tijă la sol

S

3.- Conductor - stâlp S

NTE 001/03/00

- 23 Factori de formă ai intervalelor

Tabelul 5.6

Tipul intervaluluiK1K2K3Interval inel de gardă-stâlp în cazul unui lanţ (simplu sau în V) sub consolă 1,40 S2

1,25

S1

S2 S1

550Interval inel de gardă - stâlp în cazul unui lanţ (simplu sau în V) în interiorul unei ferestre a stâlpului S3

S1

1,30

S2

S3

S1 S2

1,20 550 S Interval conductor-sol

h

1,45 S 1,35

550Interval conductor-obiect legat la pământ (vehicul, clădire, etc) S 1,30 S 1,10 S 550 Interval tijă-plan 1,20 De asemenea, intervalul S1c , în m, se poate determina şi cu relaţia: 8 ⋅ Us ⋅ K c 2 S1c = ⋅ 3 2 , 0,88 ⋅ K a ⋅ K 2 ⋅ 3400 − U s ⋅ K c ⋅ 3 (5.7 ) unde: 0,88 este un coeficient de corecţie, care ţine seama de caracterul statistic al descărcărilor la impuls de comutaţie, egal cu raportul dintre Uţc şi U50% , după cum urmează: Uţc = U50% - 2,5 σC = 0,88 U50% ; U50% este tensiunea de 50 % amorsări, în kV; σC = 0,05 ⋅ U50% este valoarea medie a abaterii; Uţc - tensiunea de ţinere a intervalului la impuls de comutaţie, în kV. Notă: Se apreciază că probabilitatea de amorsare a intervalului S1c , astfel determinat, este mai mică de 1%. Corelaţia între amplitudinea undei şi probabilitatea de amorsare la supratensiuni de comutaţie este:

NTE 001/03/00

- 24 Amplitidinea undei: U50% - σ U50% - 1,5σ U50% - 2σ U50% - 2,5σ U50% - 3σ

Probabilitatea de amorsare: 0,16 0,17 0,02 0,01 < 0,002

K2 - coeficientul de formă a intervalului (valorile coeficientului K2 pentru configuraţiile geometrice cele mai întâlnite în practică sunt prezentate în tabelul 5.6); Ka - are aceleaşi semnificaţie şi mod de determinare cu cele prezentate mai înainte. Aceste metodologii pentru stabilirea mărimii intervalului S1c au caracter determinist şi se aplică liniilor electrice aeriene cu tensiunea nominală ≤ 245 kV. În cazul liniilor electrice aeriene cu tensiuni nominale > 245 kV se poate utiliza această metodă deterministă sau, în cazul în care se dispune de date statistice suficiente privind ţinerea izolaţiei şi amplitudinea supratensiunilor de comutaţie, se utilizează metodologia statistică prezentată în anexa 1. c) Pentru determinarea intervalului S1a în cazul solicitărilor la supratensiuni de trăsnet, se consideră tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet a lanţului de izolatoare stabilită la pct. 5.1.3.1. şi, corespunzător, tensiunea de 50% conturnări la impuls de trăsnet a lanţului de izolatoare. În condiţiile în care nu se dispune de date din prospecte sau încercări privind tensiunea de 50% conturnări a lanţului, pentru stabilirea acestei tensiuni se utilizează relaţia: U50% = Uţ / (1-1,3⋅σ)

( 5.8 )

unde: Uţ este tensiunea nominală de ţinere a izolaţiei; U50% - tensiunea de 50% conturnări; σ - valoarea medie a abaterii, egală cu 0,06. În cazul în care există date de laborator, σ poate avea o valoare mai mică (de exemplu, EdF utilizează pentru σ o valoare egală cu 0,03). În cazul în care tensiunea de ţinere a lanţurilor de izolatoare Uţ (şi respectiv U50%) este mult mai mare (10-15%) decât valoarea normală a tensiunii de ţinere corespunzătoare reţelei pentru care este construită LEA şi nu se admite ca descărcările să se producă între părţile sub tensiune şi elemente ale stâlpului, în scopul micşorării dimensiunilor stâlpilor LEA şi a coridoarelor de trecere ale acestora, se pot utiliza eclatoare pe lanţurile de izolatoare, pentru aducerea tensiunii de ţinere ale lanţurilor de izolatoare la valorile normate. În acest fel se reduc distanţele între conductoarele active ale LEA şi părţile metalice ale stâlpilor, putându-se realiza LEA compactizarea cu gabarite şi greutăţi mai reduse. Având determinată tensiunea de 50% conturnări a lanţului de izolatoare, se determină mărimea intervalului S1a din figura 5.2, utilizându-se curbele pentru polaritatea pozitivă. De asemenea, intervalului S1a, în m, se poate determina şi cu relaţia: S1a = U50% / K3 ,

(5.9)

unde: K3 este coeficientul de formă a intervalului (valorile coeficientului K3 pentru configuraţiile geometrice cele mai întâlnite în practică sunt prezentate în tabelul 5.6). Se precizează că la proiectarea unei linii electrice aeriene se va adopta acel interval între conductoarele active şi părţile metalice ale stâlpilor legate la pământ, care respectă simultan cele trei condiţii prezentate mai sus. Un exemplu utilizare a metodologiei prezentatelaeste datdeînimpuls anexa1,2/50 3. Fig.de 5.2.Tensiunea de 50 % descărcări unde µs. 1.- Vârf-plan la polaritate pozitivă a tijei; 2.- Vârf-vârf la polaritate pozitivă a tijei nelegate la pământ; 3.- Vârf-vârf la polaritate negativă a tijei nelegate la pământ; 4.- Vârf-plan la polaritate negativă a tijei.

NTE 001/03/00

- 25 -

5.1.3.3.- Stabilirea distanţelor dintre fazele liniei se face în urma corelării: a) distanţelor dintre conductoarele active şi părţile metalice ale stâlpilor, legate la pământ, determinate mai sus (pct. 5.1.3.2); b) intervalelor minime de izolare între fazele liniei aflate sub tensiune (conform metodologiei prezentate la pct. 5.1.3.2); în tabelele 5.1, 5.5 şi 5.6 sunt prezentate elementele necesare pentru calculul intervalelor minime de izolare între fazele liniei; c) construcţiei fazei şi distanţelor impuse pentru ca valoarea intensităţii câmpului electric la suprafaţa conductoarelor pe faza mediană să nu depăşească valoarea de 0,9 E0 (E0 fiind intensitatea critică de apariţie a fenomenului corona). Valoarea intensităţii câmpului electric la suprafaţa conductoarelor pe faza mediană şi valoarea intensităţii critice de apariţie a fenomenului corona (necesare de determinat numai pentru liniile de 400 şi 750 kV) se calculează conform metodologiei prezentate în PE 151/1986. 5.1.3.4.- Stabilirea distanţelor pe verticală între conductoarele active şi conductoarele de protecţie, fără considerarea devierii acestora prin vânt, se face considerând că această distanţă nu trebuie să fie mai mică decât cea rezultată din figura 5.3, în funcţie de lungimea deschiderii, chiar dacă acestea nu sunt în plan vertical.

Fig. 5.3.- Variaţia distanţei minime între conductorul de protecţie şi conductorul activ cel mai apropiat în mijlocul deschiderii funcţie de lungimea deschiderii.

NTE 001/03/00

- 26 -

5.1.3.5.- Stabilirea distanţelor minime admisibile între conductoarele active şi pământ se face ţinând seama de: a) tensiunile nominale de ţinere la impuls de trăsnet (pentru domeniul de tensiuni cu Us ≤ 245 kV) sau de comutaţie (pentru domeniul de tensiuni cu Us > 245 kV) a lanţului de izolatoare ales (pct. 5.1.3.1) şi tensiunile de 50% conturnări, stabilite conform indicaţiilor date la pct. 5.1.3.2; b) valoarea admisă a intensităţii câmpului electric la 1,8 m de deasupra solului. a) Având determinate tensiunile de 50% conturnări la impuls de trăsnet şi de comutaţie se stabileşte distanţa minimă admisibilă între conductoarele active şi pământ, pentru evitarea străpungerii spaţiului respectiv: - fie utilizând dependenţa dată de figura 5.4; - fie utilizând relaţiile prezentate la pct. 5.1.3.2, unde coeficienţii de formă a intervalului sunt prezentaţi în tabelul 5.6. b) Valoarea intensităţii câmpului electric la 1,8 m de suprafaţa solului nu trebuie să depăşească: - 12,5 kV/m pentru zonele cu circulaţie redusă; - 10 kV/m pentru zonele cu circulaţie intensă. Avându-se în vedere caracteristicile constructive şi electrice uzuale ale liniilor electrice aeriene, valoarea intensităţii câmpului electric la 1,8 m de suprafaţa solului trebuie calculată numai pentru linii de 750 kV. Calculul se efectuează conform metodologiei prezentate în PE 151/1986. 5.1.3.6.- De regulă, liniile electrice aeriene de 750 kV nu se construiesc în zonele cu niveluri de poluare III şi IV. 5.1.3.7.- Distanţele prezentate la pct. 5.1.3.2 ÷ 5.1.3.5 sunt distanţe minime de izolare, care pot fi mărite conform cerinţelor normativului PE 104/1993. 5.1.3.8.- Caracteristicile electrice ale izolaţiei liniilor pe stâlpi de beton armat nu se deosebesc de caracteristicile electrice ale izolaţiei liniilor pe stâlpi metalici.

Fig. 5.4.- Dependenţa tensiunii de străpungerii la impuls între conductorul activ şi pământ funcţie de distanţa de izolare.

NTE 001/03/00

- 27 -

5.1.4.- Alegerea izolaţiei externe a instalaţiilor electrice 5.1.4.1.- Alegerea izolaţiei externe a instalaţiilor electroenergetice se face în funcţie de tensiunile nominale de ţinere (tabelele 5.2, 5.3 şi 5.4) şi de lungimea liniei de fugă specifică minimă (tabelul 5.5) (a se vedea şi capitolul XIII). 5.1.4.2.- Lungimea liniei de fugă specifică a lanţurilor de izolatoare pentru susţinerea conductoarelor flexibile din instalaţiile de exterior (bare colectoare, bare de transfer, supratraversări), din condiţii de siguranţă, poate fi cu 10% mai mare decât valorile indicate în tabelul 5.5. 5.1.4.3.- Pentru bornele transformatoarelor sau autotransformatoarelor se pot adopta izolatoare cu lungimea liniei de fugă specifică minimă cu 30% mai mică decât valorile indicate în tabelul 5.5. 5.1.4.4.- Prin tratarea izolaţiei externe cu unsori protectoare se realizează o îmbunătăţire a proprietăţilor antipoluante care, se apreciază, că echivalează cu o mărire a lungimii liniei de fugă cu aproximativ 50%. 5.2. Coordonarea izolaţiei 5.2.1.- Coordonarea izolaţiei echipamentelor din reţelele electrice se va efectua în conformitate cu prevederile SR CEI 60071-1:1996 şi SR EN 60071-2:1999, avându-se în vedere următoarele principii: a) În cazul reţelelor electrice având tensiunea cea mai ridicată cuprinsă în domeniul I de tensiuni 1 kV ≤ Us ≤ 245 kV, coordonarea izolaţiei se face utilizându-se metoda convenţională, urmărindu-se corelarea nivelurilor nominale de ţinere a izolaţiei echipamentelor cu nivelurile de protecţie în raport cu supratensiunile cu front rapid. b) În cazul reţelelor având tensiunea cea mai ridicată Us > 245 kV, coordonarea izolaţiei se face utilizând metoda convenţională sau statistică, urmărindu-se corelarea nivelurilor nominale de ţinere a izolaţiei echipamentelor cu nivelurile de protecţie în raport cu supratensiunile cu front lent şi supratensiunile cu front rapid. Tendinţa mondială este de a se utiliza metoda statistică de coordonare a izolaţiei. Alegere nivelului de izolaţie în cazul reţelei de 420 kV, în cazul utilizării metodei statistice, se va face prin verificarea condiţiei ca riscul de defect la comutaţie între fază şi pământ să fie mai mic de 10-4. 5.2.2.- Principiile de coordonare a izolaţiei între faze în instalaţiile de 110÷750 kV sunt următoarele:

NTE 001/03/00

- 28 -

a) În staţiile de 110 kV şi 220 kV nivelurile nominale de izolaţie între faze sunt definite prin tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet şi tensiunea nominală de ţinere de scurtă durată la tensiunea de frecvenţă industrială, alegerea nivelului de izolaţie se face astfel ca nivelul nominal de izolaţie între faze să fie cel puţin egal cu cel al izolaţiei fază-pământ, valori indicate în tabelul 5.2. Ori de câte ori se fac modificări în instalaţii, care conduc la schimbarea intervalelor între faze, se va verifica condiţia ca riscul de defect la comutaţie între faze să fie mai mic sau cel mult egal cu riscul de defect la comutaţie al izolaţiei fază-pământ, stabilit conform metodologiei din anexa 1. b) În staţiile de 400 kV şi 750 kV, nivelurile nominale de izolaţie între faze sunt definite prin tensiunea nominală de ţinere la impuls de comutaţie între faze (tabelul 5.3), iar alegerea nivelului de izolaţie se face prin verificarea condiţiei ca riscul de defect la comutaţie între faze să fie mai mic de 10-4 şi cel mult egal cu cel al intervalului fază-pământ. 5.2.3.- Nivelurile nominale de ţinere ale izolaţiei recomandate în România sunt în conformitate cu standardul SR CEI 60071-1:1996 şi sunt prezentate în tabelele 5.2, 5.3 şi 5.4. Notă: În funcţie de performanţele descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă, utilizate pentru protecţia instalaţiilor, se pot alege echipamente cu niveluri de ţinere a izolaţiei mai coborâte, în conformitate cu standardul SR CEI 60071-1:1996.

În tabelul 5.2, pentru fiecare valoare de tensiune nominală de ţinere la încercarea de scurtă durată cu frecvenţă industrială pentru echipamentele cu 1 kV ≤ Us ≤ 36 kV, se dau două valori nominale (lista 1 şi lista 2) pentru tensiunea de ţinere la impuls de trănet, corespunzătoare fiecărei valori a tensiunii celei mai ridicate pentru echipament. Alegerea valorilor din lista 1 sau lista 2 se va face ţinând seama de gradul de expunere la supratensiuni de trăsnet şi de comutaţie, de modul de legare la pământ a neutrului reţelei şi, acolo unde este cazul, de tipul dispozitivelor de protecţie utilizate contra supratensiunilor. Echipamentul corespunzător listei 1 poate fi utilizat în instalaţiile de mai jos: a) Reţele sau instalaţii industriale fără conexiuni cu linii electrice aeriene, în care: - neutrul reţelei este legat la pământ direct sau printr-o impedanţă cu valoare mică în raport cu aceea a unei bobine de compensare; în astfel de cazuri, în general, nu sunt necesare nici un fel de mijloace de protecţie contra supratensiunilor; - neutrul reţelei este legat la pământ printr-o bobină de compensare, iar în anumite reţele este echipat cu o protecţie adecvată contra supratensiunilor, ca de exemplu în cazul reţelelor întinse de cabluri, în care pot fi necesare descărcătoare capabile să asigure descărcarea capacităţii cablurilor. b) În reţele sau instalaţii industriale racordate la liniile aeriene numai prin transformatoare şi în care capacitatea faţă de pământ a cablurilor legate la bornele de joasă tensiune ale transformatorului este cel puţin de 0,05 µF pe fază. Dacă capacitatea faţă de pământ a cablurilor este insuficientă, se pot amplasa condensatoare suplimentare între transformator şi aparatul de comutare cât mai aproape de bornele transformatorului, astfel încât capacitatea totală faţă de pământ a cablurilor şi condensatoarelor să fie de minim 0,05 µF pe fază. Acesta are loc în cazurile în care: - neutrul reţelei este legat la pământ fie direct, fie printr-o impedanţă cu valoare mică în raport cu cea a unei bobine de compensare; în acest caz, se recomandă protecţia prin descărcătoare cu rezistenţă variabilă; - neutrul reţelei este legat la pământ printr-o bobină de compensare şi unde se asigură cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă o protecţie adecvată contra supratensiunilor. c) În reţele şi instalaţii industriale legate direct la liniile aeriene în care: - neutru reţelei este legat la pământ fie direct, fie printr-o impedanţă cu valoare mică în raport cu cea a unei bobine de compensare şi în care se utilizează o protecţie corespunzătoare contra supratensiunilor prin descărcătoare cu rezistenţă variabilă; - neutrul reţelei este legat la pământ printr-o bobină de compensare şi în care se asigură o protecţie adecvată contra supratensiunilor, prin descărcătoare cu rezistenţă variabilă. În toate celelalte cazuri şi oriunde se impune un grad înalt de siguranţă în funcţionare, se vor utiliza echipamente corespunzătoare listei 2 din tabelul 5.2.

NTE 001/03/00

- 29 -

În tabelul 5.3 se prezintă valorile nivelurilor nominale de ţinere ale izolaţiei pentru echipament de 400 kV şi 750 kV, alese din SR CEI 60071-1:1996, pentru a corespunde unor scheme de protecţie optime din punct de vedere tehnico-economic. 5.2.4.- Nivelurile de protecţie asigurate de descărcătoarele cu rezistenţă variabilă depind atât de performanţele acestora, cât şi de distanţa care separă elementul de protejat faţă de descărcător, amplasarea acestuia în amonte sau în aval de aparatul de protejat, caracteristicile liniei, configuraţia staţiei şi panta undei incidente. În particular, cel mai bine este ca descărcătorul să se monteze fie pe cuva transformatorului, fie să se racordeze la borna de înaltă tensiune a trasformatorului printr-o legătură cât mai scurtă posibil. De asemenea, descărcătoarele trebuie plasate în imediata apropiere a extremităţii cablurilor, atunci când este necesară o astfel de protecţie, iar conexiunile de la descărcător la conductoarele de fază, pe de o parte, şi la mantaua cablului, pe de altă parte, să fie cât mai scurte posibil. În cazul amplasării descărcătoarelor în apropierea echipamentului pe care-l protejează, se recomandă următoarele valori ale coeficientului de siguranţă (raportul între tensiunea de ţinere a echipamentului şi nivelul de protecţie asigurat de descărcător): a) Domeniul de tensiuni 1 kV ≤ Us < 52 kV : pentru echipamentul din lista 1 se utilizează un coeficient de siguranţă de 1,4 între nivelul de ţinere la impuls de trăsnet al aparatului de protejat şi nivelul de protecţie la impuls de trăsnet al descărcătorului. Pentru echipamentul din lista 2, în anumite cazuri, se admit valori mai scăzute, până la 1,2. b) Domeniul de tensiuni 52 kV ≤ Us ≤ 245 kV : se aleg, în general, coeficienţi de siguranţă de cel puţin 1,2 pentru supratensiuni cu front rapid. c) Domeniul de tensiuni Us > 245 kV : se aleg, în general, coeficienţi de siguranţă de cel puţin 1,15 pentru supratensiunile cu front lent şi de 1,2 pentru supratensiunile cu front rapid. 5.2.5.- În cazul coordonării izolaţiei din punctul de vedere al supratensiunilor cu front rapid trebuie stabilit numărul aparatelor de protecţie şi locul de amplasare, astfel încât tot echipamentul să fie cuprins în zona de protecţie a aparatajului de protecţie. 5.2.6.- În cazul coordonării izolaţiei din punctul de vedere al supratensiunilor cu front lent trebuie să se studieze: a) comportarea echipamentului de comutaţie pentru evitarea apariţiei unor factori de supratensiuni mai mari de 2,5 pentru tensiuni până la 400 kV inclusiv şi 2,1 pentru reţeaua de 750 kV; b) posibilitatea descărcătoarelor de a limita supratensiunile şi de a disipa energia supratensiunilor de comutaţie; c) realizarea coordonării izolaţiei instalaţiilor de 400 kV în raport cu supratensiunile cu front lent şi schemele de protecţie a staţiilor, astfel încât la valoarea de calcul a supratensiunii statistice de 2,2 u.r. riscul de defect la comutaţie în staţie să nu depăşească valoarea limită admisă 10-4. 5.2.7.- Din punctul de vedere al coordonării izolaţiei la supratensiuni cu front rapid şi supratensiuni cu front lent, măsurile adoptate în vederea combaterii avariilor datorate poluării, şi anume: - creşterea lungimii liniei de fugă specifică a aparatajului din staţii, prin utilizarea izolatoarelor speciale; - ungerea suprafeţei izolatoarelor cu unsori protectoare, nu influenţează nivelul nominal de ţinere al izolaţiei la impuls de tensiune de trăsnet şi la impuls de tensiune de comutaţie. 5.2.8.- Pentru coordonarea izolaţiei liniilor electrice aeriene cu izolaţia echipamentului din staţie, în cazul liniilor funcţionând temporar la o tensiune inferioară tensiunii nominale pentru care au fost construite, este necesar ca pe o lungime de 2 ÷ 3 km la intrarea liniei în staţie să se şunteze numărul de izolatoare ce depăşesc numărul normal corespunzător treptei de tensiune la care funcţionează temporar linia.

NTE 001/03/00

- 30 -

5.2.9.- Dacă din diverse motive (de exemplu, poluarea), pe diverse porţiuni LEA se echipează cu lanţuri de izolatoare, având tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet (1,2/50 µs) majorată faţă de cea considerată la proiectarea staţiei adiacente, în funcţie de locul cu izolaţie majorată şi de valoarea acestei majorări, se va proceda astfel: a) dacă porţiunea respectivă se află la distanţă mai mare de 3 km de staţie, indiferent de valoarea majorării, sau la distanţe până la 3 km dar majoararea este mai mică de 30 %, nu este necesară adoptarea unor măsuri speciale de protecţie a echipamentului din staţie împotriva supratensiunilor de trăsnet; b) dacă porţiunea respectivă este până la 3 km şi majorarea este mai mare de 30 % este necesar să se verifice schema de protecţie a staţiei, în vederea asigurării unei protecţii eficiente a întregului echipament din staţie. 5.2.10.- Trecerile de la porţiunile de linie cu izolaţie întărită la porţiunile de linie cu izolaţie normală, menţionate la pct. 5.2.9, se recomandă să se efectueze treptat cu câte un izolator de la o deschidere la alta. 5.2.11.- Pentru analiza comportării instalaţiilor şi analiza schemelor de protecţie a instalaţiilor, care necesită un grad ridicat de siguranţă, se recomandă verificarea schemelor de protecţie pe baza rezultatelor probelor cu tensiuni mixte (tensiune de frecvenţă industrială şi tensiune de impuls de trăsnet sau de comutaţie). 5.2.12.- Valorile minime pentru distanţele între faze, corespunzătoare nivelurilor nominale de ţinere din tabelul 5.3, sunt indicate în normativele PE 101/1985 şi PE 151/1986.

NTE 001/03/00

- 31 VI. PROTECŢIA LINIILOR ELECTRICE AERIENE ÎMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR DE TRĂSNET

6.1. Prevederi generale privind protecţia liniilor electrice aeriene 6.1.1.- Liniile electrice aeriene de 110 kV, 220 kV, 400 kV şi 750 kV trebuie să fie protejate pe toată lungimea lor împotriva loviturilor directe de trăsnet, prin conductoare de protecţie. Liniile electrice aeriene de 3 ÷ 35 kV nu trebuie să se protejeze în mod special împotriva loviturilor directe de trăsnet. 6.1.2.- Nu trebuie utilizate conductoare de protecţie la liniile electrice aeriene de 110 kV, 220 kV şi 400 kV în următoarele cazuri: a) în sectoarele cu depuneri intense de chiciură, în care montarea conductoarelor de protecţie necesită costuri mari de investiţii, nejustificate economic; b) în zonele în care solul are o rezistivitate mare (ρ ≥ 10 5 Ω m). În cazul în care nu se pot utiliza conductoare de protecţie din motivele precizate la pct. a şi b de mai sus, se va analiza tehnic şi economic necesitatea şi oportunitatea utilizarii pe LEA 110÷400 kV a unor soluţii suplimentare de reducere a numărului de întreruperi în funcţionare a LEA respective (de exemplu montarea pe linii de descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici). 6.1.3.- Pentru protejarea împotriva loviturilor directe de trăsnet a conductoarelor active exterioare, unghiul de protecţie nu trebuie să depăşească limitele: α = 200 ÷ 300 La liniile electrice aeriene de 110 kV şi 220 kV simplu şi dublu circuit şi de 400 kV simplu circuit, unghiul de protecţie va fi de maximum 300 pe toată lungimea liniei, dacă înălţimea stâlpilor nu depăşeşte 40 m. Pentru înălţimi mai mari, unghiul de protecţie se alege conform tabelului 6.3. La liniile electrice aeriene de 750 kV simplu circuit, unghiul de protecţie va fi de maximum 20 0 pe toată lungimea liniei. La liniile electrice aeriene de 400 kV dublu circuit, unghiul de protecţie va fi de maximum 200 pe toată lungimea liniei, dacă înălţimea stâlpilor nu depăşeşte 50 m. Pentru înălţimi mai mari, unghiul de protecţie se alege conform tabelului 6.3. Pentru stâlpii pe care este necesar să se monteze două conductoare de protecţie aşezate în plan orizontal, distanţa pe verticală între conductoarele de protecţie şi conductorul activ mijlociu trebuie să fie de minimum a/4, unde a este distanţa pe orizontală între conductoarele de protecţie. Unghiul de protecţie la intrările liniilor electrice aeriene în staţii electrice este reglementat la pct. 7.2.23. 6.1.4.- a) La liniile electrice aeriene de 110 kV, 220 kV şi 400 kV conductoarele de protecţie se leagă la pământ la fiecare stâlp şi la prizele de pământ ale staţiilor de la capetele liniei electrice respective (legătura se poate realiza prin elementele conductoare ale stâlpului, iar priza de legare la pământ poate fi artificială sau naturală). b) Dacă conductoarele de protecţie ale liniilor de 750 kV urmează să se folosească la organizarea comunicaţiilor la înaltă frecvenţă pentru comanda prin dispecer şi automatică, acestea trebuie să fie suspendate pe stâlp prin lanţuri de izolatoare. Legarea la pământ a conductoarelor de protecţie se face în acest caz prin intermediul unor intervale de protecţie, care şuntează lanţurile de izolatoare. Alegerea numărului de izolatoare din lanţ se face în urma unui calcul tehnico-economic, ţinând seama de modul de organizare a legăturilor de înaltă frecvenţă şi de curenţii de scurtcircuit ce pot să apară pe linia respectivă. Nivelul de izolaţie al lanţurilor de care se suspendă conductoarele de protecţie trebuie stabilit astfel încât conturnarea izolaţiei să se producă numai la supratensiuni de trăsnet şi la scurtcircuite nesimetrice, dacă numărul acestora din urmă nu este mare şi asigurarea izolaţiei la aceşti curenţi de scurtcircuit este raţională din punct de vedere economic.

NTE 001/03/00

- 32 -

Dacă din condiţiile indicate mai sus rezultă necesar un singur izolator pentru suspendarea conductoarelor de protecţie, nu se adoptă această soluţie, deoarece la deteriorarea izolatorului apare întreruperea legăturii de înaltă frecvenţă. Reglarea intervalelor de protecţie se stabileşte coordonat cu izolaţia lanţurilor de izolatoare şi pentru stingerea sigură a curentului de însoţire, după amorsarea acestuia. 6.1.5.- În cazul liniilor electrice aeriene protejate cu conductoare de protecţie (integral sau pe porţiuni) vor fi admise următoarele valori ale curenţilor de protecţie în cazul loviturii de trăsnet în stâlp: a) 150 kA pentru linii electrice aeriene de 400 kV şi 750 kV; b) 100 kA pentru linii electrice aeriene de 220 kV; c) 50 kA pentru linii electrice aeriene de 110 kV; d) 25 kA pentru linii electrice aeriene de 20 kV. 6.1.6.- Legarea la pământ a stâlpilor liniilor electrice aeriene trebuie să se realizeze conform STAS 12604/4-89 şi STAS 12604/5-90. În funcţie de rezistivitatea solului, rezistenţa prizei de pământ a fiecărui stâlp la curenţii de frecvenţă industrială nu trebuie să depăşească valorile din tabelul 6.1. În cazul liniilor de 750 kV, rezistenţa prizei de pământ a fiecărui stâlp la curenţii de frecvenţă industrială nu trebuie să depăşească valoarea de 10 Ω. Tabelul 6.1 Rezistenţa prizelor de pământ ale stâlpilor liniilor electrice aeriene în funcţie de rezistivitatea solului Rezistivitatea solului (Ω cm)

Rezistenţa maximă de legare la pământ pentru tensiunea (Ω): U ≤ 110 kV

U > 110 kV

10

101)

15

10

- peste 5.10 până la 10 inclusiv

20

15

- peste 105

30

202)

- până la 104 inclusiv - peste 104 până la 5.104 inclusiv 4

5

Note: 1) Se recomandă adoptarea unei rezistenţe de până la 5 Ω dacă aceasta nu impune greutăţi deosebite de realizare. 2) În cazuri excepţionale, când condiţiile impun prize costisitoare, se admite valoarea maximă de 30 Ω.

6.1.7.- Rezistenţa de dispersie a prizei de pământ a fiecărui stâlp din beton armat sau metalic, cu conductoare de protecţie legate la pământ, se verifică cu relaţia: Ri =

Ut (1 − k ) ⋅ I t

( 6.1 )

unde: Uţ este tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet a izolaţiei liniei, în kVmax. ; It - valoarea admisă a curenţilor de trăsnet, în cazul loviturii directe de trăsnet în stâlp, pentru a se evita apariţia conturnărilor inverse, în kA; k - coeficientul de cuplaj între conductorul de protecţie şi cel mai îndepărtat conductor activ. Coeficientul de cuplaj k (fără considerarea fenomenului corona) între conductorul de protecţie şi conductorul activ se poate calcula cu relaţia: k = lg (D′/d)/lg(2h/r)

( 6.2 )

unde: D′ este distanţa dintre conductorul activ şi imaginea conductorului de protecţie faţă de

NTE 001/03/00 d h r

- 33 -

suprafaţa solului: - distanţa dintre conductorul activ şi conductorul de protecţie; - înălţimea medie a conductorului de protecţie faţă de sol; - raza conductorului de protecţie.

Verificarea rezistenţei de legare la pământ se face utilizând valorile curenţilor de protecţie indicate la pct. 6.1.5, în cazul liniilor electrice de 110 ÷ 750 kV. 6.1.8.- Ca mijloc de reducere a numărului de declanşări ale liniilor electrice datorate supratensiunilor de trăsnet, se recomandă utilizarea reanclanşării automate rapide trifazate sau monofazate (conform normativului PE 501/1985). 6.1.9.- Pentru reducerea numărului de declanşări la lovituri de trăsnet a liniilor electrice aeriene de 110 kV cu patru circuite este necesar să se realizeze prize de legare la pământ a stâlpilor, astfel încât rezistenţa acestora să fie de 5 ÷10 Ω. 6.2.- Prevederi specifice privind protecţia punctelor slabe ale liniilor electrice aeriene 6.2.1.- Reducerea numărului şi a consecinţelor avariilor provocate de supratensiunile de trăsnet se va asigura prin înlăturarea punctelor slabe cu izolaţie redusă în raport cu izolaţia restului liniei sau prin protejarea punctelor slabe acolo unde nu se pot înlătura. Prin puncte slabe ale unei linii electrice aeriene se înţeleg: a) stâlpii supraînălţaţi în deschideri denivelate (locuri expuse la lovituri directe de trăsnet); b) stâlpii de rotire a fazelor, la care se reduce distanţa normală între conductoare; c) traversările şi intersecţiile de linii cu gabarite reduse faţă de norme; d) cablurile de energie intercalate în linii electrice aeriene; e) stâlpii cu separator intercalaţi în liniile electrice pe stâlpii de lemn; f) întreruptoarele de secţionare şi de derivaţie, în special cele care în schema normală funcţionează în poziţie deschisă; g) porţiunile de linii pe stâlpi din beton intercalate în linii pe stâlpi de lemn. 6.2.2.- Intersecţiile liniilor electrice aeriene trebuie realizate astfel, încât să nu constituie puncte slabe faţă de restul izolaţiei. Distanţele minime pe verticală între conductoarele liniilor electrice aeriene ale căror trasee se intersectează (între conductoarele active sau între conductoarele active şi conductoarele de protecţie) trebuie să fie cel puţin egale cu cele prevăzute în normativul PE 104/1993. În scopul realizării siguranţei în funcţionare pentru intersecţiile liniilor electrice aeriene de 110 ÷750 kV, este necesară îndeplinirea simultană a următoarelor condiţii: a) liniile electrice aeriene care supratraversează să fie prevăzute cu conductor de protecţie; b) rezistenţele prizelor de legare la pământ ale stâlpilor care limitează deschiderea să fie mai mici de 20 Ω; c) intersecţia să se realizeze, pe cât posibil, cât mai aproape de stâlpul liniei care supratraversează. În situaţia în care nu se pot îndeplini primele două condiţii, se recomandă ca distanţele minime pe verticală, recomandate de PE 104/1993, să fie mărite cu 2 m. 6.2.3.- În cazul intersecţiilor liniilor electrice aeriene cu linii de telecomunicaţii, distanţa pe verticală la încrucişarea lor trebuie să fie mai mare sau cel puţin egală cu valorile prevăzute în STAS 6290-1980. 6.2.4.- Protecţia întreruptoarelor, ce funcţionează deschise în regim normal, montate pe axele (pentru secţionare) sau la derivaţiile liniilor electrice aeriene de medie tensiune (6÷20 kV), trebuie realizată prin montarea de descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe partea sursei (surselor).

NTE 001/03/00

- 34 -

6.2.5.- Pentru ca prin intercalarea unui cablu într-o linie electrică aeriană să nu se creeze puncte slabe, este necesar ca tensiunea nominală de ţinere a izolaţiei cablului să fie mai mare decât cea a izolaţiei liniei aeriene. În cazul în care tensiunea nominală de ţinere a izolaţiei cablului este mai mică decât tensiunea de 50% conturnări a izolaţiei liniei electrice aeriene cu până la 40%, se va proteja izolaţia cablului cu un set de descărcătoare cu rezistenţă variabilă montat pe una din extremităţile cablului, când lungimea cablului intercalat este mai mică decât valoarea indicată în tabelul 6.2. Tabelul 6.2 Lungimile cablului care asigură autoprotecţia în schema ″linie electrică aeriană - cablu - linie electrică aeriană″ *) Lungimea cablului (în m), care asigură autoprotecţia Raportul γ dintre în cazul în care: impedanţa caracteristică a liniei electrice aeriene raportul dintre tensiunea de 50% conturnări a izolaţiei şi cea a cablului liniei şi tensiunea nominală de ţinere a cablului este: 1 1,2 1,4 10 200 300 500 20 100 200 300 40 60 100 150 Note:*) - Parametrii de calcul pentru cabluri se vor lua din cataloagele de fabricaţie sau din măsurători. - Parametrii pentru linii vor fi calculaţi ţinându-se seama de caracteristicile geometrice şi electrice ale acestora. - Pentru valorile intermediare se fac interpolări.

6.2.6.- Stâlpii supraînălţaţi care se instalează la capetele deschiderilor pentru traversări de râuri sau defileuri, la transpuneri de faze etc., trebuie să aibă un nivel de protecţie împotriva supratensiunilor de trăsnet cel puţin egal cu cel al stâlpilor normali ai aceleiaşi linii. În acest scop este necesar ca stâlpii supraînălţaţi: a) să se protejeze cu conductoare de protecţie, care să asigure, în funcţie de înălţimea stâlpului, unghiurile de protecţie mai reduse decât valorile din tabelul 6.3. b) să aibă valoarea rezisteţelor prizelor de legare la pământ, măsurată la 50 Hz, mai mică decât: - 5 Ω pentru linii de 110 kV şi 220 kV la stâlpi mai înalţi de 40 m; - 5÷10 Ω pentru linii de 400 kV şi 750 kV la stâlpi mai înalţi de 80 m. Tabelul 6.3 Unghiurile de protecţie pentru stâlpi supraînălţaţi Înălţimea stâlpului (în m)

40

50

60

80

100

Unghiul de protecţie (în grade)

20÷25

15÷20

10÷15

0÷15

-10÷10

6.2.7.- Stabilirea protecţiei stâlpilor speciali trebuie să se facă în urma unui calcul tehnicoeconomic, în care să se ţină seama de condiţiile climaterice ale regiunii prin care trece linia. Protecţia stâlpilor speciali se realizează prin întărirea izolaţiei, reducerea rezistenţei prizei de legare la pământ faţă de restul stâlpilor sau prin montarea de descărcătoare cu rezistenţă variabilă. 6.2.8.- Unghiul de protecţie al conductoarelor de protecţie în deschideri mari nu trebuie să depăşească 200 pentru a se realiza o ecranare corespunzătoare a conductoarelor active.

NTE 001/03/00

- 35 -

VII. PROTECŢIA INSTALAŢIILOR ELECTRICE ÎMPOTRIVA LOVITURILOR DIRECTE DE TRĂSNET ŞI PROTECŢIA ÎMPOTRIVA UNDELOR DE SUPRATENSIUNE DE TRĂSNET CARE SE PROPAGĂ PE LINIILE ELECTRICE AERIENE 7.1. Protecţia instalaţiilor electrice împotriva loviturilor directe de trăsnet 7.1.1.- Instalaţiile exterioare având tensiuni nominale mai mici sau egale cu 20 kV (staţii de conexiune, cabine de secţionare sau posturi de transformare cu suprafaţă redusă) nu se protejează special împotriva loviturilor de trăsnet. 7.1.2.- Instalaţiile exterioare, având tensiuni mai mari de 20 kV, trebuie protejate împotriva loviturilor directe de trăsnet prin paratrăsnete verticale şi/sau orizontale, legate la centura de legare la pământ a staţiei. Alegerea tipului de paratrăsnet, precum şi modul de amplasare a acestora se vor face pe baza unui calcul tehnico-economic, ţinându-se seama de: - distanţele dintre cadrele staţiei; - distanţele între echipamente; - înălţimea stâlpilor; - zonele de protecţie asigurate de paratrăsnetele verticale şi orizontale (în conformitate cu capitolul XII); - cheltuielile de întreţinere şi reparaţii (vopsirea periodică etc). La instalaţiile cu tensiuni de 110 kV, 220 kV, 400 kV şi 750 kV, paratrăsnetele se montează pe cadrele instalaţiei respective. În calculul zonelor de protecţie se poate avea în vedere şi efectul de protecţie al stâlpilor terminali. Instalarea paratrăsnetelor verticale pe construcţiile staţiilor de 110 kV se poate efectua în funcţie de rezistivitatea echivalentă a solului în sezonul ploios, şi anume: - până la 1000 Ωm, indiferent de suprafaţa conturului de legare la pământ a staţiei; - între 1000 şi 2000 Ωm, atunci când suprafaţa conturului de legare la pământ a staţiei este egală sau mai mare de 10.000 m2. De la suportul construcţiei cu paratrăsnet a staţiei de 110 kV trebuie să se asigure răspândirea curentului de trăsnet pe magistralele de legare la pământ pe cel puţin două-trei direcţii. În afară de aceasta, trebuie instalaţi unul-doi electrozi verticali de 3 ÷5 m lungime, la o distanţă de suportul pe care este instalat paratrăsnetul mai mare decât lungimea electrodului. La instalaţiile cu tensiuni de 25÷35 kV, paratrăsnetele verticale se montează pe cadrele instalaţiei numai dacă tensiunea rezultată pe cadrele respective, în cazul trecerii curenţilor de trăsnet (având valorile indicate la pct. 6.1.5) este mai mică decât tensiunea nominală de ţinere a izolaţiei. Astfel, instalarea paratrăsnetelor verticale pe construcţiile staţiilor de până la 35 kV se poate efectua, de asemenea, în funcţie de rezistivitatea echivalentă a solului în sezonul ploios, şi anume: - până la 500 Ωm, indiferent de suprafaţa conturului de legare la pământ a staţiei; - între 500 şi 700 Ωm, atunci când suprafaţa conturului de legare la pământ a staţiei este egală sau mai mare de 10.000 m2. De la suportul construcţiei cu paratrăsnet trebuie să se asigure repartizarea curentului de trăsnet pe magistralele de legare la pământ pe cel puţin trei-patru direcţii. În afară de aceasta trebuie să se instaleze doi-trei electrozi verticali de 3÷5 lungime, la o distanţă faţă de suporţii pe care este instalat paratrăsnetul mai mare decât lungimea electrodului. Lanţurile de izolatoare de pe portalele de 35 kV cu paratrăsnete trebuie să aibă două izolatoare mai mult decât cele alese în mod normal. Distanţa în aer de la construcţia staţiei pe care a fost instalat paratrăsnetul vertical la părţile parcurse de curent trebuie să fie mai mare decât lungimea lanţurilor de izolatoare. Dacă aceste condiţii nu se pot respecta, paratrăsnetele trebuie montate pe stâlpi speciali (pct. 12.4.1). 7.1.3.- În cazul unor staţii de transformare noi, paratrăsnetele pot fi instalate pe portalurile transformatoarelor, bobinelor de reactanţă şi pe construcţii ale staţiei îndepărtate de acestea, la o

NTE 001/03/00

- 36 -

distanţă mai mică de 15 m pe calea de curent, atunci când rezistivitatea echivalentă a pământului în sezonul ploios nu este mai mare de 350 Ωm şi cu respectarea următoarelor condiţii: a) la toate înfăşurările transformatoarelor până la 35 kV se montează descărcătoare cu rezistenţă variabilă, la o distanţă de maximum 5 m pe calea de curent; b) este necesar să se asigure scurgerea curentului de trăsnet din paratrăsnet pe cel puţin treipatru magistrale de legare la pământ; c) pe magistralele de legare la pământ, la distanţa de 3÷5 m de suportul paratrăsnetului, trebuie amplasaţi doi-trei electrozi verticali de 3÷5 m lungime; d) la staţiile cu tensiunea cea mai înaltă de până la 110 kV (inclusiv), în cazul amplasării paratrăsnetelor pe portalul transformatorului, rezistenţa de legare la pământ a acestuia nu trebuie să depăşească 4 Ω, neţinând seama de priza de pământ a restului staţiei; e) legăturile la pământ ale descărcătoarelor şi transformatoarelor la priza de pământ a staţiei se recomandă să se efectueze în apropiere una de alta sau să se execute astfel ca locul de racordare a descărcătorului la priza staţiei să se afle între punctele de legătură ale portalului cu paratrăsnet şi ale transformatorului. 7.1.4.- Distanţa în aer între elementele legate la pământ şi elementele aflate sub tensiune ale instalaţiei trebuie să fie mai mare decât distanţa la care s-ar produce străpungerea, la o tensiune considerată egală cel mult cu tensiunea de conturnare a lanţurilor de izolatoare. 7.1.5.- Protecţia împotriva loviturilor directe de trăsnet a clădirilor de pe teritoriul staţiilor şi centralelor electrice trebuie să se realizeze cu paratrăsnete orizontale sau verticale, cu condiţia ca zonele de protecţie ale acestora să satisfacă cerinţele de protecţie impuse de normativ. Protecţia clădirilor de pe teritoriul staţiilor şi centralelor electrice împotriva loviturilor directe de trăsnet nu este necesară, dacă aceste clădiri intră în zona de protecţie a altor instalaţii situate în apropiere (de exemplu, coşuri de fum etc.). Toate elementele componente ale instalaţiilor de paratrăsnete (elemente de captare, coborâre, legare la pământ, racord la părţile metalice ale clădirilor, suporturi de susţinere sau de fixare etc.) se vor executa conform normativului pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor de paratrăsnet pentru construcţii (I 20/2000). 7.1.6.- Protecţia împotriva loviturilor directe de trăsnet este obligatorie pentru construcţiile înalte din incinta centralelor şi staţiilor electrice (coşuri de fum, castele de apă etc.), pentru rezervoarele ce conţin substanţe combustibile şi pentru clădiri în care sunt depozitate cantităţi mari de materiale combustibile. Dispozitivele de captare, de coborâre şi prizele de legare la pământ se vor monta direct pe aceste instalaţii, conform normativului pentru proiectarea şi executarea construcţiilor din punctul de vedere al prevenirii incendiilor (NPSI) şi normativului pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor de paratrăsnet pentru construcţii (I 20/2000). 7.2.- Protecţia instalaţiilor electrice împotriva undelor de supratensiune de trăsnet, care se propagă pe liniile electrice aeriene A. Cerinţe impuse la alegerea schemei de protecţie 7.2.1.- La alegerea unei scheme de protecţie a unei instalaţii electrice împotriva undelor de supratensiune de trăsnet, care se propagă de pe linia electrică, trebuie respectate condiţiile de coordonare a izolaţiei (conform capitolului V). Schemele de protecţie ale staţiilor trebuie să cuprindă măsuri de protecţie de bază şi măsuri de protecţie suplimentare pe liniile electrice aeriene, la intrarea acestora în staţii. a) Protecţia de bază se realizează cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă. Protecţia de bază trebuie să asigure protejarea integrală a echipamentului din instalaţie, în cazul întreruptorului de linie închis, împotriva undelor de supratensiune de trăsnet, care se propagă de pe linie în staţie, ca urmare a loviturilor de trăsnet în linie. b) Protecţii suplimentare pentru intrările liniilor electrice aeriene se realizează prin: - montarea conductoarelor de protecţie; - montarea de paratrăsnete la intrarea în staţie;

NTE 001/03/00

- 37 -

- montarea de descărcătoare cu rezistenţă variabilă. Alegerea acestor măsuri este determinată de tensiunea nominală a reţelei, importanţa şi regimurile de funcţionare ale instalaţiei ce trebuie protejată, precum şi de indicele cronokeraunic al zonei în care este amplasată instalaţia. 7.2.2.- Pentru instalaţiile electrice cu tensiuni nominale până la 400 kV, inclusiv, la amplasarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă din condiţii de supratensiuni de trăsnet, trebuie să se asigure în regimurile normale de funcţionare ale instalaţiei o marjă de siguranţă de 20 %, ceea ce înseamnă că trebuie să se respecte la bornele fiecărui echipament din staţie următoarea condiţie: amplitudinea maximă a supratensiunilor de trăsnet de la bornele acestuia, multiplicată cu factorul convenţional de siguranţă γa = 1,2 la supratensiuni de trăsnet, trebuie să fie mai mică sau cel mult egală cu tensiunea nominală de ţinere a echipamentului la impuls de tensiune de trăsnet (1,2/50 µs). Pentru celelalte regimuri de funcţionare ale instalaţiilor se poate admite o marjă de siguranţă cuprinsă între 10÷20%. Pentru staţiile de 750 kV, marja de siguranţă în regimurile normale de funcţionare ale instalaţiei este de 10%. Pentru celelalte regimuri de funcţionare ale instalaţiilor se poate admite în cazul acestor staţii o marjă de siguranţă cuprinsă între 5÷10%. 7.2.3.- Pentru stabilirea schemelor de protecţie la instalaţiile electrice cu tensiuni nominale de 110÷750 kV împotriva supratensiunilor de trăsnet, se va utiliza un program de calcul specializat. Amplasarea mijloacelor de protecţie se va face astfel încât să se respecte condiţiile de coordonare a izolaţiei specificate în pct. 7.2.2. Pentru stabilirea schemelor de protecţie la instalaţiile electrice cu tensiuni nominale până la 35 kV, inclusiv, se va utiliza un program de calcul specializat, fie se vor avea în vedere prevederile din pct. 7.2.7 ÷ 7.2.16 din cadrul prezentului capitol, referitoare la protecţia posturilor de transformare şi a instalaţiilor electrice cu tensiuni nominale până la 35 kV, inclusiv. Nu se vor utiliza formule simplificate/orientative de calcul, deoarece acestea pot conduce la erori deosebit de mari. 7.2.4.- Protecţia echipamentului din celula de linie, cuprins între polul întreruptorului de linie şi linie, în ipoteza întreruptorului de linie deschis, trebuie să se realizeze cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă în cazul liniilor electrice aeriene de 110 kV şi 220 kV cu dublă alimentare care funcţionează timp îndelungat deconectate la unul din capete. 7.2.5.- Protecţia autotransformatorului contra undelor de supratensiune trebuie să se realizeze prin montarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă, fără aparate de comutaţie la bornele fiecărei înfăşurări (figura 7.1). Alegerea caracteristicilor descărcătoarelor trebuie să se facă cu relaţiile: U  1   ; U rez,IT ≤ 0,91 ⋅  înc.MT ± U fIT 1 − ( 7.1 ) kIM ⋅ k   kIM  U  k   ; U rez,MT ≤ 0,91 ⋅  înc.IT ± U fMT 1 − ( 7.2 ) kMI    kMI unde: Uînc.MT , Uînc.IT sunt tensiunile de încercare la impuls de tensiune de trăsnet, atât pentru izolaţia internă, cât şi pentru izolaţia externă a înfăşurărilor de medie tensiune (MT) şi de înaltă tensiune (IT); kIM , kMI coeficienţi de transmitere ai supratensiunilor din înfăşurarea de înaltă tensiune în înfăşurarea de medie tensiune (kIM), respectiv din înfăşurarea de medie tensiune în înfăşurarea de înaltă tensiune (kMI); Urez.IT , Urez.MT - tensiunile reziduale nominale pe descărcătoare DRV1 şi, respectiv, DRV2 UfIT , UfMT - tensiunile de fază la înaltă tensiune şi, respectiv, la medie tensiune; k - raportul de transformare definit de relaţia: k = UfIT / UfMT

( 7.3 )

Notă: 1) Semnele + sau - se aleg în funcţie de semnul expresiei din paranteza rotundă, în aşa fel ca

NTE 001/03/00

- 38 -

valoarea membrului drept să fie minimă. 2) Simbolurile IT, MT, JT sunt definite în raport cu tensiunile înfăşurărilor transformatorului şi nu în raport cu tensiunile convenţionale ale reţelei. 3) Coeficienţii de transmitere şi supratensiunilor kIM şi respectiv, kMI se indică de către constructorul de echipament şi se pot determina experimental.

Montarea descărcătoarelor pe partea de joasă tensiune este necesară atunci când: UţJT ≤ kT1 ⋅ UţIT

şi

UţJT ≤ kT2 ⋅ UţMT ,

( 7.4 )

unde: Uţ este tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet a izolaţiei înfăşurării respective; kT1 şi kT2 - rapoartele tensiunilor de încercare definite de relaţiile: k T1 = UîncJT / UîncIT

( 7.5 )

k T2 = UîncJT / UîncMT

( 7.6 )

În alegerea caracteristicilor descărcătorului se va ţine seama de coeficienţii de transmitere ai supratensiunilor din înfăşurarea de IT, respectiv din cea de MT în înfăşurarea de JT. MT

IT

DRV2

DRV1

JT

DRV3

Fig. 7.1.- Protecţia înfăşurărilor autotransformatorului cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă. 7.2.6.- Stabilirea oportunităţii protejării înfăşurărilor neutilizate ale transformatoarelor cu trei înfăşurări se va face pe baza coeficienţilor de transmitere ai supratensiunilor între înfăşurări, indicaţi de fabrica constructoare sau determinaţi experimental. Protecţia înfăşurărilor neutilizate ale transformatoarelor de putere se realizează prin descărcătoare cu rezistenţă variabilă. B. Protecţia posturilor de transformare de 3÷35 kV 7.2.7.- Protecţia posturilor de transformare de 3÷35 kV cu intrare aeriană se realizează cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici. Suplimentar, suporturile izolatoarelor liniilor electrice aeriene se leagă de pământ pe o distanţă de minimum 200 m de post, prizele de pământ ale stâlpilor având o rezistenţă de maximum 10 Ω. Prevederea se aplică şi pentru protecţia separatoarelor telecomandate şi reancaşatoarelor montate pe liniile aeriene de medie tensiune. Adaptarea instalaţiilor existente în care au fost instalate descărcătoare cu coarne (DC) se va face treptat, în conformitate cu pct. 2.4 din prezentul normativ sau în cazul acţiunilor de retehnologizate/ reabilitare a instalaţiilor respective. 7.2.8.- Se recomandă să se renunţe la utilizarea de aparatele de protecţie a posturilor de transformare cu intrare în cablu în cazul în care lungimea porţiunii de linie în cablu la intrarea în post este mai mare decât lungimile prezentate în tabelul 7.1. Tabelul 7.1 Lungimea cablului care asigură autoprotecţia în schema ″linie electrică aeriană - cablu - transformator″.

NTE 001/03/00

- 39 -

Raportul γ dintre impedanţa Lungimea cablului (m), care asigură autoprotecţia în cazul în caracteristică a LEA şi cea care raportul dintre tensiunea de 50% conturnări a izolaţiei liniei şi tensiunea nominală de ţinere a cablului este: a cablului 1 1,2 1,4 10 1000 1100 1300 20 450 600 760 40 250 300 350 7.2.9.- În posturile de transformare, la care lungimea cablului este mai mică decât lungimile prezentate în tabelul 7.1 protecţia se realizează cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici care se vor monta în postul de transformare. Dacă din motive de spaţiu, aceste descărcătoare nu se pot monta în post, protecţia contra supratensiunilor de trăsnet se va realiza prin montarea setului de descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici pe joncţiunea ″linie electrică aeriană - cablu″. 7.2.10.- Bornele de legare la pământ ale descărcătoarelor şi ale transformatoarelor se vor lega la mantaua cablului pe drumul cel mai scurt, iar mantaua cablului se va lega la pământ la ambele capete, în cazul în care cablul permite acest lucru. De asemenea, se recomandă ca suporturile izolatoarelor liniilor electrice aeriene să se lege de pământ pe o distanţă de minimum 200 m de la joncţiunea ″linie electrică aeriană - cablu″, prizele de pământ ale stâlpilor având o rezistenţă de maximum 10 Ω. 7.2.11.- Se va evita rămânerea în schema de funcţionare ″linie electrică aeriană - cablu în gol ″. În cazul în care această cerinţă nu se poate respecta, se va monta un set de descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe joncţiunea ″linie electrică aeriană - cablu″. 7.2.12.- În cazul în care sunt instalate descărcătoare cu coarne în cadrul instalaţiilor existente trebuie respectate următoarele condiţii tehnice pentru optimizarea funcţionării reţelei: a) folosirea reanclanşării automate rapide (RAR) cu unul-două cicluri şi a protecţiei rapide; b) folosirea protecţiei maximale sensibile la duble puneri la pământ; c) verificarea stabilităţii termice la scurtcircuite a descărcătoarelor cu coarne; d) valoarea rezistenţei prizei de pământ a descărcătoarelor cu coarne nu trebuie să depăşească 10 Ω. În tabelul 7.2 sunt date reglajele pentru descărcătoarele cu coarne existente în posturile de transformare şi pe liniile electrice aeriene, folosite ca protecţie suplimentară.

NTE 001/03/00

- 40 Tabelul 7.2

Reglajele pentru descărcătoarele cu coarne montate la posturile de transformare şi pe liniile electrice aeriene ca protecţie suplimentară Tensiunea nominală Reglajul conform tipului de descărcător (mm) a reţelei (kV) În postul de transformare Pe linie pentru protecţia suplimentară *) **) Tipul d1+d2 Tipul d Tipul d1+d2*) Tipul d**) 6 10+10 10 20+20 20 10 18+18 20 25+25 30 15 23+23 30 30+30 40 20 30+30 40 40+40 55 25 40+40 65 55+55 85 35 50+50 80 60+60 110 Note: *) Descărcătoare cu coarne cu două intervale cu electrod antipasăre; **) Descărcătoare cu coarne cu un singur interval disruptiv.

C. Protecţia instalaţiilor electrice cu tensiuni nominale până la 35 kV inclusiv 7.2.13.- Protecţia instalaţiilor electrice din staţiile electrice cu tensiuni nominale până la 35 kV, inclusiv, trebuie să se realizeze după cum urmează: a) se montează câte un set de descărcătoarele cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici pe barele colectoare de medie tensiune ale staţiilor de transformare şi la bornele de medie tensiune ale transformatoarelor de IT/MT; b) suporturile izolatoarelor liniilor electrice aeriene se leagă de pământ, pe o distanţă de minimum 150 m de de primul stâlp, prizele de pământ ale stâlpilor având o rezistenţă de maximum 10 Ω; c) se montează câte un set de descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe liniile electrice aeriene care funcţionează timp îndelungat deconectate, pentru protecţia echipamentului din celula de linie cuprins între polul întreruptorului de linie şi linie în ipoteza întreruptorului de linie deschis. Pentru verificarea necesităţii şi a locului de montare a descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă pe barele colectoare de medie tensiune ale staţiilor de transformare se recomandă utilizarea unui program de calcul specializat. 7.2.14.- Protecţia instalaţiilor electrice cu conexiuni ″linie electrică aeriană - cablu″ se face conform prevederilor de la pct. 7.2.13, ţinându-se seama şi de prevederile de la pct. 7.2.8÷7.2.11. 7.2.15.- Reţelele electrice formate numai din cablu nu sunt supuse la loviturile directe de trăsnet şi nu este necesară protecţia lor cu descărcătoare împotriva supratensiunilor de trăsnet. 7.2.16.- În cazul în care sunt instalate descărcătoare cu coarne în cadrul instalaţiilor existente, trebuie respectate următoarele condiţii tehnice pentru optimizarea funcţionării reţelei: a) folosirea reanclanşării automate rapide (RAR) cu unul-două cicluri şi a protecţiei rapide; b) folosirea protecţiei maximale sensibile la duble puneri la pământ; c) verificarea stabilităţii termice la scurtcircuite a descărcătoarelor cu coarne; d) valoarea rezistenţei prizei de pământ a descărcătoarelor cu coarne nu trebuie să depăşească 10 Ω. În tabelul 7.3 sunt date reglajele intervalelor de amorsare pentru descărcătoarele cu coarne folosite la protejarea intrărilor în instalaţiile existente cu tensiuni nominale de 6÷35 kV.

Tabelul 7.3

NTE 001/03/00

- 41 -

Reglajul intervalului de amordare pentru descărcătoare cu coarne folosite în instalaţiile cu tensiuni nominale de 6 ÷35 kV, la protejarea intrărilor Tensiunea nominală a reţelei

(kV) 6 10 15 20 25 35

Nivelul de ţinere al izolaţiei

Valoarea intervalului de amorsare la impuls la frecv. Tip Tip d2) 1,2/50 µs de 50 Hz d1 + d2 1) (kV) (kV) (mm) (mm) 60 27 29 16 75 35 40 25 95 45 52 35 125 55 66 46 150 65 100 195 85 100÷110 150

Tensiunea de amorsare la impuls 1,2/50 µs (kV) 45 62 82 105 80÷130 100÷160

Tensiunea de amorsare la frecvenţă industrială Tip Tip d1+d2 d (kV) (kV) 17÷18 22÷25 19÷22 28÷32 23÷24 32÷37 26÷28 36÷42 45÷65 65÷90

Note: 1) descărcătoare cu coarne cu două intervale de amorsare cu electrod antipasăre; 2) descărcătoare cu coarne cu un singur interval de amorsare.

D. Protecţia instalaţiilor electrice cu tensiuni nominale de 110÷750 kV 7.2.19.- Protecţia de bază a staţiilor de 110÷750 kV împotriva supratensiunilor de trăsnet se realizează cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă. Alegerea numărului de descărcătoare cu rezistenţă variabilă, precum şi a locului de amplasare a acestora în staţie trebuie să se facă respectându-se condiţiile de coordonare a izolaţiei (conform cap.V) şi avându-se în vedere considerentele de ordin economic. Stabilirea oportunităţii protejării cu descărcătoare a înfăşurării de medie tensiune a transformatoarelor se va face şi pe baza coeficientului de transmitere a supratensiunii din înfăşurarea de înaltă tensiune în cea de medie tensiune, indicat de constructor sau determinat experimental, conform indicaţiilor de la pct. 7.2.5. În cazul în care nu se cunosc coeficienţii de transmitere, stabilirea schemei de protecţie pe medie tensiune se va face numai după efectuarea măsurătorilor necesare de către institute specializate. În cazurile excepţionale, în care nu este posibilă realizarea nivelului de izolaţie minim admis pentru distanţele de izolare în aer din staţiile de 110÷220 kV de tip vârf-placă (de exemplu, vârf cuţit separator - structură metalică legată la pământ), este necesar să se asigure cel puţin valorile minime admise pentru distanţele de izolare în aer din staţia de tip conductor-structură şi să se realizeze protecţia împotriva supratensiunilor a distanţelor de izolare de tip vârf-placă, ţinându-se seama de nivelul real de izolaţie al acestor distanţe (care se poate stabili acoperitor, utilizând caracteristicile din figura 5.1). 7.2.20.- În staţiile de 220÷750 kV descărcătoarele cu rezistenţă variabilă trebuie să se monteze la bornele transformatoarelor, autotransformatoarelor şi bobinelor de compensare. În cazul în care aceste descărcătoare nu asigură protecţia tuturor echipamentelor din staţie, trebuie montate seturi suplimentare de descărcătoare pe unele linii. Pentru stabilirea numărului de descărcătoare ce trebuie montate pe linii, precum şi a locului lor de montare, se va utiliza un program de calcul specializat, în conformitate cu prevederile pct. 7.2.2, şi se va ţine seama şi de condiţiile impuse din considerente de protecţie împotriva supratensiunilor de comutaţie. 7.2.21.- În staţiile de 110 kV, descărcătoarele cu rezistenţă variabilă trebuie să se monteze la bornele autotransformatoarelor şi, de regulă, la bornele transformatoarelor, asigurând protecţia pentru toate echipamentele staţiei. În cazul în care montarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă la bornele transformatoarelor ar duce la scheme de protecţie supraechipate cu aceste descărcătoare, stabilirea numărului de seturi de descărcătoare şi a locului de montare se va face prin utilizarea unui program de calcul specializat.

NTE 001/03/00

- 42 -

Descărcătoarele cu rezistenţă variabilă, ce urmează să se monteze pe sistemul de bare, trebuie să fie prevăzute cu supape de presiune, pentru evitarea apariţiei defectelor pe bare ca urmare a deteriorării descărcătoarelor. 7.2.22.- Descărcătoarele cu rezistenţă variabilă trebuie să fie legate pe calea cea mai scurtă la circuitul de legare la pământ al staţiei. 7.2.23.- Protecţia liniilor electrice aeriene în porţiunile de intrare în staţiile de transformare trebuie să se realizeze astfel: a) - Pe porţiunea dintre stâlpul terminal şi cadrele staţiei, conductoarele de protecţie trebuie să realizeze acelaşi unghi de protecţie ca pe tot restul liniei, şi anume maximum 300 pentru liniile de 110 kV şi 220 kV, simplu şi dublu circuit, şi de 400 kV simplu circuit şi de maximum 200 pentru liniile de 400 kV dublu circuit şi liniile de 750 kV, conform pct. 6.1.3. - La liniile electrice aeriene, la care din considerentele arătate la pct. 6.1.2 nu se montează conductoare de protecţie pe întreaga linie, trebuie să se monteze conductoare de protecţie de aproximativ 2 km la intrarea liniei în staţie. - Rezistenţele prizelor de legare la pământ nu trebuie să depăşească 10 Ω. b) - La liniile de 110 kV şi 220 kV cu dublă alimentare (care funcţionează buclat), pentru situaţiile în care funcţionează deconectate la unul din capete, trebuie să se monteze pe linie, la intrarea în staţie, un set de descărcătoare cu rezistenţă variabilă pentru protecţia echipamentului de linie deconectat de la barele staţiei. c) - În cazul liniilor radiale sau cu dublă alimentare (care funcţionează buclat), pentru situaţiile în care nu funcţionează, de regulă, deconectate la unul din capete nu este necesară protejarea prin descărcătoare a echipamentului din celula de linie. 7.2.24.- Protecţia staţiilor de 110 kV, 220 kV şi 400 kV, având la intrare joncţiuni ″linie electrică aeriană - cablu″, se face conform prevederilor de la pct. 7.2.19, 7.2.20 şi 7.2.21. În cazul schemelor de tip “linie electrică aeriană - cablu - transformator”, protecţia izolaţiei transformatorului şi a cablului se realizează prin montarea unui set de descărcătoare cu rezistenţă variabilă la bornele transformatorului. În cazul în care, din motive de spaţiu, nu se pot monta descărcătoare la bornele transformatorului, acest set de descărcătoare se va monta pe joncţiunea ″linie electrică aeriană cablu″. 7.2.25.- Se va evita rămânerea în schema de funcţionare ″linie electrică aeriană - cablu în gol ″. În cazul în care această cerinţă nu se poate respecta, se va asigura protecţia cablului, conform cerinţelor de la pct. 7.2.23.b. 7.2.26.- Protecţia instalaţiilor de 110 kV în SF6 se va face cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă, montate pe ieşirea spre transformatorul de putere, dacă există, şi, în funcţie de necesitate, pe ieşirile aeriene şi în celulele de descărcător în SF 6, cât mai aproape de instalaţia în SF6.

NTE 001/03/00

- 43 -

VIII. PROTECŢIA INSTALAŢIILOR DIN REŢELELE ELECTRICE DE 110÷750 kV ÎMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR DE COMUTAŢIE 8.1.- Apariţia supratensiunilor ca urmare a deconectării liniilor electrice aeriene şi transformatoarelor în gol, mai mari decât valorile admise din considerente legate de coordonarea izolaţiei (capitolul V), trebuie evitată prin adoptarea întreruptoarelor la care nu este posibil să apară aprinderi repetate ale arcului electric. În cazul în care se folosesc întreruptoare la care nu se realizează această condiţie, este necesar ca protecţia să se realizeze prin descărcătoare cu rezistenţă variabilă, capabile să reziste sub acţiunea supratensiunilor de comutaţie. 8.2.- Pentru întreruptoare, curentul capacitiv ce trebuie să fie deconectat fără să se producă supratensiuni mai mari de 2,5 Uf este: - 35 A la tensiunea de 110 kV; - 130 A la tensiunea de 220 kV; - 400 A la tensiunea de 400 kV. În cazul tensiunii de 750 kV, curentul capacitiv limită ce trebuie să fie deconectat, fără să se producă supratensiuni de comutaţie mai mari de 2,1⋅ Uf (2,1⋅ 787/ 3 ), este de 1000 A. 8.3.- Protecţia împotriva supratensiunilor de comutaţie la conectarea în gol a transformatoarelor şi autotransformatoarelor de 220 kV, 400 kV şi 750 kV trebuie să se realizeze prin montarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă la bornele transformatoarelor şi autotransformatoarelor. 8.4.- Pentru asigurarea unui risc de defect la comutaţie cât mai redus, se recomandă utilizarea întreruptoarelor cu rezistenţă de preinserţie. Stabilirea necesităţii montării acestui tip de întreruptor se va face pe baza unei analize tehnico-economice, ce impune cunoaşterea valorilor maxime ale supratensiunilor de comutaţie posibile să apară, reducerea acestora datorită rezistenţelor de preinserţie de diferite valori, riscul de defect la comutaţie. 8.5.- Pentru transformatoarele cu izolaţie degresivă, funcţionând în reţele cu neutrul legat efectiv la pământ, trebuie să se asigure o protecţie corespunzătoare a neutrului în cazul funcţionării transformatorului cu neutrul izolat. Această protecţie se asigură cu descărcătoare cu rezistenţă variabilă, alese în mod corespunzător, în funcţie de nivelul nominal de izolaţie a neutrului transformatorului (conform pct. 5.2.4) şi de tensiunile maxime, care pot să apară pe neutru, ţinându-se seama de tipul întreruptorului folosit şi de posibilitatea rămânerii acestuia întrun număr incomplet de faze. 8.6.- Pentru evitarea solicitării izolaţiei bornelor de nul, care rămân nelegate la pământ, şi a descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă de pe neutrul transformatoarelor de 110 ÷750 kV, sunt necesare: a) evitarea regimului de funcţionare în gol în număr incomplet de faze a transformatoarelor ; b) scoaterea într-un timp cât mai scurt (1÷2 min) de sub tensiune a transformatoarelor, alimentate în număr incomplet de faze (protecţia contra funcţionării cu număr incomplet de faze). 8.7.- Protecţia înfăşurărilor neutilizate ale transformatoarelor de putere se realizează conform indicaţiilor de la pct. 7.2.6. 8.8.- Neutrul transformatoarelor blocurilor generator-transformator trebuie să se lege la pământ în timpul punerii în paralel a generatoarelor, indiferent de modul de funcţionare permanent în schemă. Pentru protecţia împotriva supratensiunilor de comutaţie şi evitarea rămânerii cu neutrul izolat se prevăd scurtcircuitoare rapide, care leagă automat la pământ neutrul transformatorului în cazul comutaţiei întreruptorului de bloc şi, în special, la defecte interne în bloc.

NTE 001/03/00

- 44 -

8.9.- Pentru evitarea secţionării reţelei, ca urmare a unor comutaţii programate sau intempestive, în porţiunile de reţea în care nu se îndeplinesc condiţiile de legare efective a neutrului reţelei la pământ, şi anume: X 0 / X+ < 3 R0 / X+ < 1

,

trebuie să se studieze problema tratării neutrelor transformatoarelor în corelaţie cu condiţiile de funcţionare a protecţiei prin relee din reţeaua respectivă sau să se monteze pe neutrul transformatoarelor dispozitive de conectare rapidă la pământ (scurtcircuitoare automate rapide, acţionate în funcţie de valoarea tensiunii de secvenţă zero, care să funcţioneze în aceste condiţii). 8.10.- În cazul staţiilor de racord adânc trebuie să se lege neutrul transformatorului la pământ, în condiţiile în care puterea de scurtcircuit monofazată realizat ca urmare a legării la pământ este mai mică decât puterea de scurtcircuit plafon a echipamentului. În cazul în care, din motive de limitare a puterii de scurtcircuit, este necesar ca transformatorul să funcţioneze cu neutrul izolat, se impune montarea pe neutru a scurtcircuitarelor rapide.

NTE 001/03/00

- 45 IX. PROTECŢIA INSTALAŢIILOR ELECTRICE ÎMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR TEMPORARE

9.1.- Tratarea neutrului în reţelele electrice de medie tensiune de distribuţie 9.1.1.- Principalele criterii şi cerinţe care trebuie avute în vedere la alegerea unei soluţii de tratare a neutrului reţelelor electrice de distribuţie de medie tensiune sunt: - tensiunea, dimensiunile, structura şi caracteristicile reţelei şi echipamentelor: • tipul reţelei în cauză (reţea aeriană, mixtă sau în cablu), dimensiunile şi arhitectura reţelei (posibilităţi de buclare), respectiv valoarea curentului capacitiv de punere la pământ a reţelei; • starea tehnică a izolaţiei (nivelurile de ţinere ale izolaţiilor şi gradul de îmbătrânire a acestora, respectiv posibilitatea transformării simplelor puneri la pământ în duble puneri la pământ); • valorile rezistenţelor parcului de prize de pământ; • condiţiile de mediu în care funcţionează liniile electrice aeriene (poluare, vegetaţie, păsări etc., care conduc deseori la defecte trecătoare cu punere simplă la pământ); - exigenţele consumatorilor referitoare la continuitatea şi calitatea alimentării acestora, eliminarea întreruperilor de scurtă durată; - siguranţă în exploatarea reţelei; - valori cât mai reduse ale supratensiunilor şi curenţilor de defect; - localizarea rapidă şi selectivă a defectelor şi deconectarea acestora fără intervenţii din partea pesonalului de exploatare; - influenţe reduse asupra altor reţele (reţele de telecomunicaţii, căi ferate etc.); - asigurarea unei protecţii eficiente împotriva accidentelor de persoane şi de animale, respectiv tensiuni de atingere şi de pas sub limitele admisibile şi durate cât mai reduse de apariţie a unor tensiuni atingere şi de pas de valori mai ridicate; - economicitatea soluţiei (cheltuieli totale actualizate minime), ţinând seama şi de evoluţia ulterioară a reţelei (extinderii reţelei). Ca urmare a cercetărilor efectuate în ultimii ani, s-a hotărât o diversificare a soluţiilor de tratare a neutrului reţelelor electrice de distribuţie de medie tensiune, în baza criteriilor şi cerinţelor evidenţiate mai sus. În acest sens, în continuare se fac recomandări pentru alegerea soluţiei de tratare a neutrului acestor reţele. 9.1.2.- Ţinându-se seama de cerinţele de siguranţă a persoanelor şi a bunurilor materiale şi de ameliorare a calităţii alimentării consumatorilor şi exploatării instalaţiilor, precum şi de starea tehnică a reţelelor electrice de distribuţie de medie tensiune, prin soluţia de tratare a neutrului adoptată, inclusiv protecţiile prin relee şi automatizările asociate, trebuie avute în vedere următoarele: - selectarea şi deconectarea cât mai rapid posibil a punerilor simple la pământ, indiferent de tipul reţelei (aeriene, mixte sau în cablu) pentru a se preveni transformarea acestor defecte în duble puneri la pământ sau în scurtcircuite polifazate; - utilizarea de soluţii de tratarea a neutrului reţelelor electrice de distribuţie de medie tensiune, inclusiv protecţii prin relee şi automatizări asociate, care permit atât eliminarea defectelor trecătoare (pasagere) fără întreruperea alimentării consumatorilor cât şi deconectarea defectelor monofazate permanente (persistente) în cel mai scurt timp posibil; - indiferent de modul de tratare a neutrului reţelei, trebuie redus la minim numărul de manevre pe perioada de indentificare a liniilor cu simple puneri la pământ şi de localizare a porţiunii cu defect pentru evitarea solicitării izolaţiilor la supratensiuni de comutaţie şi de rezonanţă. 9.1.3.- În cazul în care reţelele electrice de medie tensiune alimentează consumatori speciali, la care efectele economice ale întreruperilor în alimentare intempestive sunt importante sau se pun în pericol vieţile oamenilor, soluţia de tratare a neutrului acestor reţele, inclusiv protecţiile şi automatizările asociate, se vor stabili având în vedere necesitatea evitării acestor întreruperi. În

NTE 001/03/00

- 46 -

astfel de situaţii, trebuie să se aibă în vedere o soluţie de tratare a neutrului care să permită funcţionarea reţelei cu un defect monofazat la pământ pe o durată de timp limitată, până când consumatorii respectivi îşi pot lua măsurile necesare pentru eliminarea consecinţelor posibile ca urmare a întreruperii alimentării cu energie electrică. În acest sens, în funcţie de mărimea reţelei (valoarea curentului capacitiv de punere la pământ a reţelei) se poate funcţiona cu reţeaua cu neutrul izolat sau tratat prin bobină de compensare. În acest caz, se pot utiliza protecţii prin relee sau automatizări pentru localizarea defectelor cu acţionare pe semnalizare şi eventual trecerea pe o alimentare de rezervă dacă aceasta nu conduce, în momentul respectiv, la întreruperea alimentării acestor consumatori. 9.1.4.- Soluţia de funcţionare cu neutrul izolat va fi utilizată în cazul reţelelor electrice aeriene, mixte sau în cablu de medie tensiune de lungimi reduse, la care curentul capacitiv de punere la pământ a reţelei are o valoare mai mică sau egală cu 10 A. Dacă curentul capacitiv de punere la pământ a reţelei electrice legate galvanic are o valoare mai mare de 10 A, se va adopta una din următoarele două soluţii: - soluţia de funcţionare cu neutrul tratat prin rezistenţă; - soluţia de funcţionare cu neutrul tratat prin bobină de compensare. 9.1.5.- Soluţia de funcţionare cu neutrul tratat prin rezistenţă poate fi utilizată în cazul reţelelor electrice aeriene, mixte sau în cablu cu curenţi capacitivi de punere la pământ mai mari de 10 A. În reţelele electrice în cablu sau mixte, preponderent în cablu, având curenţi capacitivi de punere la pământ mai mari de 10 A, se va funcţiona în schema cu neutrul tratat prin rezistenţă. Rezistoarele de legare la pământ a neutrului reţelei trebuie să asigure o valoare a curentului de punere la pământ care să permită atât deconectarea rapidă şi selectivă a liniilor afectate de puneri simple la pământ cât şi păstrarea tensiunilor de atingere şi de pas şi a influenţelor în reţelele învecinate sub limitele admisibile normate. În acest sens, rezistorul trebuie să limiteze curentul de scurtcircuit monofazat pe barele de medie tensiune la următoarele valori: - 300 A - pentru reţelele electrice aeriene, precum şi pentru reţele mixte cu o valoare a curentului capacitiv de punere la pământ mai mică de 150 A; - 600 A - pentru reţelele electrice subterane, precum şi pentru reţele mixte cu o valoare a curentului capacitiv de punere la pământ mai mare sau egală cu 150 A; - 1000 A - pentru reţelele electrice subterane realizate din cabluri, atunci când este asigurată stabilitatea termică a căii de întoarcere a curentului de scurtcircuit monofazat (cabluri cu manta din plumb, cabluri A2YSY însoţite de un conductor de compensare sau cabluri cu ecrane stabile termic minim 1000 A, 1 s). Liniile electrice de medie tensiune sunt prevăzute cu protecţii selective care provoacă declanşarea în cazul defectelor pe linii, în conformitate cu PE 504/96 şi instrucţiunii tehnice 1E-Ip 35/1-90. Schemele de conectare a rezistorului la neutrului reţelei electrice de medie tensiune sunt prezentate în anexa 9, figura A.9.1. Pentru creşterea calităţii în alimentarea consumatorilor racordaţi la reţelele electrice aeriene sau mixte cu neutrul tratat prin rezistenţă şi a siguranţei în funcţionare a acestor reţele, se poate adopta sistemul de automatizare “întreruptor şunt” care asigură eliminarea defectelor monofazate trecătoare fără deconectarea consumatorilor. Detalii sunt prezentate în anexa 9, pct. A.9.1.3. 9.1.6.- Soluţia de funcţionare cu neutrul tratat prin bobină de compensare poate fi utilizată în cazul reţelelor aeriene sau mixte (preponderent aeriene) de medie tensiune la care curentul capacitiv de punere la pământ are o valoare mai mare de 10 A, care alimentează consumatori care admit întreruperi prin manevre pentru localizarea sectorului de linie cu defect permanent. Soluţia de tratare a neutrului reţelelor prin bobină de compensare impune: - Utilizarea de bobine de compensare cu un sistem de reglaj continuu automat care să asigure, în toate situaţiile, în condiţii de fiabilitate ridicată, o valoare maximă a curentului de defect la locul de defect de 10 A. În cazul în care aceste condiţii nu pot fi îndeplinite se va opta pentru soluţia de tratare a reţelei prin rezistenţă. - Verificarea instalaţiilor de legare la pământ a echipamentelor din reţeaua electrică de

NTE 001/03/00

- 47 -

distribuţie de medie tensiune, care trebuie să satisfacă condiţiile impuse de tensiunile de atingere şi de pas pe durata cât instalaţiile respective sunt afectate atât de punerile simple la pământ cât şi de punerile duble la pământ. Verificarea se va face şi la condiţiile impuse de stabilitatea termică a prizelor de pământ. Liniile de medie tensiune vor fi prevăzute cu protecţii realizate în conformitate cu PE 504/96. Schemele de conectare a bobinei de compensare la neutrului reţelei electrice de medie tensiune sunt prezentate în anexa 9, figura A.9.1. Funcţionarea de durată cu punere la pământ este limitată în timp, de regulă, la durata de efectuare a manevrelor de izolare a defectului, respectându-se limitele şi condiţiile stipulate în STAS 832-1979. Cu excepţia cazurilor menţionate la pct. 9.1.3, pentru evitarea transformării simplelor puneri la pământ permanente în duble puneri la pământ se va avea în vedere utilizarea de soluţii de protecţii prin relee şi sisteme de automatizări asociate care să permită deconectarea selectivă şi rapidă a punerilor simple la pământ permanente. În acest sens se poate adopta sistemul de automatizare de conectarea automată a unui rezistor în paralel cu bobina de compensare pentru selectarea şi declanşarea defectelor monofazate permanente. Detalii sunt prezentate în anexa 9, pct. A.9.2.4. 9.1.7.- Alegerea sau schimbarea unei soluţii de tratare a neutrului reţelelor de medie tensiune aeriene sau preponderent aeriene se va face pe baza unor analize tehnico-economice de detaliu, avându-se în vedere criteriile şi cerinţele evidenţiate la pct. 9.1.1 şi prevederile de la pct. 9.1.2÷9.1.6. 9.1.8.- În regim normal de funcţionare, bobinele de compensare care se montează în reţelele de 3÷35 kV se vor regla în regim de supracompensare, a căror valoare va fi cuprinsă între 0 şi 10 %. În cazul reţelelor prevăzute cu dispozitive de acord automat al compensării, se va funcţiona cât mai aproape de rezonanţă, cu condiţia ca tensiunea de deplasare a neutrului să nu depăşească 10÷15 % din tensiunea de fază. În acest caz se va admite o supracompensare de ordinul 4÷5 %. Se admite funcţionarea temporară a reţelelor de medie tensiune în regim de subcompensare (până la remedierea unor incidente, care conduc la un grad mai mare de dezacord decât cel prescris, sau până la procurarea unui grup de compensare corespunzător în cazul extinderii unei reţele, dar nu mai mult de un an de la data depăşirii curentului capacitiv de punere la pământ, pentru care există posibilităţi de compensare), cu luarea următoarelor măsuri: a) valoarea gradului de dezacord nu va depăşi -20 % în reţelele slab dezvoltate (cu un curent capacitiv de punere la pământ de până la 50 A) şi, respectiv, -10 % în reţelele puternic dezvoltate (cu curentul capacitiv de punere la pământ cuprins între 50 şi 100 A); b) durata funcţionării reţelei cu simplă punere la pământ se va limita la durata depistării şi deconectării liniei defecte; pe această durată nu se va deconecta grupul de compensare a curentului capacitiv de punere la pământ; c) deconectarea circuitelor de linii şi de transformatoare de putere aflate sub tensiune, fără sarcină, nu se va efectua prin separator; d) funcţionarea în număr incomplet de faze se interzice. 9.1.9.- Pentru protejarea bobinei de compensare contra supratensiunilor de comutaţie provocate de deconectarea scurtcircuitelor trifazate cu punere la pământ, pentru cazurile în care aceste supratensiuni depăşesc valorile indicate în anexa 9, se vor monta în paralel cu bobina de compensare descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici. 9.1.10.- În reţelele electrice de distribuţie de 3÷35 kV legate galvanic cu generatoarele din centralele electrice, trebuie să se monteze o rezistenţă sau o bobină de compensare între punctul neutru al generatoarelor şi pământ, dacă curentul capacitiv de punere la pământ este mai mare de 5 A. 9.2.- Tratarea neutrului în reţelele electrice de medie tensiune ale termocentralelor 9.2.1.- Reţelele de servicii proprii de medie tensiune ale termocentralelor vor funcţiona: a) cu neutrul izolat, în cazul în care curentul capacitiv de punere la pământ al reţelei

NTE 001/03/00

- 48 -

cuplate galvanic nu depăşeşte valorile: - 10 A pentru reţelele serviciilor proprii de medie tensiune, la care nu sunt racordate galvanic generatoare; - 5 A pentru reţelele serviciilor proprii de medie tensiune, la care se racordează galvanic generatoare; b) cu neutrul legat la pământ prin rezistenţă, în cazul în care curentul capacitiv de punere la pământ a reţelei cuplate galvanic depăşeşte valorile menţionate. 9.2.2.- În cazul în care, în urma calculelor, rezultă necesitatea tratării neutrului prin rezistenţă pentru cel puţin una din barele de servicii proprii de medie tensiune ale centralei electrice (considerând întreaga reţea cuplată galvanic în diferitele ipoteze de funcţionare), soluţia va fi adoptată pentru toate barele reţelei de servicii proprii de medie tensiune ale centralei. Determinarea curentului capacitiv de punere la pământ, calculul curentului de scurtcircuit monofazat limitat şi ordinea de prioritate în alegerea soluţiilor de legare la pământ prin rezistenţă a neutrului reţelelor de servicii proprii de medie tensiune ale termocentralelor sunt prezentate în anexa 9. 9.2.3.- Pentru termocentralele la care generatoarele debitează la tensiunea serviciilor proprii, având şi consumatori exteriori termocentralei, este necesară analiza fiecărui caz în parte, întrucât soluţia de tratare a neutrului necesită o corelare a soluţiei de la consumatori. 9.3.- Reţelele de înaltă şi foarte înaltă tensiune (110÷750 kV) 9.3.1.- Pentru limitarea creşterilor de tensiune datorită efectului capacitiv pe liniile electrice lungi, în gol, la nivelul impus (capitolul V), trebuie să se realizeze compensarea trasversală a liniilor cu bobine. Locul de montare a bobinei se stabileşte din considerente tehnico-economice. La stabilirea numărului bobinelor necesare montării pe linii se va ţine seama de creşterile admisibile de tensiune indicate în tabelul 9.1. Tabelul 9.1 Tensiunea nominală a reţelei

Tipul echipamentului

(kV)

110 ÷ 400

750

Transformatoare şi autotransformatoare Bobine de reactanţă şi transformatoare de tensiune inductive Aparate de comutaţie, transformatoare de tensiune capacitive, transformatoare de curent, condensatoare de cuplaj şi bare colectoare Transformatoare şi autotransformatoare Bobine de compensare, transformatoare de curent şi tensiune, aparate de comutaţie, condensatoare de cuplaj şi bare colectoare

Creşterea admisibilă de tensiune pe fază faţă de Us/ 3 , în funcţie de durata solicitării: 20 min1) 20 s 1s 0,1 s 1,1 1,4 -2) -2) 2) 1,15 1,4 -2) 1,15

1,6

2,2

2,4

1,1

1,25

1,73)

1,83)

1,1

1,3

1,93)

2,03)

Note:1) Se admit creşteri de tensiune, cu durata cuprinsă între 60 şi 1200 s, până la de 50 de ori pe an, la un interval de minimum o oră între duoă solicitări succesive. 2) Creşterile de tensiune de 1,4 şi peste, cu o durată mai mare de 20 s se elemină prin instalaţii de protecţie şi automatizări. 3) Aceste valori sunt informative.

9.3.2.- Prezenţa bobinelor de compensare pe liniile de 750 kV poate duce la apariţia fenomenelor de rezonanţă cu implicaţii asupra pauzei de RARM şi asupra protecţiei împotriva acestor supratensiuni. Măsurile necesare pentru micşorarea duratei pauzei de RARM şi pentru

NTE 001/03/00

- 49 -

evitarea apariţiei fenomenelor de rezonanţă se vor stabili în urma unei analize tehnicoeconomice, ţinându-se seama de gradul de compensare, de caracteristicile sistemului (puterea de scurtcircuit), de condiţiile impuse din considerente de stabilitate a sistemului etc. Pentru micşorarea pauzei RARM (asigurându-se durate în limitele (0,7÷1) s, pentru reţeaua de 750 kV) se pot monta pe neutrul bobinelor de reactanţă bobine suplimentare, având reactanţa cuprinsă în limitele de 170÷360 Ω. 9.3.3.- Liniile de 400 kV şi 750 kV vor fi prevăzute cu o protecţie maximală de tensiune, trifazată, cu temporizare independentă, dacă din calcule rezultă că, în urma deconectării de la un capăt al liniei respective sau în alte regimuri posibile, pot să apare supratensiuni temporare mai mari decât valorile admisibile specificate în tabelul 9.1. În funcţie de valorile maxime ale supratensiunilor temporare rezultate din calcule (Umax.calc), protecţia maximală de tensiune va fi realizată cu una sau mai multe trepte de tensiune şi de timp. Protecţia va comanda în primul rând conectarea rapidă a bobinelor de compensare transversală dacă acestea există în staţia în care montează protecţia. În lipsa bobinelor de compensare transversală sau dacă conectarea bobinelor de compensare transversală nu conduce la scăderea tensiunii sub valorile periculoase, protecţia trebuie să comande declanşarea de la ambele capete a liniei care provoacă supratensiunea, precum şi blocarea RAR. Reglajele protecţiilor se corelează cu caracteristicile aparatajului din staţiile respective, ţimându-se seama şi de recomandările furnizorului de aparataj. 9.3.4.- În cazul reţelelor de 400 kV protecţia împotriva supratensiunilor temporare se realizează în trei trepte, cu o temporizare diferită, în funcţie de valoarea supratensiunii temporare Umax.calc, şi anume: a) rapid, pentru valori mai mari de 1,4 ⋅ 420 / 3 kV ; b) cu temporizare de maxim 10 s, pentru valori cuprinse între (1,2÷1,4) ⋅ 420 / 3 kV ; c) cu temporizare de maxim 60 s, pentru valori cuprinse între (1,1÷1,2) ⋅ 420 / 3 kV . 9.3.5.- În cazul reţelelor de 750 kV protecţia împotriva supratensiunilor temporare se realizează în două trepte, cu o temporizare diferită, în funcţie de valoarea supratensiunii temporare Umax.calc , şi anume: a) rapid, pentru valori mai mari de 1,3 ⋅ 787 / 3 kV; b) cu temporizare de câteva zeci de secunde, pentru valori peste 1,1 ⋅ 787 / 3 kV. 9.3.6.- Nesimultaneitatea timpilor totali de acţionare a polilor întreruptoarelor trebuie să fie mai mică de 5 ms.

NTE 001/03/00

- 50 X. PROTECŢIA MAŞINILOR ELECTRICE ROTATIVE ÎMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR

10.1.- Se admite racordarea maşinilor electrice rotative cu puteri sub 15.000 kVA direct la liniile electrice aeriene. Racordarea maşinilor electrice rotative cu puteri de 15.000 kVA şi mai mult la liniile electrice aeriene trebuie să se facă numai prin intermediul unor transformatoare de separare corespunzătoare. Observaţie: În cazul turbogeneratoarelor de mare putere conectate prin transformatoare bloc, unde montarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă la tensiunea generatorului nu este admisă, se va menţiona în condiţiile tehnice pentru transformatoarele bloc, ca valoarea coeficientului de transmitere a supratensiunii kT, determinată conform indicaţiilor de la pct. 7.2.5, să satisfacă relaţia: kT ≤

2 ⋅ U înc.gen U înc.IT

,

( 10.1 )

în care: Uînc.gen este tensiunea de încercare la frecvenţă industrială (50 Hz) a izolaţiei generatorului; Uînc.IT - tensiunea de încercare la impuls de trăsnet a izolaţiei înfăşurării de înaltă tensiune a transformatorului. 10.2.- Schemele de protecţie ale maşinilor electrice rotative cu puteri sub 15.000 kVA racordate direct la liniile electrice aeriene trebuie să asigure: a) protecţia izolaţiei principale (a izolaţiei dintre înfăşurări şi corpul maşinii); b) protecţia izolaţiei între spire. 10.3.- Nivelul de protecţie al schemelor de protecţie trebuie să fie de cel puţin 50 kA în cazul unei pante maxime a undei curentului de trăsnet de 20 kA/µs. 10.4.- Schemele de protecţie a maşinilor electrice rotative racordate la liniile electrice aeriene trebuie să se realizeze prin utilizarea combinată a următoarelor elemente: a) descărcătoare cu rezistenţă variabilă montate pe barele staţiei sau la bornele maşinii; b) condensatoare de protecţie montate pe bare şi pe neutrul maşinii; c) descărcătoare cu rezistenţă variabilă montate pe liniile electrice aeriene; d) conductoare de protecţie sau paratrăsnete verticale pentru protecţia liniilor electrice aeriene la intrarea lor din staţie. 10.5.- Pentru protecţia maşinilor electrice rotative trebuie să se utilizeze descărcătoare cu rezistenţă variabilă de tip special, având o tensiune de amorsare mai scăzută şi o neliniaritate mai pronunţată. În tabelul 10.1 sunt date caracteristicile de bază ale descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici, folosite pentru protecţia maşinilor electrice rotative. Tabelul 10.1 Caracteristicile de bază ale descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici, folosite pentru protecţia maşinilor electrice rotative Tensiunea Tensiunea de Curentul nominal de Tensiunea reziduală la nominală a funcţionare continuă descărcare un curent de 10 kA reţelei a descărcătorului (undă 8/20 µs) (undă 8/20 µs) (kV) (kV) (kA) (kV) 3 10 ≥ 2,3 ≤ 10 6 10 ≥ 4,6 ≤ 20 10 10 ≥ 7,4 ≤ 30 15 10 ≥ 11,1 ≤ 45 10.6.- Capacitatea pe bare se determină cu relaţia:

NTE 001/03/00

- 51 Cbare =

U ind ⋅ CL U bare

( 10.2 )

în care: Cbare este capacitatea pe bare compusă din capacitatea echivalentă a barelor şi capacitatea condensatoarelor racordate la bare; Uind - valoarea maximă a supratensiunilor induse înregistrate în practică (300 kV); Ubare - valoarea limită a tensiunii nepericuloase pentru izolaţia maşinii; CL - capacitatea liniilor electrice legate galvanic cu generatorul. Bateriile trifazate de condensatoare trebuie să se conecteze în stea cu neutrul legat la pământ. 10.7.- Neutrul izolat şi accesibil al maşinii electrice rotative trebuie protejat prin utilizarea unui descărcător cu rezistenţă variabilă şi de capacităţi de protecţie. 10.8.- Alegerea unei scheme de protecţie trebuie să se facă printr-un calcul tehnico-economic, în conformitate cu indicaţiile din anexa 4. 10.9.- Adaptarea instalaţiilor existente în care au fost instalate descărcătoare cu coarne (DC) se va face treptat, în conformitate cu pct. 2.4 din prezentul normativ sau în cazul acţiunilor de retehnologizare/ reabilitare a instalaţiilor respective.

NTE 001/03/00

- 52 -

XI. ALEGEREA APARATELOR DE PROTECŢIE ÎMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR 11.1.- Descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de carbură de siliciu 11.1.1.- Alegerea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă pe bază de carbură de siliciu se face conform anexelor 5 şi 6, luându-se în considerare următorii parametrii: - tensiunea maximă admisibilă a descărcătorului; - tensiunea de amorsare la frecvenţă industrială; - nivelul de protecţie la unde de impuls; - capacitatea de descărcare (capacitatea de ţinere la impulsuri de curent, specificate ca număr, formă şi amplitudine); - clasa limitatorului de presiune (supapa de suprapresiune). 11.1.2.- Tensiunea maximă care poate apărea la bornele descărcătorului trebuie să fie mai mică decât tensiunea maximă admisibilă a descărcătorului (care corespunde tensiunii de stingere a descărcătorului). În reţelele cu neutrul izolat şi cu neutrul tratat prin bobină de compensare sau prin rezistenţă, tensiunea maximă pe descărcător apare în cazul punerii la pământ a unei faze. În aceste condiţii tensiunea maximă pe descărcător trebuie să fie cel puţin egală cu tensiunea cea mai ridicată a reţelei, Us : Umax ≥ Us ( 11.1 ) În reţelele cu neutrul izolat şi cu neutrul tratat prin bobină de compensare sau prin rezistenţă, tensiunea maximă apare pe neutru în timpul punerii la pământ a unei faze. În aceste condiţii tensiunea maximă pe descărcătorul montat pentru protejarea punctului neutru se determină cu relaţia : Us Umax ≥ ( 11.2 ) 3 În reţelele cu neutrul efectiv legat la pământ (110÷750 kV), drept tensiune maximă ce poate apărea pe descărcător trebuie considerată tensiunea pe faza neafectată de defect în momentul unui scurtcircuit monofazat. Pentru calcularea acestei tensiuni este necesar să se determine raporturile X0 / X+ şi R0 / X+ în punctul în care urmează să se monteze descărcătorul şi să se utilizeze curbele creşterii tensiunii pe fazele sănătoase în cazul unui scurtcircuit monofazat. În mod obişnuit, pentru reţelele cu neutrul efectiv legat la pământ (raportul X0 / X+ cuprins între 1 şi 3), tensiunea maximă admisibilă pe descărcător ia valori între limitele (0,8 ÷ 0,85) Us. Pentru reţelele cu neutrul rigid legat la pământ (raportul X0/ X+ cuprins între 0 şi 1), tensiunea maximă admisibilă pe descărcător are valoarea 0,75 Us. 11.1.3.- Nivelul de protecţie la supratensiuni cu front rapid este determinat de cea mai mare dintre următoarele valori: - tensiunea de amorsare 100% la impuls de tensiune de trăsnet (1,2/50 µs); - tensiunea reziduală la curent nominal de descărcare. Nivelul de protecţie la supratensiuni cu front lent este tensiunea de amorsare 100% la impuls de tensiune de comutaţie. Valorile nivelurilor de protecţie pe care trebuie să le asigure descărcătorul trebuie să fie mai mici decât nivelurile de ţinere ale echipamentelor, avându-se în vedere un anumit coeficient de siguranţă (pct. 5.2.4 şi pct. 7.2.2). 11.1.4.- La alegerea unui descărcător se va verifica capacitatea de descărcare a acestuia la deconectarea liniilor în gol, şi anume se va verifica dacă energia care poate fi descărcată de descărcător (capacitatea de descărcare a acestuia) este mai mare decât energia capacitivă a liniei, calculată la tensiunea de amorsare la frecvenţa industrială a descărcătorului. Capacitatea de descărcare a descărcătorului cu suflaj magnetic se calculează cu formula: Wd = Ua ⋅ Id ⋅ t

(J),

( 11.3 )

NTE 001/03/00

- 53 -

unde: Ua este tensiunea de amorsare la frecvenţă industrială, în V; Id - curentul maxim admis pe descărcător la timpul de 2000 µs, în A; t - timpul = 2000 µs, în s. 11.1.5.- Curentul nominal al descărcătorului trebuie să fie mai mare decât curentul de impuls de trăsnet, care poate să apară la locul de montare al descărcătorului. 11.1.6.- Descărcătoarele cu rezistenţă variabilă alese pentru protecţia neutrelor transformatoarelor, funcţionând cu neutrul izolat într-o reţea cu neutrul efectiv legat la pământ, trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: a) tensiunea maximă admisibilă a descărcătorului (tensiunea de stingere) trebuie să fie mai mare sau egală cu: - 0,8 ⋅ Um / 3 , pentru transformatoarele a căror comutaţie se realizează cu întreruptoare cu acţionare trifazată; Um / 3 , pentru transformatoarele a căror comutaţie se realizează cu întreruptoare cu acţionare pe fiecare fază; b) tensiunea de amorsare la frecvenţă industrială trebuie să fie mai mică decât tensiunea de încercare la frecvenţă industrială a neutrului transformatorului; c) nivelul de protecţie la supratensiuni cu front rapid trebuie să fie cu circa (20÷30)% mai mic decât nivelul nominal de ţinere la impuls de trăsnet a izolaţiei neutrului (indicat în tabelul 5.4 din capitolul V); d) în cazul în care se indică tensiunea de amorsare la supratensiuni cu front lent a descărcătorului, aceasta trebuie să fie mai mică decât 0,72 din tensiunea nominală de ţinere la impuls de comutaţie a izolaţiei neutrului (indicată în tabelul 5.4 din capitolul V); e) curentul nominal la unde rectangulare de 2000 µs trebuie să fie cel puţin egal cu 500 A. 11.1.7.- Descărcătoarele pentru reţelele de 110÷750 kV trebuie să fie prevăzute cu dispozitive de înregistrare a funcţionării lor, amplasate în zone accesibile, pentru a putea fi uşor de citite de către personalul de exploatare fără scoaterea de sub tensiune a instalaţiei. 11.1.8.- În zonele poluate trebuie să se utilizeze descărcătoare cu rezistenţă variabilă, încercate în laborator la poluare artificială. 11.1.9.- Tensiunea de amorsare 100% la impuls de comutaţie (pentru tensiunea de 400 kV) trebuie să fie astfel aleasă, încât riscul de defect la comutaţie al staţiei să fie mai mic sau cel mult egal cu 10-4 sau amplitudinea maximă convenţională a supratensiunii cu front lent să fie mai mică decât tensiunea nominală de ţinere a echipamentului la impuls de comutaţie. 11.1.10.- Clasa limitatorului de presiune este determinată de curentul de scurtcircuit (kA) maxim, la care limitatorul de presiune lucrează corect, defectarea descărcătorului nefiind însoţită de distrugerea explozivă a carcasei. Curentul maxim de scurtcircuit la locul de montaj al descărcătorului trebuie să fie mai mic decât curentul corespunzător clasei limitatorului de presiune. 11.2. Descărcătoarele cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici 11.2.1.- Alegerea descărcătoarelor pe bază de oxizi metalici se face conform anexelor 5, 6 şi 7, luându-se în considerare următorii parametrii: - tensiunea de funcţionare continuă a descărcătorului Uc ; - amplitudinea şi durata supratensiunilor temporare din reţea; - nivelurile de protecţie asigurate la undele de impuls de comutaţie şi de trăsnet; - nivelurile de ţinere ale echipamentelor protejate; - capacitatea de absorbţie a energiei descărcate; - clasa limitatorului de presiune.

NTE 001/03/00

- 54 -

Selectarea unui descărcător cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici pentru o aplicaţie dată este un compromis între nivelul de protecţie asigurat de descărcător, posibilitatea de a suporta anumite supratensiuni temporare o anumită perioadă de timp şi capacitatea sa de a absorbi energia de descărcare. 11.2.2.- Tensiunea de funcţioanare continuă a unui descărcător (Uc) se alege astfel încât: - U c ≥ U s / 3 , pentru un descărcător conectat între fază şi pământ într-un sistem trifazat; -

Uc ≥ U s

,

pentru un descărcător conectat între faze.

În acelaşi timp, Uc trebuie să fie mai mare decât supratensiunile temporare de durată lungă care nu sunt eliminate prin protecţie. 11.2.3.- Alegerea unui descărcător, în funcţie de capacitatea acestuia de a funcţiona în prezenţa supratensiunilor temporare, se face ţinându-se seama atât de amplitudinea supratensiunilor, cât şi de durata de eliminare prin protecţie a acestora. Durata supratensiunilor temporare este determinată de durata eliminării acestora prin protecţie. În general, descărcătoarele nu sunt utilizate pentru a proteja echipamentele împotriva supratensiunilor temporare. 11.2.4.- Nivelurile de protecţie asigurate de descărcătoare se determină prin programe de calcul specializate. O estimare a acestora se poate face utilizând tensiunile reziduale maxime date de catalog pentru următoarele valori de curent astfel: a) pentru estimarea nivelurilor de protecţie la supratensiunile cu front rapid se iau tensiunile reziduale pentru: - 10 kA în reţelele cu Us ≤ 420 kV; - 20 kA în reţelele cu Us = 787÷800 kV; b) pentru estimarea nivelurilor de protecţie la supratensiunile cu front lent, se iau tensiunile reziduale pentru: - 0,5 kA în reţelele cu Us < 145 kV; - 1 kA în reţelele cu 145 ≤ Us ≤ 362 kV; - 2 kA în reţelele cu 420 ≤ Us ≤ 800 kV. 11.2.5.- Verificarea capacităţii descărcătorului de a absorbi energia descărcată, pentru o utilizare eficientă a acestuia, se face prin programe de calcul specializate. O estimare a acesteia se poate face orientativ cu relaţia:  ( U − U rez )  W = s ⋅ U rez ⋅ 2T ⋅ n  , (J) Z  

( 11.4 )

unde: W este energia absorbită de descărcător; Us - supratensiunea cu front lent la locul de montare a descărcătorului, în lipsa acestuia, în kV: Z - impedanţa caracteristică, în Ω; Urez - tensiunea reziduală pe descărcător, în kV; T - timpul de propagare a undei = l / v, în µs, unde: l - lungimea liniei, în km; v - viteza de propagare, în km/µs (circa 0,3 km/µs, cu excepţia cablurilor pentru care se poate utiliza valoarea 0,150 km/µs); n - numărul de descărcări consecutive.

NTE 001/03/00

- 55 -

XII. PROTECŢIA INSTALAŢIILOR ELECTRICE DE EXTERIOR ÎMPOTRIVA LOVITURILOR DIRECTE DE TRĂSNET 12.1. Consideraţii generale 12.1.1.- Protecţia instalaţiilor electrice de pe teritoriul staţiilor electrice împotriva loviturilor directe de trăsnet trebuie să se realizeze cu paratrăsnete verticale sau orizontale. 12.1.2.- Protecţia împotriva conturnărilor inverse ale echipamentului din staţie, ca urmare a loviturilor directe de trăsnet, trebuie să se realizeze prin alegerea unor distanţe în aer, care să nu permită amorsarea unei descărcări între elementele legate la pământ ale construcţiilor pe care sunt instalate paratrăsnetele şi elementele sub tensiune ale instalaţiei. 12.2. Realizarea constructivă a paratrăsnetelor 12.2.1.- Paratrăsnetele verticale trebuie să se realizeze prin fixarea pe vârful unui stâlp a unei tije metalice de captare. În staţiile electrice, paratrăsnetele verticale se montează pe: - stâlpi de beton armat centrifugat; - stâlpi metalici, în instalaţiile la care este necesară realizarea unei înălţimi mari a paratrăsnetului; - stâlpi de lemn de brad impregnat, în instalaţiile provizorii. Elementul de captare al unui paratrăsnet se realizează conform indicaţiilor din normativul I 20/2000. Elementul de coborâre de la elementul de captare la priza de pământ se realizează: - la stâlpii de beton armat, prin folosirea uneia din armături, căreia i se asigură prin sudură continuitatea pe toată înălţimea stâlpului; - la stâlpii metalici, prin însăşi construcţia stâlpului; - la stâlpii de lemn, prin folosirea unei benzi de oţel zincat la cald, cu o secţiune minimă 20×2,5 mm2 din OL38. Pentru oţelul nezincat, grosimea benzii va fi cu 50% mai mare. 12.2.2.- Paratrăsnetele orizontale trebuie să se realizeze din următoarele materiale: - conductoare funie de oţel cu o secţiune de 35 ÷ 95 mm2, în funcţie de deschiderea dintre stâlpi; - conductoare de oţel-aluminiu; - benzi de oţel-aluminiu; - benzi de oţel întinse pe conturul clădirii; - oţel rotund sub formă de balustradă. Este necesară o bună legare la pământ a elementelor de captare. 12.3. Determinarea zonei de protecţie a unui paratrăsnet (anexa 8) 12.3.1.- Zona de protecţie a unui paratrăsnet vertical. Dimensiunile zonei de protecţie (figura 3.1 din capitolul III) se determină cu următoarele formule: a) pentru un paratrăsnet vertical cu înălţimea h ≤ 30 m: rx 1,6 = h ( 12.1 ) ha 1+ x h unde: h este înălţimea paratrăsnetului; rx - raza zonei de protecţie la nivelul cercetat, hx; ha - supratensiunea paratrăsnetului deasupra nivelului cercetat, hx (înălţimea activă a paratrăsnetului: ha = h - hx). b) pentru un paratrăsnet vertical cu înălţimea 30 m < h < 100 m:

NTE 001/03/00

- 56 rx = ha

1,6 ⋅p hx 1+ h

( 12.2 )

unde: p=

30

=

5,5

( 12.3 ) h h Prin factorul p se ţine seama de înălţimea maximă de orientare a trăsnetului, considerată de 600 m pentru paratrăsnetele verticale şi de 300 m pentru cele orizontale. 12.3.2.- Zona de protecţie a două paratrăsnete verticale, egale ca înălţime şi aşezate în apropiere unul de celălalt, este prezentată în figura 12.1. Notaţiile din figură au următoarele semnificaţii: a este distanţa dintre paratrăsnete; 2 bx - lăţimea minimă a zonei de protecţie la nivelul cercetat hx; rx - raza de protecţie a unui paratrăsnet la nivelul cercetat hx; R - raza circumferinţei care trece prin vârfurile paratrăsnetelor şi punctul O, dispuse la nivelul ho.

b

Secţiune prin zona de protecţie asigurată de cele două paratrăsnete la înălţimea hx

r

x

x

b

x

O

R

h

a

h

0

a/2

r

x

h

h

x

a/2

a

Fig. 12.1.- Zona de protecţie a două paratrăsnete verticale. Pentru spaţiile exterioare ale zonei de protecţie, raza de protecţie rx se determină ca pentru un singur paratrăsnet vertical. Distanţa a la care zonele de protecţie ale paratrăsnetelor se mai intersectează (bx = 0) este 7ha pentru paratrăsnetele având înălţimea h ≤ 30 m şi 7p⋅ha pentru paratrăsnetele cu înălţimi mai mari de 30 m (h > 30 m). Dimensiunile bx se calculează conform indicaţiilor din anexa 8. 12.3.3.- Zona de protecţie a trei sau patru paratrăsnete verticale egale ca înălţime la nivelul de cercetat hx au fost reprezentate în figurile 12.2, 12.3, 12.4, zonele de protecţie din exteriorul fiecărui paratrăsnet calculându-se ca pentru un singur paratrăsnet. Dimensiunile bx se calculează (conform indicaţiilor din anexa 8) ca pentru două paratrăsnete, iar condiţia necesară pentru ca întreaga suprafaţă interioară să fie protejată este:

NTE 001/03/00

- 57 D ≤ 8 ha ⋅ p

( 12.4 )

unde D, în cazul a patru paratrăsnete, este diagonala patrulaterului regulat format din cele patru paratrăsnete (figura 12.3), iar pentru aşezarea în triunghi (figura 12.2) sau patrulater neregulat (figura 12.4) este diametrul cercului care trece prin axele a trei paratrăsnete. a3

a’ 1

4 b’’x

3

1 D

1 D

O b’’x a2

2

b’’x

1’

h2 h0

a’

h1

a1

2

b’x

O

b’x

3

2

Fig. 12.3.

Fig. 12.2.

a3

a

b’’ x Fig. 12.5

3 D1

a2

b’’x

O1 D2

b’’x

4

2

a4

O2 b’’x

1

a1

Fig. 12.4. 12.3.4.- Zona de protecţie a paratrăsnetelor de înălţimi diferite se determină prin metoda paratrăsnetului fictiv (figura 12.5). Astfel, se trasează în mod obişnuit zona de protecţie a paratrăsnetului mai înalt (1). Se duce o linie orizontală din vârful celui de-al doilea paratrăsnet (2), până la intersecţia cu zona de protecţie a primului paratrăsnet. În acest punct se consideră un paratrăsnet fictiv (1′), de înălţime egală cu a paratrăsnetului (2) şi pentru cele două paratrăsnete (1′) şi (2), situate la distanţe a` , se trasează în mod obişnuit zona, conform figurii 12.1. Condiţia de închidere a zonei între cele două paratrăsnete se verifică deci, în acest caz, pentru distanţa a’.

NTE 001/03/00

- 58 -

12.3.5.- Zona de protecţie a unui paratrăsnet orizontal este reprezentată în figura 3.2. Distanţa rx , denumită convenţional rază de protecţie, prin analogie cu paratrăsnetul vertical, se deterrmină după formulele: a) pentru un paratrăsnet orizontal dispus la o înălţime h ≤ 30 m: rx k = h ( 12.5 ) ha 1+ x h unde k este un coeficient care ia valoarea 0,8 la liniile aeriene şi 1,2 în cazul protecţiei construcţiilor de pe teritoriul centralelor şi staţiilor electrice. b) pentru un paratrăsnet orizontal dispus la o înălţime 30 m < h < 100 m: rx k = h ·p ha 1+ x h unde p se determină cu formula (12.3).

( 12.6 )

12.3.6.- Zona de protecţie a două paratrăsnete orizontale paralele este reprezentată în figura 12.6. Zonele exterioare ale zonei de protecţie se determină ca pentru un paratrăsnet orizontal.

Secţiune prin zona de protecţie asigurată de cele două paratrăsnete orizontale la înălţimea hx

r

x

Limitele zonei de protecţie asigurată de paratrăsnete

Paratrăsnete orizontale (conductoare de protecţie)

a/4 h

a

h

r

h

x 0 h 12.6.Zona de protecţie a două paratrăsnete x prin Secţiunea verticală a Fig. zonei de protecţie între două paratrăsnete orizontale se limitează orizontale. arcul circumferinţei, care trece prin paratrăsnete şi punctul central 0 dintre paratrăsnete, situat la

înălţimea:

a

h0 = h −

a 4

( 12.7 )

unde a este distaţa între conductoare. Pentru protecţia unui obiect situat între două conductoare de protecţie, trebuie să se respecte condiţia:

NTE 001/03/00

- 59 ha = h − hx ≥

a 4

( 12.8 )

12.4.- Modul de amplasare a paratrăsnetelor şi alegerea tipurilor lor 12.4.1.- Paratrăsnetele independente trebuie racordate, după caz: a) La centura de punere la pământ a staţiei printr-o legătură cât mai scurtă, în cazul respectării prevederilor de la pct. 7.1.2. Racordarea se va realiza prin mai multe căi dispuse radial (2÷3 direcţii), cu prevederea unor electrozi verticali suplimentari în locul de racordare a legăturii la pământ şi care să realizeze la frecvenţă industrială o rezistenţă de maximum 25 Ω. Locul de racordare a legăturii la priza staţiei trebuie să fie la o distanţă pe calea de curent mai mare de 15 m de locul de racordare la priza staţiei a transformatorului. b) La o priză independentă, în cazul în care rezistenţa prizei instalaţiei protejate este mai mare de 1 Ω, iar clasa de tensiune a izolaţiei este mai mică de 110 kV. Rezistenţa prizei proprii de legare la pământ nu trebuie să fie mai mare de 80 Ω. Distanţa, în aer Sa (m) între un paratrăsnet independent şi instalaţia de protejat se calculează cu relaţia: Sa ≥ 0,3 Ri + 0,1 L (fiind cel puţin 5 m) ( 12.9 ) unde: Ri este rezistenţa de legare la pământ la impuls a prizei paratrăsnetului independent, în Ω; L - înălţimea instalaţiei protejate de paratrăsnetul respectiv, în m. Distanţa în pământ Sp (m) între priza separată a unui paratrăsnet şi punctul cel mai apropiat al instalaţiei de legare la pământ a staţiei se calculează cu relaţia: Sp ≥ 0,3 Ri

( 12.10 )

fiind de cel puţin 3 m. c) Paratrăsnetele independente se pot monta şi pe stâlpii de susţinere a reflectoarelor de iluminat, care trebuie racordate la priza de legare la pământ a staţiei. În acest caz, dacă nu se respectă prevederile pct. 7.1.2, suplimentar faţă de cerinţele generale specificate la pct. 12.4.1.a, trebuie respectate următoarele condiţii: - la distanţa de 5 m de paratrăsnet trebuie instalaţi trei-patru electrozi verticali cu lungimea de 3÷5 m; - dacă distanţa pe magistrala de legare la pământ de la locul de racordare la priza staţiei până la locul de racordare a transformatorului (reactorului) depăşeşte 15 m, dar nu mai mult de 40 m, la bornele de până la 35 kV ale transformatorului trebuie instalate descărcătoare cu rezistenţă variabilă; - distanţa în aer Sa (m) de la paratrăsnetul care se leagă la priza staţiei la părţile parcurse de curent trebuie să fie: Sa ≥ 0,1⋅ l + m, unde l (m) este înălţimea părţii parcurse de curent, iar m (m) este lungimea lanţului de izolatoare. Pentru evitarea inducerii în reţeaua de iluminat a unor tensiuni periculoase, provocate de trecerea curenţilor de trăsnet prin paratrăsnet, cablurile de alimentare ale lămpilor trebuie să fie armate şi, începând de la baza stâlpului, trebuie să parcurgă cel puţin 10 m prin pământ înainte de a intra în canalele de cabluri. 12.4.2.- Paratrăsnetele montate pe construcţiile staţiei nu diferă constructiv de paratrăsnetele independente. Modul de proiectare şi executare a acestor instalaţii este indicat în „Normativul pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor de paratrăsnete pentru construcţii” I 20/2000.

NTE 001/03/00

- 60 12.5. Instalaţiile de legare la pământ a paratrăsnetelor

12.5.1.- Paratrăsnetele se leagă, de regulă, la o aceeaşi priză de pământ, care poate fi separată sau comună cu priza de legare la pământ pentru instalaţiile electrice. 12.5.2.- Valoarea maximă a rezistenţelor prizelor de pământ ale staţiilor, centralelor şi posturilor de transformare rezultă din STAS 12604/4-5-90. 12.5.3.- Valoarea rezistenţei de dispersie a prizei de pământ pentru o instalaţie de paratrăsnete, în cazul în care priza se execută separat faţă de prizele de pământ pentru instalaţiile electrice, trebuie să fie cel mult: - 5 Ω pentru prize de pământ naturale; - 10 Ω pentru prize de pământ artificiale. Verificarea valorii rezistenţei prizei de pământ se face prin măsurători şi, în cazul în care acest lucru este necesar, priza de pământ se va completa cu un număr corespunzător de electrozi până la realizarea valorii rezistenţei de dispersie prescrise. 12.5.4.- Paratrăsnetele pot fi legate la priza de pământ a instalaţiei electrice, cu condiţia ca valoarea rezistenţei de dispersie a prizei de pământ comune să fie cel mult 1 Ω, iar conductoarele de legare la pământ până la priză să fie separate pentru fiecare categorie de instalaţie. În cazul folosirii în comun a unei prize de pământ (naturală sau artificială) se impune, de asemenea, verificarea acesteia prin măsurări şi completarea, în caz de necesitate, cu electrozi, până când rezistenţa ei de dispersie atinge valoarea de 1 Ω.

NTE 001/03/00

- 61 XIII. PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTROENERGETICE SITUATE ÎN ZONE POLUATE

13.1.- La amplasarea instalaţiilor exterioare trebuie să se cunoască următoarele caracteristici ale zonei: a) nivelul agenţilor poluanţi (aprecieri cantitative şi calitative, de exemplu: agenţi solubili, insolubili, aderenţi sau neaderenţi etc.); b) nivelul de poluare a zonei, determinat orientativ din tabelele din anexa 10 sau din măsurători; c) condiţiile meteorologice locale (ceaţă, direcţia vânturilor dominante etc.); d) configuraţia terenului; e) dezvoltarea în perspectivă a unor întreprideri care ar constitui surse de poluare; f) măsurile luate la sursă pentru reţinerea agenţilor poluanţi. Se recomandă ca aprecierea nivelului de poluare a zonei, unde urmează să se amplaseze instalaţii electrice, să se facă de instituţii specializate în acest sens. La amplasarea instalaţiilor exterioare în zone poluante şi la dimensionarea lor se va ţine seama de rezultatele de exploatare ale instalaţiilor din zona sau din zone cu condiţii identice (numărul şi natura avariilor înregistrate). 13.2.- Staţiile electrice de tip exterior se amplasează pe cât posibil în zone cu nivel de poluare redus (zonele I-II). Staţiile electrice de 750 kV nu se amplasează în zonele cu niveluri de poluare III şi IV. În zone cu nivel de poluare intens (zonele III-IV), amplasarea şi alegerea soluţiei constructive pentru instalaţiile sau liniile aeriene trebuie să se facă pe baza unui calcul tehnico-economic, care să ţină seama de următoarele elemente: a) lungimea liniei de fugă specifică a echipamentului care poate fi procurat; b) mijloacele de combatere a efectelor poluării asupra instalaţiilor electrice (acoperirea cu unsori protectoare, spălarea sub tensiune); c) posibilitatea scoaterii parţiale de sub tensiune a instalaţiei, în vederea curăţirii izolaţiei, fără afectarea consumatorului; d) posibilitatea adaptării de staţii interioare sau capsulate; e) mijloacele de combatere a coroziunii asupra construcţiilor subterane şi supraterane metalice şi din beton armat. 13.3.- În zonele cu nivel de poluare III-IV, de regulă, liniile electrice aeriene trebuie să se construiască pe stâlpi metalici sau de beton armat. În cazul stâlpilor de lemn situaţi în zonele cu nivel intens de polure (zonele III-IV), trebuie luate măsuri pentru evitarea aprinderii stâlpilor, datorită curenţilor de scurgere, şuntând lemnul prin coborâri de protecţie metalice stabile termic. În proiectul de realizare a unei astfel de linii trebuie indicate aceste construcţii metalice şi modul de montaj al acestora. Izolaţia liniei pe stâlpi de lemn având lemnul şuntat va fi aleasă la fel ca şi la liniile cu stâlpi metalici. 13.4.- La elaborarea schemei electrice a staţiilor electrice situate în zone poluate, trebuie să se studieze posibilitatea simplificării schemei de comutaţie, prin utilizarea schemelor bloc, a transformatoarelor de măsură înglobate, prin renunţarea pe cât posibil la transformatoarele de tensiune pe partea de tensiune înaltă etc. 13.5.- În zone poluate (nivelurile de poluare III-IV) se recomandă reducerea pe cât posibil a numărului îmbinărilor conductoarelor folosite la realizarea căilor de curent, recomandându-se executarea îmbinărilor prin sudură. 13.6.- Staţiile de transformare exterioare situate în zone poluate (nivelurile de poluare III şi IV), la care sunt necesare lucrări frecvente de curăţire a izolaţiei, trebuie să fie astfel executate încât să uşureze accesul personalului de întreţinere în zonele de lucru (folosirea sistemului constructiv semiînalt sau jos, crearea posibilităţilor de lucru în condiţiile limitării la maximum a elementelor ce trebuie scoase de sub tensiune).

NTE 001/03/00

- 62 -

Se recomandă utilizarea instalaţiilor fixe sau mobile de spălare sub tensiune în cazul depunerilor solubile în apă sau neaderente. 13.7.- Construcţiile metalice ale instalaţiilor electrice situate în zone poluate cu agenţi agresivi trebuie protejate prin acoperiri de protecţie, asigurându-se durabilitatea metalului corespunzător standardelor, prescripţiilor şi instrucţiunilor în vigoare. 13.8.- La dulapurile dispozitivelor de acţionare a întreruptoarelor, precum şi la cutiile de cleme amplasate în staţiile de transformare situate în zone poluate, trebuie să se ia măsuri de etanşare împotriva prafului şi gazelor şi măsuri pentru protejarea şirurilor de cleme şi a altor elemente metalice de conexiune, contra acţiunii corosive a mediului. 13.9.- În zonele având nivelurile de poluare III şi IV se recomandă evitarea montării în staţiile de transformare a izolatoarelor de suspensie în poziţie verticală, recomandându-se montarea izolatoarelor în V sau Y. 13.10.- La faza de studiu de amplasament a staţiilor de transformare se va avea în vedere natura poluanţilor din zona respectivă într-o perspectivă de cel puţin zece ani. 13.11.- În vederea măririi gradului de siguranţă în funcţionarea instalaţiilor şi liniilor electrice aeriene în zona III de poluare din apropierea termocentralelor ce consumă combustibil solid peste 150 t c.c./h, se vor lua următoarele măsuri suplimentare: a) linia de fugă specifică a izolaţiei liniilor electrice aeriene şi a lanţurilor de izolatoare pentru susţinerea conductoarelor flexibile din instalaţiile electrice de exterior va avea lungimea minimă de 31 cm/kV; b) izolaţia echipamentelor electrice de exterior de 110÷400 kV va fi tratată cu unsori protectoare minimum o dată pe an în situaţia în care lungimea liniei de fugă specifică este sub 2,5 cm/kV. 13.12.- În instalaţiile electrice de tip interior, izolaţia aparatajului electric se va alege pe baza unui calcul tehnico-economic în următoarele două variante: a) izolaţia pentru exterior corespunzătoare cel puţin nivelului I de poluare, în cazul în care clădirea care adăposteşte aparatajul electric este protejată împotriva pătrunderii din exterior a impurităţilor sub formă de pulberi sau gaze nocive, prin etanşare sau presurizare interioară; b) izolaţia pentru interior, fără condiţii impuse pentru linia de fugă sau natura materialului electroizolant, în cazul în care se asigură prin climatizare, cel puţin în zona aparatajului electric, o umiditate relativă a aerului sub limita de 65% la +200 C.

NTE 001/03/00

- 63 -

ANEXA 1.- METODOLOGIA DE CALCUL A RISCULUI DE DEFECT LA COMUTAŢIE LA O STAŢIE ŞI LA O LINIE ELECTRICĂ AERIANĂ A.1.1.- Metoda aproximativă de calcul al riscului Metoda aproximativă se bazează pe următoarele ipoteze: - Riscul total Rn pentru un ansamblu de n echipamente în paralel solicitate simultan cu aceleaşi tensiuni de comutaţie este dat de relaţia: Rn = n × r,

(A.1.1)

unde r este riscul de defect la comutaţie al unui singur echipament. - Riscul de defect la comutaţie al unui singur echipament (r) se calculează considerând pentru probabilitatea de descărcare în funcţie de tensiune, funcţia integrală Gauss cu σ=8 %, iar pentru repartiţia amplitudinii supratensiunilor o repartiţie normală cu σS = 20 %; valoarea lui r se poate determina în acest caz cu ajutorul curbei din figura A.1.1, în funcţie de factorul statistic de siguranţă (g). - Riscul de defect la comutaţie este dat de echipamentele cu tensiunea nominală de ţinere la comutaţie cea mai redusă. a).- Calculul riscului de defect la comutaţie pentru o staţie se efectuează cu relaţia: Rst = nst × rst , (A.1.2) unde: nst este numărul de echipamente cu izolaţie autoregeneratoare în paralel, în staţie; rst - riscul de defect la comutaţie al unui singur echipament; rst se determină din figura A.1.1, în care este reprezentată funcţia rst = f(gst), unde gst reprezintă r (g) factorul statistic de siguranţă pentru echipamentul din staţie. Calculul riscului de defect la comutaţie rst se efectuează pentru: -1 - tensiunea de 50% amorsări la supratensiuni cu front lent ale descărcătoarelor mai mare 2⋅10 -1 cu 5% faţă10de tensiunea U2% sau, când nu există descărcătoare, se ia pentru tensiunea -2 rezultată prin aplicarea factorului de supratensiune din tabelul 5.1 din U2% valoarea 5⋅10 capitolul 2⋅10 V din prezentul normativ; -2 - tensiunea de 100 % amorsări la supratensiuni cu front lent a descărcătoarelor mai mică -2 10 decât 1,02 ×-3 U2% (unde tensiunea U2% este egală cu 1,08 din tensiunea de 50% 5⋅10 amorsări a descărcătorului). -3 2⋅10

-3 b).- Calculul riscului de defect la comutaţie pentru o linie cu lungimea sub 50 km se 10 -4 relaţia: efectuează cu 5⋅10 -4 RLEA = nLEA ⋅ rLEA (A.1.3) 2⋅10 -4 unde: 10 -5 nLEA este 5⋅10numărul de izolaţii în paralel pe o fază a liniei; -5 rLEA - 2⋅10 riscul de defect la comutaţie pentru o izolaţie a liniei (rLEA = f(gLEA), unde gLEA -5 factorul statistic de siguranţă pentru o izolaţie a liniei). este 10 -6

5⋅10 c).- Calculul riscului de defect la comutaţie pentru o linie cu lungimea peste 50 km se -6 2⋅10în urma împărţirii liniei în T porţiuni de lungimi egale (fiecare având cel mult efectuează -6 50 km), utilizând relaţia: 10 -7

5⋅10

RLEA =

-7

2⋅10

-7

10

I

∑ ni × ri

(A.1.4)

i =1

unde: 5⋅10-8 -8 ni este2⋅10 numărul de izolaţii în paralel în porţiunea i a liniei; -8 de defect la comutaţie pentru porţiunea i a liniei: ri = f(gi), unde gi este ri - riscul 10 -9 factorul statistic de siguranţă pentru porţiunea i a liniei, calculat cu o valoare a 5⋅10 tensiunii U2%, interpolată liniar între supratensiunile statistice de calcul pentru -9 2⋅10 staţia -9 de transformare propriu-zisă şi pentru linia electrică aeriană din tabelul 5.1. 10

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

Fig. A.1.1

1,4

1,5

1,6

1,7

g=

1,8

U 50% U 2%

NTE 001/03/00

- 64 -

A.1.2.- Metoda exactă de calcul al riscului Calculul exact se poate realiza cu ajutorul programelor de calcul dedicate acestui scop. A.1.3.- Alegerea metodei de calcul Calculul riscului de defect la comutaţie se efectuează astfel: - se verifică cu metoda aproximativă dacă riscul de defect la comutaţie depăşeşte valoarea normată; - dacă se constată că riscul de defect la comutaţie rezultat cu metoda aproximativă depăşeşte valoarea normată, se aplică metoda exactă. Precizări suplimentare privind metodologia de calcul a riscului de defect se pot găsi în standardul SR EN 60071-2: 1999 - Coordonarea izolaţiei. Partea 2: Ghid de aplicare.

NTE 001/03/00

- 65 -

ANEXA 2

Tabelul A.2.1

TENSIUNILE DE ŢINERE ŞI DE 50% CONTURNĂRI LA IMPULS DE TRĂSNET PENTRU LANŢURI DE IZOLATOARE ALE LEA UTILIZATE ÎN ROMÂNIA Tipul izolatorului

Tipul lanţului de izolatoare

Nr.elemente în lanţ

1 capă-tijă IC-4 porţelan România

2 LSS*) - fără armături

capă-tijă IC–6 porţelan România

capă-tijă k.3 porţelan Bulgaria

LSS*) - fără armături

LSS - cu armături

capă-tijă VZC-16/10 porţelan Cehoslovacia

LSS - fără armături LSS - cu armături CPDCS (I+S)

LSS - fără armături capă-tijă 2025 porţelan Cehoslovacia LSS - cu armături 1 PS (I+S)*)

capă-tijă CT-8 porţelan România

LSS - fără armături LSS - fără armături CPDCS (I+S)

capă-tijă PS-6 sticlă URSS

LSS - fără armături

1

2

3 6 7 8 9 6 7 8 9 7 8 9 11 12 13 7 8 9 11 12 13 7 8 9 7 8 9 7 8 9 10 11 12 13 7 8 9 10 11 12 13 7 8 9 7 8 9 7 8 9

Tensiunea de 50% conturnări la impuls pozitiv (kV) 4 590 670 745 815 480 555 630 700 748 847 945 1042 1135 1238 644 758 857 919 1010 1115 692 804 873 596 681 794 695 808 872 (926) (1015) (1100) (1150) 479 547 616 694 746 826 895 627 714 809 558 628 717 582 644 717

Tensiunea de ţinere la impuls pozitiv a izolaţiei (kV) 5 560 636 708 774 456 527 598 665 722 820 920 1026 1103 1212 635 742 844 895 994 1087 678 783 854 565 658 758 650 778 827 (888) (972) (1078) (1130) 433 529 595 671 731 821 867 614 677 790 540 609 698 543 623 697

3

Tabelul A.2.1 4

(continuare) 5

NTE 001/03/00 capă-tijă PS-6 sticlă URSS

- 66 LSS - cu armături CPDCS (I+S)

LSS - fără armături

capă-tijă PS-11 sticlă URSS

LSS - cu armături CPDCS (I+S)

LSS - cu armături IPS (I+S) LSS - fără armături capă-tijă F-16 sticlă Franţa

LSS - cu armături CPDCS (I+S) LSS - cu armături IPS (I+S) LSS - fără armături

capă-tijă PS -16 sticlă URSS

LSS - cu armături circulare deschise LSS - cu armături ovale

VKLF 75/16 porţelan Germania

LSS - fără armături

7 8 9 7 8 9 11 12 13 7 8 9 7 8 9 11 12 13 7 8 9 7 8 9 7 8 9 11 12 13 11 12 13 11 12 13 1 2 1 2 1 1

474 539 608 659 730 820 986 1077 1175 611 704 800 577 672 777 932 1020 1119 681 762 846 586 671 757 553 637 730 1026 1116 1210 890 970 1064 857 368 1068 692 1282 616 1119 636 590

LSS - cu armături IF - 110*) VKLF 85/16 LSS - fără armături porţelan LSS - cu armături Germania IF - 110 VKLF 75/21 LSS - fără armături 1 674 porţelan LSS - cu armături 1 595 Germania IF - 110 VKLF 85/21 LSS - fără armături 1 657 porţelan LSS - cu armături 1 597 Germania IF - 110 2025 + LSS - fără armături 2+1 734 VKLF 75/16 LSS - cu armături 2+1 644 Note: *) LSS - lanţ susţinere simplu CPDCS (I+S) - coarne de protecţie duble în cruce simetrice (inferior + superior) IPS (I+S) - inele de protecţie simetrice (inferior + superior) IF - 110 - inele furcă - 110 - tip nou

ANEXA 2

444 489 599 640 702 789 957 1040 1156 600 687 792 561 649 756 895 1000 1105 646 742 819 575 661 747 511 595 692 1005 1073 1202 873 953 1043 831 942 1047 667 1273 592 1101 624 572 635 577 631 576 710 621

Tabelul A.2.2 TENSIUNILE DE 50% CONTURNĂRI PENTRU LANŢURILE DE IZOLATOARE

NTE 001/03/00

- 67 DIN STICLĂ CU ARMĂTURI

Tens. nom. reţea (kV)

Tipul izolatorului H×D/Lf

220

400

n×H (mm) 920,5

1×7 2×7 1 × 9 1183,5 2×9 1 × 11 1446,5 2 × 11 1022 1×7 CTS 120-2p 1 × 9 1314 146 × 280 1 × 11 1606 425 1 × 13 1898 1 × 11 1606 2 × 11 CTS 120-1 1 × 13 1898 146 × 255 2 × 13 325 1 × 15 2190 2 × 15 1 × 17 2482 2 × 17 1 × 11 1606 2 × 11 CTS 120-2p 1 × 13 1898 146 × 280 2 × 13 425 1 × 15 2190 2 × 15 1 × 17 2482 2 × 17 1 × 12 2040 CTS 160-1 2 × 12 170 × 280 1 × 14 2380 390 2 × 14 1 × 16 2720 2 × 16 2 × 17 2890 CTS 160-1 2 ×19 3230 170 × 280 2 × 21 3570 390 2 × 23 3910 CTS 60-1 131,5×255 295

110

n

U 50% ITT+

U 50% ITT-

(kV) 466 447 609 594 785 729 475 625 789 941 810 803 975 966 1182 1142 1305 1314 797 783 947 931 1164 1082 1281 1275 1078 1051 1318 1281 1413 1460 1726 1967 2119

(kV) 533 508 675 665 803 789 561 698 856 995 871 871 1046 1011 1213 1235 1341 1399 873 866 1011 1018 1185 1166 1342 1372 1145 1125 1339 1389 1508 1481 1792 1885 2107

U 50% ITC+ uscat (kV) 445 436 578 557 701 662 464 583 712 843 728 708 857 811 970 924 1062 1021 722 716 835 798 985 907 1094 1078 873 857 983 969 1113 1077 1271 1356 1460 -

U 50% ITCuscat (kV) 524 505 664 635 825 752 517 676 832 988 858 795 969 952 1110 1097 1260 1220 832 782 950 942 1097 1079 1246 1228 1030 1025 1215 1203 1413 1358 1650 1840 1959

U 50% ITC+ ploaie (kV) 421 416 536 517 655 592 442 560 709 798 713 680 802 716 930 876 1005 953 710 697 790 729 864 896 998 983 782 762 885 922 990 1028 1153 1224 1383 -

U 50% ITCploaie (kV) 516 504 632 631 741 723 510 638 817 971 804 718 902 771 1096 972 1232 1198 813 804 910 893 1086 1028 1240 1202 936 877 1128 1077 1284 1112 1213 1351 1370 -

Legendă: Lf - lungimea liniei de fugă, în mm; n - numărul de elemente în lanţ; H - înălţimea, în mm; D - diametrul, în mm; ITT+, ITT- - Tensiunea de ţinere nominală la impuls de trăsnet pozitiv, respectiv negativ ITC+, ITC- - Tensiunea de ţinere nominală la impuls de comutaţie pozitiv, respectiv negativ.

NTE 001/03/00

- 68 -

ANEXA 2

Tabelul A.2.3 TENSIUNILE DE 50% CONTURNĂRI ŞI TENSIUNILE DE ŢINERE LA IMPULS DE TRĂSNET PENTRU IZOLATOARE COMPOZITE FOLOSITE ÎN INSTALAŢIILE ELECTRICE DE DISTRIBUŢIE

Tens. nom. reţea (kV) 20

110

Tipul izolatorului ICS 24 A ICS 24 C ICS 24 R Izolator tijă compozit 120 kV H120.120.1295TT EUROINS -Furukava (fără armături) Izolator tijă compozit 120 kV H120.120.1295TT EUROINS -Furukava cu armături tip flanşă-flanşă (970 mm distanţă între armături) Izolator tijă compozit OHIO BRASS tip HI LITE XL 123 kV Ansamblu izolant de susţinere simplu fără APS, zona pol. IV, izolator SEFAG 3-RE-170-ROENG Ansamblu izolant de susţinere dublu fără APS, zona pol. II, izolator SEFAG 3-RE-171-ROENG Ansamblu izolant de întindere simplu fără APS, zona pol. IV, izolator SEFAG 3-RE-172-ROENG Ansamblu izolant de întindere dublu fără APS, zona pol. II, izolator SEFAG 3-RE-173-ROENG EPS HiLite 110-12020,48 -1278-NN16 echipat cu coarne EPS HiLite 110-12026,82 -1278-NN16 EPS HiLite 110-16021,78 -1257-NN20

Tensiunea de Tensiunea de Lungimea 50% conturnări la ţinere la impuls de liniei de fugă impuls de trăsnet trăsnet pozitiv pozitiv (mm) (kV) (kV) 470 160,3 155,7 470 160,7 155,9 470 161,0 155,6 2673

618,2

590

2673

569,5

551,6

2673

578

3870

630

605

2510

637

612

3870

648

623

2510

634

609

20,48 (mm/kV) 26,82 (mm/kV) 21,78 (mm/kV)

578 665 605

590

NTE 001/03/00

- 69 -

ANEXA 3.- EXEMPLU DE ALEGERE A IZOLAŢIEI UNEI LINII ELECTRICE AERIENE (conform pct. 5.1.3.1 şi pct. 5.1.3.2 din normativ) A.3.1.- Linie electrică aeriană de 20 kV Exemplul 1.- Tema: Stabilirea izolaţiei unei linii electrice aeriene de 20 kV, construită la înălţimea de 1000 m deasupra nivelului mării, amplasată în zona II de poluare (în care lungimea liniei de fugă specifică este de 2,0 cm/kV). 1.- Determinarea numărului de izolatoare din lanţ Conform tabelului 5.2 din prezentul normativ, nivelul nominal de izolaţie pentru izolaţia autoregeneratoare de 24 kV este definit de: - tensiunea nominală de ţinere la undă plină de impuls la tensiunea de trăsnet: 125 kV ; - tensiunea nominală de ţinere la încercarea de scurtă durată cu tensiunea de frecvenţă industrială : 50 kV . Pentru ca nivelul de izolaţie al lanţului de izolatoare să fie mai mare sau cel puţin egal cu nivelele de izolaţie indicate mai sus, rezultă că se poate utiliza izolatorul compozit ICS 24 C prezentat în tabelul A.2.3 din anexa 2. 2.- Verificarea prin calcul a lungimii liniei liniei de fugă specifică (conform datelor din tabelul A.2.3, lungimea liniei de fugă a izolatorului compozit ICS 24 C este de 47 cm): N ⋅ Lc 1 ⋅ 47 = = 1,958 cm / kV ≈ 2,0 cm / kV Us 24 3.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1: U1 =

Us ⋅ 2 3 ⋅ Kσ ⋅

δ K

=

24 ⋅ 2 3 ⋅ 0,85 ⋅ 0,84

= 19,33

kV

4- Folosind curbele din figura 5.1 se determină pentru tensiune U1 distanţa: S1 ≈ 5 cm ; 5.- Conform datelor din tabelul A.2.2 (anexa 2), tensiunea de 50% conturnări pentru un izolator de tip ICS 24 kV este Uai 50% = 160,7 kV. Pentru această valoare, din figura 5.2 - curba 2, rezultă: S1a ≈ 18 cm. A.3.2.- Linie electrică aeriană de 110 kV Exemplul 1.- Tema: Stabilirea izolaţiei unei linii electrice aeriene de 110 kV pe stâlpi metalici, construită la înălţimea de 1000 m deasupra nivelului mării, amplasată în zona III de poluare (în care lungimea liniei de fugă specifică este de 2,5 cm/kV). 1.- Determinarea numărului de izolatoare din lanţ (tip CTS 60-1) Conform tabelului 5.2 din prezentul normativ, nivelul nominal de izolaţie pentru izolaţia autoregeneratoare de 123 kV este definit de: - tensiunea nominală de ţinere la undă plină de impuls la tensiunea de trăsnet: 550 kV; - tensiunea nominală de ţinere la încercarea de scurtă durată cu tensiunea de frecvenţă industrială : 230 kV. Din anexa 2 (Tabelul A.2.2) rezultă că, pentru ca nivelul de izolaţie al lanţului de izolatoare cu armături de protecţie să fie mai mare sau cel puţin egal cu nivelele de izolaţie indicate mai sus şi pentru zona de poluare III, se poate utiliza un lanţ de minimum 9 izolatoare de tip CTS 60-1. Conform relaţiei (5.1), numărul minim de izolatoare din lanţ trebuie să fie:

NTE 001/03/00

- 70 nţ = 1,1 × 9 ≅ 10 elemente

Din condiţia de comportare la poluare (5.2) rezultă (29,2 cm lungimea liniei de fugă a unui izolator) : 2,5 × 123 np = = 10,53 elemente 29,2 În consecinţă, se alege un lanţ de izolatoare alcătuit din 11 de elemente tip CTS 60-1. 2.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1: U1 =

Us ⋅ 2 3 ⋅ Kσ ⋅

δ K

=

123 ⋅ 2 3 ⋅ 0,85 ⋅ 0,84

= 140

kV

3.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1c : Kc ⋅ Us ⋅ 2 3,1 ⋅ 123 ⋅ 2 = = 435 kV δ 3 ⋅ 0,85 ⋅ 0,84 3 ⋅ Kσ ⋅ K 4.- Folosind curbele din figura 5.1 se determină pentru tensiunile U1 şi U1c distanţele: U1c =

S1 = 25 cm ;

S1c = 80 cm

5.- Conform datelor din tabelul A.2.2 (anexa 2), tensiunea de 50% conturnări pentru un lanţ de izolatoare tip CTS 60-1 format din 11 elemente este Uai 50% = 785 kV. Pentru această valoare, din figura 5.2 - curba 2, rezultă: S1a = 130 cm. Exemplul 2.- Tema: Stabilirea izolaţiei unei linii electrice aeriene de 110 kV pe stâlpi metalici, construită la înălţimea de 1000 m deasupra nivelului mării, amplasată în zona II de poluare (în care lungimea liniei de fugă specifică este de 2,0 cm/kV). 1.- Determinarea numărului de izolatoare din lanţ Pentru ca nivelul de izolaţie al lanţului de izolatoare cu armături de protecţie să fie mai mare sau cel puţin egal cu nivelele de izolaţie indicate în exemplul 1 de mai sus şi pentru zona de poluare II, rezultă că se poate utiliza izolatorul compozit OHIO BRASS HI LITE XL 123 kV prezentat în tabelul A.2.3 din anexa 2. 2.- Verificarea prin calcul a lungimii liniei liniei de fugă specifică (conform datelor din tabelul A.2.3, lungimea liniei de fugă a izolatorului compozit OHIO BRASS HI LITE XL 123 kV este de 267,3 cm): N ⋅ Lc 1 ⋅ 267,3 = = 2,173 cm / kV > 2,0 cm / kV Us 123 3.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1: U1 =

Us ⋅ 2

δ 3 ⋅ Kσ ⋅ K

=

123 ⋅ 2 3 ⋅ 0,85 ⋅ 0,84

= 140

kV

4.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1c : Kc ⋅ Us ⋅ 2 3,1 ⋅ 123 ⋅ 2 = = 435 kV δ 3 ⋅ 0,85 ⋅ 0,84 3 ⋅ Kσ ⋅ K 5.- Folosind curbele din figura 5.1 se determină pentru tensiunile U1 şi U1c distanţele: U1c =

S1 = 25 cm ;

S1c = 80 cm

NTE 001/03/00

- 71 -

6.- Conform datelor din tabelul A.2.3 (anexa 2), tensiunea de 50% conturnări pentru un izolator compozit OHIO BRASS HI LITE XL 123 kV este Uai 50% = 578 kV. Pentru această valoare, din figura 5.2 - curba 2, rezultă: S1a = 90 cm. A.3.2.- Linie electrică aeriană de 220 kV Exemplul 1.- Tema: Stabilirea izolaţiei unei linii electrice aeriene de 220 kV pe stâlpi metalici, construită la înălţimea de 1000 m deasupra nivelului mării, amplasată în zona I de poluare (în care lungimea liniei de fugă specifică este de 1,6 cm/kV). 1.- Determinarea numărului de izolatoare din lanţ (tip CTS 120-1) Conform tabelului 5.2 din prezentul normativ, nivelul nominal de izolaţie pentru izolaţia autogeneratoare de 245 kV este definit de: - tensiunea nominală de ţinere la unda plină de impuls de tensiune de trăsnet : 1050 kV; - tensiunea nominală de ţinere la încercarea de scurtă durată cu tensiunea de frecvenţă industrială : 460 kV. Din anexa 2 rezultă că, pentru ca nivelul de izolaţie al lanţului de izolatoare cu armături de protecţie să fie mai mare sau cel puţin egal cu nivelele de izolaţie indicate mai sus, trebuie să se utilizeze un număr de 14 izolatoare tip CTS 120-1 în lanţ. Rezultă că numărul total de izolatoare va fi: nţ = 1,1 × 14 ≅ 15 elemente. 2.- Verificarea prin calcul a lungimii liniei de fugă specifică (Lc pentru izolatorul CTS 120-1 este de 32,5 cm): 1,6 × 245 np = = 12,06 elemente 32,5 Se alege un lanţ de izolatoare de 15 elemente. 3.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1 : U1 =

Us × 2 3 × Kσ ×

δ K

=

245 × 2 3 × 0,85 × 0,84

= 280

kV

4.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1c : Kc × Us × 2 3 × 245 × 2 = = 840 kV δ 3 × 0,85 × 0,84 3 × Kσ × K 5.- Folosind curbele din figura 5.1 se determină pentru tensiunile U1 şi U1c distanţele: S1 = 60 cm ; S1c = 160 cm . U1c =

6.- Conform datelor din tabelul A.2.1 (anexa 2), tensiunea de 50% conturnări pentru un lanţ de izolatoare tip K3 format din 14 elemente este Uai 50% = 1182 kV. Pentru această valoare, din figura 5.2 - curba 2, rezultă: S1a = 210 cm. Exemplul 2.- Tema: Stabilirea izolaţiei unei linii electrice aeriene de 220 kV pe stâlpi metalici, construită la înălţimea de 1000 m deasupra nivelului mării, amplasată în zona II de poluare (în care lungimea liniei de fugă specifică este de 2,0 cm/kV). 1.- Determinarea numărului de izolatoare din lanţ

NTE 001/03/00

- 72 -

Pentru ca nivelul de izolaţie al lanţului de izolatoare cu armături de protecţie să fie mai mare sau cel puţin egal cu nivelele de izolaţie indicate în exemplul 1 de mai sus şi pentru zona de poluare II, rezultă că se poate utiliza un izolator compozit cu tensiunea nominală de ţinere la unda plină de impuls de tensiune de trăsnet de cel puţin 1050 kV (de exemplu un izolator compozit cu valori de două ori mai mari decât izolatorul OHIO BRASS HI LITE XL 123 kV prezentat în tabelul A.2.3 din anexa 2 şi anume: tensiunea de 50 % conturnări la impuls de trăsnet = 1156 kV şi lungimea liniei de fugă = 534,6 cm). 2.- Verificarea prin calcul a lungimii liniei liniei de fugă specifică (conform datelor precizate mai sus): N ⋅ Lc 1 ⋅ 534,6 = = 2,182 cm / kV > 2,0 cm / kV Us 245 3.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1: idem ca în exemplul de calcul 1. 4.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1c : idem ca în exemplul de calcul 1. 5.- Folosind curbele din figura 5.1 se determină pentru tensiunile U1 şi U1c aceleaşi distanţe ca în exemplul de calcul 1. 6.- Conform celor precizate mai sus, pentru acest izolator ipotetic, tensiunea de 50% conturnări este Uai 50% = 1156 kV. Pentru această valoare, din figura 5.2 - curba 2, rezultă: S1a ≈ 205 cm. A.3.3.- Linie electrică aeriană de 400 kV Exemplul 1.- Tema: Stabilirea izolaţiei unei linii electrice aeriene de 400 kV pe stâlpi metalici, construită la înălţimea de 1000 m deasupra nivelului mării, amplasată în zona II de poluare (în care lungimea liniei de fugă specifică este de 2,0 cm/kV). 1.- Determinarea numărului de izolatoare din lanţ (tip CTS 120-2p) Conform tabelului 5.3 din normativ, nivelul nominal de izolaţie pentru izolaţia autoregeneratoare de 400 kV este definit prin: - tensiunea nominală de ţinere la impuls de comutaţie : 1050 kV; - tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet : 1550 kV. Din anexa 2 rezultă că, pentru ca nivelul de izolaţie al lanţului de izolatoare cu armături de protecţie să fie mai mare sau cel puţin egal cu nivelele de izolaţie indicate mai sus, trebuie să se utilizeze un număr de 20 izolatoare tip CTS 120-2p. Rezultă un număr total de izolatoare (ţinând seama şi de coeficientul de siguranţă) de 1,1: nţ = 1,1 × 20 ≅ 22 elemente Din condiţia de comportare la poluare (42,5 cm lungimea liniei de fugă a unui izolator) rezultă: 2 ⋅ 420 np = = 19,8 elemente 42,5 În consecinţă, se alege un lanţ de izolatoare alcătuit din 22 de elemente.

2.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1 : U1 =

2 ⋅ 420 3 ⋅ 0,85 ⋅ 0,84

= 481 kV.

3.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1c :

NTE 001/03/00

- 73 U1c =

2 ⋅ 2,8 ⋅ 420 3 ⋅ 0,85 ⋅ 0,84

= 1345 kV

4.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1a (Uţ.lanţ = 1758 kV): U50% = 1758 kV/(1 - 1,3⋅0,06) = 1907 kV 5.- Folosind curbele din figurile 5.1 şi 5.2 se determină: S1 = 1 m S1c = 2,7 m S1a = 3,25 m Dacă se folosesc eclatoare pe lanţurile de izolatoare, pentru a reduce tensiunea de ţinere a lanţului la supratensiuni de trăsnet la valoarea Uţ lanţ = 1550 kV, rezultă: U50% lanţ = 1681 kV şi S1a = 2,7 m. În figura A.3.1 se prezintă o exemplificare a condiţiilor de apropiere a conductoarelor faţă de stâlp pentru linia de 400 kV analizată.

v

max

Tensiunea de 50 Hz

1,0 m 0,4 v

max

2,7 m 10 m/s

Supratensiune de comutaţie

3,25 m

Supratensiune de trăsnet

Fig. A.3.1.- Condiţii de apropiere a conductoarelor faţă de stâlp pentru LEA de 400 kV analizată. Exemplul 2.- Tema: Stabilirea izolaţiei unei linii electrice aeriene de 400 kV pe stâlpi metalici, construită la înălţimea de 1000 m deasupra nivelului mării, amplasată în zona I de poluare (în care lungimea liniei de fugă specifică este de 1,6 cm/kV). 1.- Determinarea numărului de izolatoare din lanţ Pentru ca nivelul de izolaţie al lanţului de izolatoare cu armături de protecţie să fie mai mare sau cel puţin egal cu nivelele de izolaţie indicate în exemplul 1 de mai sus şi pentru zona de poluare II, rezultă că se poate utiliza un izolator compozit cu tensiunea nominală de ţinere la unda plină de impuls de tensiune de trăsnet de cel puţin 1550 kV (de exemplu un izolator compozit cu valori de trei ori mai mari decât izolatorul OHIO BRASS HI LITE XL 123 kV prezentat în tabelul A.2.3 din anexa 2 şi anume: tensiunea de 50% conturnări la impuls de trăsnet = 1734 kV şi lungimea liniei de fugă = 801,9 cm). 2.- Verificarea prin calcul a lungimii liniei liniei de fugă specifică (conform datelor precizate mai sus):

NTE 001/03/00

- 74 N ⋅ Lc 1 ⋅ 801,9 = = 1,909 cm / kV > 1,6 cm / kV Us 420

3.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1: idem ca în exemplul de calcul 1. 4.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1c : idem ca în exemplul de calcul 1. 5.- Determinarea tensiunii de străpungere a intervalului S1a (Uţ.lanţ = 1734 kV): U50% = 1734 kV /(1 - 1,3⋅0,06) = 1881 kV 5.- Folosind curbele din figurile 5.1 şi 5.2 se determină: S1 = 1 m S1c = 2,7 m S1a = 3,2 m Dacă se folosesc eclatoare pe lanţurile de izolatoare, pentru a reduce tensiunea de ţinere a lanţului la supratensiuni de trăsnet la valoarea Uţ lanţ = 1550 kV, rezultă ca şi în exemplul 1: U50% lanţ = 1681 kV şi S1a = 2,7 m.

NTE 001/03/00

- 75 -

ANEXA 4.- ALEGEREA SCHEMELOR DE PROTECŢIE A MAŞINILOR ELECTRICE ROTATIVE Schemele de protecţie a maşinilor electrice rotative sunt prezentate în figurile A.4.1÷A.4.4. În continuare sunt prezentate o serie de recomandări referitoare la realizarea acestor scheme de protecţie. A.4.1.- Schemele de protecţie a maşinilor electrice rotative legate direct la liniile electrice aeriene (figura A.4.1), trebuie să se realizeze prin utilizarea combinată a următoarelor elemente: a) descărcătoare cu rezistenţă variabilă montate pe barele staţiei sau la bornele maşinii (cu caracteristicile recomandate în tabelul 10.1); b) condensatoare de protecţie montate pe bare şi pe neutrul maşinii; c) descărcătoare cu rezistenţă variabilă montate pe intrărilor liniile electrice aeriene; d) conductoare de protecţie sau paratrăsnete verticale pentru protecţia liniilor electrice aeriene la intrarea lor din staţie. l

DRV

DRV

Ccentr.

Rcentr.

Fig. A.4.1.

Lungimea de linie l ce trebuie protejată cu conductoare de protecţie sau paratrăsnete verticale trebuie să fie de cel puţin 250 m, dar nu mai redusă decât valoarea determină din condiţiile de funcţionare a descărcătoarelor montate pe intrările liniilor electrice, folosindu-se relaţiile: l / Ri ≥ 200 , în cazul LEA de 3 kV şi 6 kV, l / Ri ≥ 150 , în cazul LEA de 10 kV şi 15 kV, unde: Ri este rezistenţa de impuls a prizei de pământ a descărcătoarelor racordate la LEA; l - lungimea liniei protejată, în m. Pe această lungime de linie, suporturile izolatoarelor liniilor electrice aeriene se leagă la prizele de pământ ale stâlpilor având o rezistenţă de maximum 10 Ω. Conductoarele de protecţie se leagă la pământ la fiecare stâlp şi la priza de pământ a staţiei (centralei). Se recomandă ca rezistenţa prizei de legare la pământ a descărcătoarelor montate pe intrările liniilor electrice să fie cât mai mică (sub 4 Ω) pentru ca zona de ecranare a conductoarelor active ale LEA să fie cât mai redusă. În acest sens se recomandă ca legarea la pământ a descărcătoarelor montate pe intrărie liniilor electrice să se facă la priza de pământ a staţiei (centralei). A.4.2.- Dacă pe liniile electrice aeriene sunt instalate bobine de reactanţă, se foloseşte schema de protecţie din figura A.4.2. l > 150 m

DRV

Ccentr.

DRV

R

centr. Fig. A.4.2. În acest caz, lungimea de linie ce trebuie protejată cu conductoare de protecţie sau paratrăsnete verticale trebuie să fie de cel puţin 150 m.

NTE 001/03/00

- 76 -

A.4.3.- Schemele de protecţie a maşinilor electrice rotative legate la liniile electrice aeriene prin porţiuni de cabluri subterane (figura 10.3), trebuie să se realizeze prin utilizarea următoarelor elemente: a) descărcătoare cu rezistenţă variabilă montate pe barele staţiei sau la bornele maşinii (cu caracteristicile recomandate în tabelul 10.1); b) condensatoare de protecţie montate pe bare şi pe neutrul maşinii; c) descărcătoare cu rezistenţă variabilă montate pe joncţiunea cablu - linie aerienă; d) conductoare de protecţie sau paratrăsnete verticale pentru protecţia liniilor electrice aeriene la intrarea lor din staţie pe o lungime de cel puţin 150 m. Pe această lungime de linie, suporturile izolatoarelor LEA se leagă la prizele de pământ ale stâlpilor având o rezistenţă de maximum 10 Ω. Conductoarele de protecţie ale LEA se leagă la pământ la fiecare stâlp şi la armărura şi mantaua metalică a cablului, precum şi la o priză de pământ, care nu trebuie să aibă o rezistenţă de impuls mai mare de 5 Ω, situată în imediata apropiere a cutiei terminale a cablului dar separată de priza de pământ a staţiei (centralei). La această priză se leagă la pământ şi descărcătoarele montate pe joncţiunea cablu - linie aerienă. l ≥ 100 m

l > 150 m

DRV

DRV

Ccentr.

Rcentr.

R

Fig. A.4.3 A.4.4.- Dacă liniile electrice aeriene pe care sunt montate bobine de reactanţă sunt racordate la barele centralei prin porţiuni de cabluri subterane, trebuie să se realizeze schema de protecţie din figura A.4.4. Datorită faptului că impedanţa caracteristică a bobinei de reactanţă diferă de cea a cablului, trebuie să se monteze între bobină şi cablu un descărcător cu rezistenţă variabilă. În rest, schema de protecţie se realizează ca în schema A.4.3. l ≥ 100 m

l > 150 m

DRV

DRV

R

DRV

Ccentr.

Rcentr.

Fig.A.4.4.

A.4.5.- În tabelul A.4.1 sunt date tensiunile de amorsare ale descărcătoarelor cu coarne existente în instalaţii pentru realizarea schemelor de protecţie ale maşinilor electrice rotative. Tabelul A.4.1 Tensiunea de amorsare a descărcătorului cu coarne la timpul de 2 µs Tensiunea nominală a echipamentului (kV) 3,6 7,2 12

Tensiunea de amorsare a descărcătorului cu coarne (kV) 40 50 60

NTE 001/03/00

- 77 -

ANEXA 5.- CARACTERISTICILE PRINCIPALE ALE DESCĂRCĂTOARELOR CU REZISTENŢĂ VARIABILĂ A.5.1.- Principalele caracteristici electrice ale descărcătoarelor cu rezistenţa variabilă pe bază de carbură de siliciu sunt următoarele: a.- Tensiunea nominală a descărcătorului (Un), exprimată în kV (valoare efectivă). Tensiunea nominală a descărcătorului reprezintă, la majoritatea firmelor constructoare, tensiunea maximă admisibilă pe descărcător, respectiv tensiunea de stingere a descărcătorului. La descărcătoarele de fabricaţie rusească, precum şi la seria de descărcătoare DRVS de fabricaţie Electroputere, tensiunea nominală a descărcătorului corespunde tensiunii reţelei în care este destinat să funcţioneze acesta. b.- Tensiunea maximă admisibilă pe descărcător (Umax) sau tensiunea de stingere, exprimată în kV. Această tensiune, definită prin valoarea efectivă a tensiunii pe descărcător, la care se stinge arcul electric al curentului de însoţire de frecvenţă industrială, se indică în cazul în care nu corespunde cu tensiunea nominală. c.- Tensiunea de amorsare la tensiunea de frecvenţă industrială (Ua), exprimată în kV (valoare efectivă). d.- Tensiunea de amorsare 100% la impuls de tensiune de trăsnet (1,2/50 µs), exprimată în kV (valoare de vârf). e.-Tensiunea de amorsare pe frontul undelor de impuls de trăsnet, exprimată în kV (valoare de vârf). f.- Tensiunea de amorsare la impuls de tensiune de comutaţie, exprimată în kV (valoare de vârf). g.- Tensiunea reziduală, exprimată în kV (valoare de vârf). Fabricile constructoare obişnuiesc să indice tensiunea reziduală a descărcătoarelor la curenţii de 0,5 , 1, 3, 5, 10 şi 20 kA, definind astfel caracteristica tensiune-curent a descărcătorului în domeniul curenţilor mari. h.- Tensiunea reziduală nominală, exprimată în kV (valoare de vârf), este tensiunea reziduală dată la curentul nominal de descărcare. i.- Curentul nominal de descărcare, exprimată în kA. j.- Curentul admisibil la unde rectangulare de 2000 µs, exprimat în A. k.- Clasa limitatorului de presiune (supapa de suprapresiune). În tabelul A.5.2. se prezintă caracteristicile unor descărcătoare cu rezistenţă variabilă, utilizate în Sistemul Energetic Naţional al României, iar în tabelul A.5.1. se prezintă caracteristicile unor descărcătoare cu rezistenţă variabilă, ce se utilizează pentru protecţia punctului neutru al transformatoarelor. Descărcătoarele cu rezistenţele variabilă pe bază de carbură de siliciu au fost scoase din fabricaţie, acestea fiind înlocuinte cu descărcătoare fără eclatoare şi cu rezistenţele variabilă pe bază de oxizi metalici. A.5.2.- Principalele caracteristici electrice cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici a.- Tensiunea nominală (Un) reprezintă un parametru de referinţă pentru descărcător şi este definită ca tensiunea pe care trebuie să o suporte timp de minimum 10 s, după ce a fost preîncălzit la 600C şi a fost supus unei injecţii mari de energie, conform standardelor. b.- Tensiunea maximă de funcţionare continuă (Uc) este valoarea efectivă a tensiunii de frecvenţă industrială ce poate fi aplicată în mod continuu, pe durată nelimitată, descărcătorului.

NTE 001/03/00

- 78 -

c.- Supratensiunea temporară maxim admisă, în kV (valoare efectivă), pentru o anumită perioadă de timp, în funcţie de valoarea acesteia. d.- Tensiunea reziduală este valoarea de vârf a tensiunii ce apare între bornele unui descărcător la trecerea unui impuls de curent. Aceasta depinde de amplitudinea şi forma impulsului (de comutaţie sau trăsnet). e.- Capacitatea de absorbţie a energiei la un singur impuls este energia maximă, exprimată în kJ/kV din tensiunea nominală, pe care un descărcător o poate absorbi la trecerea unui impuls (de comutaţie sau trăsnet) de o durată specificată. Aceasta constituie o mărime care defineşte clasa descărcătorului. f.- Curentul nominal de descărcare, exprimat în kA. g.- Curentul admis de unde rectangulare, de exemplu de 2000 µs, exprimat în A. h.- Curentul permanent al descărcătorului este curentul care trece prin descărcător, atunci când acesta este supus la tensiunea de regim permanent, exprimat în mA. În tabelul A.5.3. se prezintă, spre exemplificare, caracteristicile unor descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici, utilizate în prezent în reţelele electrice din România. Tabelul A.5.1 Caracteristici ale unor descărcătoare cu rezistenţa variabilă pe bază de carbură de siliciu utilizate pentru protecţia punctului neutru a transformatoarelor din reţelele electrice ale SEN Tensiunea de ţinere Tipul Tensiunea Tensiunea a izolaţiei neutrului la descărcătorului maximă de amorsare impuls frecvenţă cu rezistenţă admisibilă pe la impuls variabilă descărcător 1,2/50µs industrială 1,2/50 µs (kV) ( kV) ( kV) (kV) HKNF - 57 57 120 170 80 XAD - 57s 57 120 290

130

505

220

750

325

Tensiunea de amorsare la frecvenţă industrială ( kV) 85 85

VA - 72,5/10.2

72,5

180

115

XAD 127s

127

260

185

H 420 a 120 XAL 210

120 210

340 485

< 240 285

Tensiunea reziduală nominală (kV) 110 (la 1 kA) 110 (la 1 kA) 164 (la 5 kA) 240 (la 1 kA) 440 (la 5 kA

NTE 001/03/00

- 79 -

Tabelul A.5.2 Caracteristicile unor descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de carbură de siliciu utilizate în reţelele electrice ale SEN Tensiunea nominală a reţelei

Tipul descărcătorului

Firma producătoare sau ţara de provinienţă

(kV) 1 6

10

15

Tensiunea Tensiune Tensiunea Tensiunea maximă de de a de admisibilă amorsare amorsare amorsare pe descăr100% la pe frontul la cător impuls de undei de frecvenţă tensiune impuls de industrial de trăsnet trăsnet

Tensiunea Curentul Tensiunea Curentul Clasa de nominal reziduală la admisibil la limitatorului amorsare de curent unde (supapei) la descăr- nominal de rectangulare de supratens. care descărcare de 2000µs presiune de comutaţie (kV) (kV) (kA) (kV) (A)

(kV)

ă

(kV)

(kV)

(kV) 5

6

7

8

9

10

11

12

13-17 13 16-19 15-18 12,5 13 12,5 12 21-29 21 26-30,5 25-30 20-25 20 22 19 32-44 32 38-48 30 33 30 30

27 27 35 15,5 26 24 25 26 43 43 50 25,5 40 41 41,5 47 65 65 70 61 59 60 60

31 30 31 50 50 47 54 75 70 75 -

-

5 5 5 10 5 5 5 5 5 5 5 10 5 5 5 5 5 5 10 5 5 5 5

27 27 30 20 26 24 25 26 43 43 50 33 40 41 41,5 40 65 65 67 61 59 60 60

75 400 100 75 100 100 75 400 100 100 75 150 100 75 100 100

5 nu are nu are nu are nu are nu are 3(20)1 3(20)1 5 nu are nu are nu are 3(20)1 nu are nu are 5 nu are nu are nu are nu are 3(20)1 3(20)1

2

3

4

DRVL-7,5 DRVS-6 RVP-6 RVM-6 Gza-7,5 GZ-7,3/5 VA-7,5 VA-7,2/5 DRVL-12 DRVS-10 RVP-10 RVM-10 VA-12 Gza-12 GZ-12/5 XCA-12 DRVL-18 DVRS-15 RVS-15 Gza-18 GZ-18/5 VA-18 VA-17,5

ROM-ECT ROM-IEPC URSS URSS POL Electrim POL GER-KVH GER-KVH ROM-ECT ROM-IEPC URSS URSS GER-KWH POL Electrim POL Suedia-ASEA ROM-ECT ROM-IEPC URSS POL Electrim POL GER-kWH GER- kWH

7,5 7,5 7,6 7,6 7,5 7,3 7,5 7,2 12 12 12,7 12,7 12 12 12 18 18 19 18 18 18 17,5

NTE 001/03/00

1

20

110

220

400

- 80

-

2

3

4

5

6

7

8

9

10

DRVL-24 DRVS-20 RVS-20 RVM-20 Gza-25 GZ-23/5 VA-24/5 VA-24/10 XCA-24 RVS-110 RVMG110 M GZS-97 VR-110-Z VA 102/10.2 VA 108/10.2 VA 102/10.3 VA 108/10.3 XAF-108 XAD-104 HKF-104 RVMG220M XAF-198 XAE-192A XAE-210A XAE-192B XAE-210B XAD-195 XAD-199 HkFp-199 VA-198/10.3 VA-200 XAE-360A XAE-360B XAL-360A XAL-390A VA 360/10.3

ROM-ECT ROM-IEPC URSS URSS POLElectrim POL GER-kWH GER- kWH Suedia-ASEA URSS URSS POL CEHOS GER-KWH GER-KWH GER-KWH GER-KWH Suedia-ASEA Suedia-ASEA Brown-Boveri URSS Suedia-ASEA Suedia-ASEA Suedia-ASEA Suedia-ASEA Suedia-ASEA Suedia-ASEA Suedia-ASEA Brown-Boveri GER-KWH GER-KWH Suedia-ASEA Suedia-ASEA Suedia-ASEA Suedia-ASEA GER-KWH

24 24 25 25 25 25 24 24 24 100 100 97 97 102 108 102 108 108 104 104 200 198 192 210 192 210 195 199 199 198 200 360 360 360 390 360

42-53 42 49-60,5 47-56 40 46 40-50 40-50 38 200-250 170-195 200 170 162 180 156 162 170 170 290 340-390 315 285 315 360 285 310 315-395 315-380 297 320 540 485 485 525 540

87 87 85 74 85 82 80 80 90 285 260 285 327 250 256 244 260 260 260 260 515 475 460 500 440 485 510 520 500 475 525 865 830 830 895 865

100 98 100 103 360 300 309 335 354 295 535 520 570 505 550 590 650 950 910 910 990 1080

291 308 290 285 302 291 555 500 550 450 490 546 508 940 815 815 885 900

5 5 10 10 5 5 5 10 5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

87 87 88 74 85 82 80 80 80 367 295 330 337 240 257 244 260 270 260 260 570 495 460 500 460 500 510 520 500 475 540 865 865 810 880 865

Tabelul A.5.2 (continuare) 11 12 150 400 100 75 100 200 150 400 250 90 800 800 800 800 600 600 600 400 600 800 800 800 800 600 600 600 800 500 800 800 1000 1000 800

5 nu are nu are nu are nu are nu are 3(20)1 3(20)1 nu are nu are nu are nu are 40 40 40 40 40 40 40 nu are 40 50 50 50 50 40 40 40 40 40 50 50 50 50 40

1) cu armătură suplimentară Tabelul A.5.3

NTE 001/03/00

-

-

81

Caracteristicile unor descărcătoare cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici utilizate în reţelele electrice ale SEN Tensiunea Supratensiuni Tensiunea reziduală la Tipul nominală a reţelei kV 6 10

20

110

220

400 750

descărcătorului

POLIM-D 8 N HDA 09 R POLIM-D 12 N HDA 12 R VARISIL HL30 VARISIL HD30 (D)MO 24 POLIM-D 24 N HDA 24 N HDA 27 N EXLIM R 030 EXLIM R 096 EXLIM Q 096 PEXLIM U 096 SB 96/10.2 3 EP2 096 EXLIM R 108 EXLIM Q 108 EXLIM Q 192 EXLIM P 192 3 EP2 192 EXLIM Q 198 EXLIM P 198 SB 198/10.3 EXLIM P-B 330 EXLIM P-B 336 3 EP2 336 EXLIM T 624

Un

kV 10 11 15 15 30 30 30 30 30 33 30 96 96 96 96 96 108 108 192 192 192 198 198 198 330 336 336 624

Uc

kV 8 9 12 12 24 25 24 24 24 27 24 77 77 77 77 76 78 78 154 154 153 156 156 158 264 267 268 499

In

kA 10 10 10 10 5 10 5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 20 20 20 20

temporare admise 1s 10 s kV kV 10,6 10,2 12,0 11,3 15,9 15,3 16,1 15,1 35,2 33,7 34,9 33,3 31,5 30,2 31,8 30,6 32,0 30,2 36,0 34,0 34,5 33,0 110 106 111 106 112 106 111 106 110 105 124 119 125 119 223 211 223 211 222 206 230 218 230 218 228 214 383 363 390 370 386 361 711 674

250 A kV 21,5 32,2 62,4 64,3 200 380 -

undă 30/60 µs de 500 A 1000 A 2000 A kV kV kV 22,7 22,2 33,2 29,6 69,4 64,4 67,3 66,4 69,8 59,2 66,6 64,5 66,9 199 207 188 192 199 204 213 206 215 226 209 217 224 232 211 216 224 374 382 397 374 386 373 386 386 394 410 386 398 392 404 642 664 654 676 653 677 1195 -

undă 8/20 µs de 5 kA 10 kA 20 kA kV kV kV 26,1 28,0 31,8 27,9 30,0 33,6 39,1 42,0 47,7 37,2 40,0 44,8 87,0 78,0 85,8 95,2 78,2 84,0 95,4 74,4 80,0 89,6 83,7 90,0 101,0 77,7 83,0 92,2 240 256 285 219 231 255 243 260 295 240 255 281 268 270 288 320 246 260 286 436 461 507 418 442 482 460 450 476 523 431 456 497 451 475 518 718 759 829 731 773 844 806 1315 1373 1500

NTE 001/03/00

- 82 -

ANEXA 6.- EXEMPLE DE ALEGERE A DESCĂRCĂTOARELOR CU REZISTENŢĂ VARIABILĂ (conform capitolului XI din normativ) Notă: Anexa 6 are un caracter informativ, urmând ca la alegerea descărcătoarelor şi stabilirea locului lor de montare, pentru fiecare caz în parte, să se ţină cont de prevederile din prezentul normativ. A.6.1.- Pentru reţea de 400 kV A.6.1.1.- Temă: Alegerea unui descărcător cu rezistenţă variabilă pe bază de carbură de siliciu, ce urmează a fi montat pe o linie electrică aeriană în următoarele condiţii: - tensiunea cea mai ridicată a reţelei: Us = 420 kV; - lungimea liniei: l = 300 km; - susceptanţa specifică a liniei: Y = 3,52 ⋅ 10-6 S/km; - raportul X0 / X + = 3; - factorul de supratensiune: Ks = 2,5; - tensiunea nominală de ţinere la impuls de tensiune de trăsnet (1,2/50 µs) a echipamentului: 1550 kV sau 1425 kV; - tensiunea nominală de ţinere la impuls de comutaţie a echipamentului: 1050 kV. 1.- În conformitate cu pct. 11.1.2 din prezentul normativ, tensiunea maximă admisibilă pe descărcător este: Umax = 0,85 ⋅ Us = 0,85 ⋅ 420 = 357 kV Din tabelul A.5.2 se observă că descărcătoarele tip XAL-360 A şi XAE-360 B au valoarea tensiunii maxime apropiată de valoarea calculată mai sus. 2.- Tensiunea de amorsare 100% la impuls de tensiune de trăsnet (1,2/50 µs) este 830 kV pentru descărcătoarele tip XAL-360 A şi XAE-360 B. 3.- Tensiunea reziduală nominală este: - 865 kV pentru descărcătoare tip XAE-360 B; - 810 kV pentru descărcătoare tip XAL-360 A. 4.- Tensiunea de amorsare pe front este 910 kV pentru descărcătoare tip XAE-360 B şi XAL-360 A. 5.- Nivelul de protecţie asigurat este de (conform definiţiei de la pct. 3.26): - 865 kV pentru descărcătoare tip XAE-360 B; - 810 kV pentru descărcătoare tip XAL-360 A. 6.- Tensiunea de amorsare la impuls de tensiune de comutaţie este de 815 kV (2,38 u.r.) pentru descărcătoarele tip XAE-360 B şi XAL-360 A. 7.- Capacitatea de descărcare a descărcătoarelor alese este: - pentru descărcătorul XAE-360 B: W = 485 ⋅ 10 3 ⋅ 800 ⋅ 2000 ⋅ 10 −6 = 775 kJ; - pentru descărcătorul XAL-360 A: W = 485 ⋅ 10 3 ⋅ 1000 ⋅ 2000 ⋅ 10 −6 = 970 kJ. Energia capacitivă a liniei se calculează cu relaţia: W c = U a2 ⋅ ω ⋅ C ⋅ t unde: Ua este tensiunea de amorsare la frecvenţă industrială a descărcătorului; ω - pulsaţia; C - capacitatea liniei; t - timpul = 2000 µs. Energia capacitivă a liniei este: Wc = 485 2 ⋅ 10 6 ⋅ 3,52 ⋅ 10 −6 ⋅ 300 ⋅ 2000 ⋅ 10 −6 = 495 kJ

NTE 001/03/00

- 83 -

Din compararea energiei capacitive a liniei cu capacităţile de descărcare a descărcătoarelor, se observă că această energie poate fi descărcată atât de descărcătoarele tip XAE-360 B cât şi de descărcătoarele tip XAL-360 A. Descărcătoarele tip XAL-360 A corespund cel mai bine cerinţelor pentru a fi montate pe linie. Alegerea acestui tip de descărcător ţine seama atât de condiţiile impuse pentru protecţia împotriva supratensiunilor de trăsnet, cât şi de condiţiile impuse pentru protecţia împotriva supratensiunilor de comutaţie. A.6.1.2.- Temă: Alegerea unui descărcător cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici, ce urmează a fi montat pe o linie electrică aeriană de 400 kV, cu datele caracteristice prezentate în tema anterioară. 1.- Selectarea tipului de descărcător. În conformitate cu pct. 11.2.2, tensiunea de funcţionare continuă a descărcătorului Uc trebuie să fie mai mare ca tensiunea maximă pe fază: U c ≥ U s / 3 = 420 / 3 = 243 kV Din tabelul A.5.3 (anexa 5) se alege, pentru exemplificare, descărcătorul EXLIM P-B 330, cu următoarele caracteristici: - Tensiunea de funcţionare continuă: Uc = 264 kV (1,086 u.r.) - Tensiunea nominală: Un = 330 kV - Supratensiunile temporare maxime admise (în kVef) pentru o durată de: • 1 s: 383 kV (1,58 u.r.); • 10 s: 363 kV (1,49 u.r.). - Tensiunea reziduală maximă la comutaţie (kV) pentru un curent de 2 kA: • 664 kV (1,94 u.r., raportat la 420 2 3 ). - Tensiunea reziduală maximă la impuls de curent de trăsnet (8/20 µs) de valoare 10 kA: • 759 kV (1,94 u.r., raportat la 420 2 3 ). - Capacitatea de absorbţie a energiei la un singur impuls de 4 ms: 7 kJ/kV din Un. 2.- Energia absorbită de descărcător la o supratensiune de comutaţie de 2,5 u.r. (impedanţa caracteristică a liniei, 350 Ω, n = 2 numărul de descărcări succesive), determinată cu relaţia (11.4) de la pct. 11.2.5. este: 2,5 ⋅ 420 ⋅ 2 3 − 664 300 ⋅ 664 ⋅ 2 ⋅ ⋅ 2 = 1455,3 kJ 350 0,3 Raportând energia absorbită de descărcător la tensiunea nominală a acestuia rezultă: 1455,3 / 330 = 4,41 kJ / kV Un , valoare mai mică decât capacitatea de absobţie a energiei de 7 kJ/kVU n pentru descărcătorul ales, putându-se relua analiza pentru utilizarea unui descărcător cu capacitatea de absorbţie mai mică, de exemplu EXLIM-Q, cu o capacitate de 4,5 kJ/kV. W =

Deci, descărcătorul tip EXLIM-P corespunde cerinţelor pentru a fi montat pe linie, asigurând niveluri de protecţie mai bune decât descărcătoarele clasice, atât pentru supratensiunile de comutaţie, cât şi pentru supratensiunile de trăsnet. A.6.2. Pentru reţea de 110 kV A.6.2.1.- Temă: Alegerea descărcătorului cu rezistenţă variabilă pe bază de carbură de siliciu, ce urmează a fi montat la bornele unui transformator, în următoarele condiţii: - tensiunea cea mai ridicată a reţelei: Us = 123 kV; - raportul: X0/X+ = 3; - tensiunea nominală de ţinere la implus de tensiune de trăsnet (1,2/50 µs) a echipamentului: 550 kV sau 450 kV. 1.- În conformitate cu pct. 11.1.2 din prezentul normativ, tensiunea maximă admisibilă pe descărcător este:

NTE 001/03/00

84

-

-

U max = 0,85 ⋅ U s = 0,85 ⋅ 123 = 96 kV Din tabelul A.5.2. se observă că descărcătoarele tip XAF-108, VA-102/10.2 au valorile tensiunii maxime apropiate de valoarea calculată mai sus. 2.- Tensiunea de amorsare 100% la impuls de trăsnet (1,2/50 µs) este de 260 kV pentru descărcătoarele tip XAF-108 şi de 250 kV pentru descărcătoarele tip VA-102/10.2. 3.- Tensiunea reziduală nominală este: - 270 kV pentru descărcătoarele tip XAF-108; - 240 kV pentru descărcătoarele tip VA-102/10.2. 4.- Nivelul de protecţie asigurat este de (conform definiţiei de la pct. 3.26): - 270 kV pentru descărcătoarele tip XAF-108; - 240 kV pentru descărcătoarele tip VA-102/10.2. Descărcătoarele tip VA-102/10.2 corespund cel mai bine cerinţelor pentru a fi montate la bornele transformatorului. A.6.2.2.- Temă: Alegerea unui descărcător cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici, ce urmează a fi montat la bornele unui transformator, cu condiţiile prezentate în tema anterioară. 1.- Selectarea tipului de descărcător. În conformitate cu pct. 11.2.2, tensiunea de funcţionare continuă a descărcătorului Uc trebuie să fie mai mare ca tensiunea maximă pe fază: U c ≥ U s / 3 = 123 / 3 = 71 kV Din tabelul A.5.3 (anexa 5) se alege, pentru exemplificare, descărcătorul EXLIM R 096, cu următoarele caracteristici: - Tensiunea continuă de funcţionare: Uc = 77 kV (1,085 u.r.) - Tensiunea nominală: Un = 96 kV - Supratensiunile temporare maxime admise (în kV) pentru o durată de: • 1 s: 110 kV (1,55 u.r.); • 10 s: 106 kV (1,52 u.r.). - Tensiunea reziduală maximă la comutaţie (kV) pentru un curent de 0,5 kA: • 199 kV (2,8 u.r., raportat la 123 2 3 ). - Tensiunea reziduală maximă la impuls de curent de trăsnet (8/20 µs) de valoare 10 kA: • 256 kV (3,61 u.r., raportat la 123 2

3 ).

Deci, descărcătorul tip EXLIM R 096 corespunde cerinţelor pentru a fi montat la bornele unui transformator. A.6.3. Pentru reţea de 20 kV A.6.3.1.- Temă: Alegerea unui descărcător cu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici, ce urmează a fi montat la bornele de 20 kV ale unui transformator, în următoarele condiţii: - tensiunea cea mai ridicată a reţelei: Us = 24 kV; - tensiunea nominală de ţinere la implus de tensiune de trăsnet (1,2/50 µs) a echipamentului: 95 kV sau 125 kV. 1.- Selectarea tipului de descărcător. În conformitate cu pct. 11.2.2, tensiunea de funcţionare continuă a descărcătorului Uc trebuie să fie mai mare, indiferent de modul de tratare a neutrului reţelei, ca tensiunea maximă între faze a reţelei: U c ≥ U s = 24 kV

NTE 001/03/00

- 85 -

Din tabelul A.5.3 (anexa 5) se alege, pentru exemplificare, descărcătorul EXLIM R 030, cu următoarele caracteristici: - Tensiunea continuă de funcţionare: Uc = 24 kV - Tensiunea nominală: Un = 30 kV - Supratensiunile temporare maxime admise (în kV) pentru o durată de: • 1 s: 34,5 kV; • 10 s: 33 kV. - Tensiunea reziduală maximă la comutaţie (kV) pentru un curent de 0,5 kA: • 64,5 kV. - Tensiunea reziduală maximă la impuls de curent de trăsnet (8/20 µs) de valoare 10 kA: • 83 kV. Având în vedere datele de mai sus, precum şi condiţiile tehnice prezentate în tabelul din anexa 7, rezultă că descărcătorul tip EXLIM R 030 corespunde cerinţelor pentru a fi montat la bornele de 20 kV ale unui transformator.

NTE 001/03/00

86

-

-

ANEXA 7.- CONDIŢII TEHNICE ORIENTATIVE PENTRU PROCURAREA DE DESCĂRCĂTOARE CU REZISTENŢĂ VARIABILĂ PE BAZĂ DE OXIZI METALICI Nr. crt. 1. 2. 3.

Tensiunea cea mai ridicată a reţelei (Us) Frecvenţa nominală Tensiunea nominală a descărcătorului (Un)

kV Hz kV

4.

Tensiunea de funcţionare continuă (Uc)

kV

5.

Supratensiunea temporară admisă: - la 1 secundă - la 10 secunde

kV

6. 7.

Caracteristici descărcător

Unităţi de măsură

Curentul nominal de descărcare (undă de 8/20 µs) Ţinerea la curent de descărcare: - curent de mare amplitudine (undă de 4/10 µs) - curent de mică amplitudine (undă de 2000 µs) (undă de 1000 µs)

8.

Clasa de descărcare, conform CEI

9.

Clasa limitatorului de presiune

10.

Tensiunea reziduală la supratensiuni de comutaţie (undă de 30/60 µs): - la 500 A - la 1000 A - la 2000 A

11. 12.

Tensiunea reziduală la 10 kA, 8/20 µs Nivelul descărcărilor parţiale la 1,05 Un

13.

Linia de fugă specifică

14.

Forţa admisibilă în terminal Momentul minim de rupere

15.

solicitate

24 50

123 50

245 50

420 50

≥ 30

≥ 96

≥ 192

≥ 335

≥ 24

≥ 72

≥ 144

≥ 255

≥ 31

≥ 110

≥ 222

≥ 385

≥ 30

≥ 105

≥ 211

≥ 365 ≥ 10

kA

≥ 10 (5* )

≥ 10

≥ 10

kA A A

≥ 100

≥ 100

≥ 100

≥ 100

≥ 250

≥ 500

≥ 900

≥ 1000

≥ 2 (1*))

≥2

≥3

≥3

≥ 16

≥ 40

≥ 40

≥ 40

≤ 65

≤ 430 -

≤ 750

≤ 520

≤ 810

kA

sau

Valori

)

≥ 125

kV

-

≤ 220 -

kV

≤ 87

≤ 280

pC

≤ 10

≤ 10

≤ 10

≤ 10

cm/kV

≥ 2,5

≥ 2,5

≥ 2,5

≥ 2,5

kN kNm

≥ 1,6**)

≥ 2**)

≥ 2**)

≥ 2**)

II (3) -40÷+40 1,1 100 20

≥ 4**) II (3) -40÷+40 1,1 100 24

≥ 6**) II (3) -40÷+40 1,1 100 24

≥ 12**) II (3) -40÷+40 1,1 100 24

≥ 30

≥ 30

≥ 30

≥ 30

16.

Clasa seismică, conform CEI (acceleraţia la nivelul solului) Temperatura mediului ambiant

(m/s2) 0 C

17. 18. 19. 20.

Radiaţia solară maximă Umiditatea relativă a aerului Grosimea stratului de gheaţă Durata de viaţă

kW/m 2 % mm ani

≤ 0,005 ≤ 0,005 ≤ 0,005 ≤ 0,005 Durata de timp la care fabricantul recomandă măsurarea componentei rezistive a curentului de ani Da Da Da Da conducţie prin descărcător. 23. Capabilitatea de descărcare a energiei kJ/kVUn Da Da Da Da Note: - Condiţiile tehnice specificate la nr.crt. 13÷19 şi 23 vor fi adaptate condiţiilor de exploatare specifice locului de montare în reţea. *) - Alegerea descărcătoarelor de clasă 1 în cazul reţelelor de 20 kV se va face numai pe baza unei analize de detaliu privind capacitatea de descărcare necesară ţinându-se seama de caracteristicile reţelei privite din locul de montare a descărcătorului. **) - Numai pentru descărcătoarele cu carcasă din izolator de porţelan. 21.

Rata defectărilor

%/an

22.

Descărcătoarele vor corespunde următoarelor standarde internaţionale (ultima ediţie): - IEC 60060-1: ”High voltage test techniques. Part 1: General definitions and test requiements”. - IEC 60068-3-3: ”Seismic testing”. - IEC 60071-1: ”Insulation co-ordination. Part 1: Definitions, principles and rules”. - IEC 60071-2: ”Insulation co-ordination. Part 2: Application guide”. - IEC 60099-1: ”Surge arresters. Part 1: Non-linear resistor type gapped arresters for a.c. systems”. - IEC 60099-3: ”Surge arresters. Part 3: Artificial pollution testing on surge arresters”. - IEC 60099-4: ”Surge arresters. Part 4: Metal oxide surge arresters without gaps for a.c. systems”. - IEC (EN) 60099-5: ”Surge arresters. Part 5: Selection and application methods”. - IEC 60270: ”Partial discharge measurements”. - IEC 60815: ”Guide for the selection of insulations in respect of polluted conditions”.

ANEXA 8.- DETERMINAREA ZONEI DE PROTECŢIE A PARATRĂSNETELOR

NTE 001/03/00

- 87 ÎMPOTRIVA LOVITURILOR DIRECTE DE TRĂSNET

A.8.1.- Nomograme pentru calculul zonelor de protecţie ale paratrăsnetelor individuale Exemplul I Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 13 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 16 m. Se determină înălţimea paratrăsnetului vertical utilizând nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet vertical cu înălţimea h ≤ 30 m (figura A.8.1). Astfel, unind printr-o dreaptă punctele hx şi rx de pe scările respective, se obţine pe axa Z: h Z = x = 0,56 h În aceste condiţii: h 16 h= x = = 28,6 m Z 0,56 Exemplul II Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 32 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 0. Se determină înălţimea paratrăsnetului vertical pentru acest caz particulat, utilizându-se nomograma din figura A.8.1. Astfel, trasând dreapta prin punctele rx = 32 m şi C (pe scara Z), rezultă pe scara hx valoarea h = 20 m.

Fig. A.8.1.- Nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet vertical cu înălţimea h ≤ 30 m. Exemplul III Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 35 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 34 m. Se determină înălţimea paratrăsnetului vertical utilizând nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet vertical cu înălţimea 30 m < h ≤ 100 m (figura A.8.2). Astfel, unind printr-o dreaptă punctele hx şi rx de pe scările respective, se obţine pe axa Z: h Z = x = 0,4 h În aceste condiţii: h 34 h= x = = 85m Z 0,4 Exemplul IV Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 61,6 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 0. Se determină înălţimea paratrăsnetului vertical pentru acest caz, utilizându-se nomograma din figura A.8.2. Astfel, trasând dreapta prin punctele rx =61,6 m şi C (pe scara Z), rezultă pe scara hx valoarea h = 49 m.

NTE 001/03/00

88

-

-

Fig. A.8.2.- Nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet vertical cu înălţimea 30 < h ≤ 100 m. Exemplul V Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 9,75 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 16 m. Se determină înălţimea de montare a paratrăsnetului vertical, utilizându-se nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet orizontal plasat la o înălţime h ≤ 30 m (figura A.8.3). Astfel, unind printr-o dreaptă punctele hx şi rx de pe scările respective, se obţine pe axa Z: h Z = x = 0,56 h În aceste condiţii: h 16 h= x = = 28,6 m Z 0,56 Exemplul VI Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 24 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 0. Se determină înălţimea paratrăsnetului orizontal, utilizându-se, pentru acest caz particular, nomograma din figura A.8.3. Astfel, trasând dreapta prin punctele rx =24 m şi C (pe scara Z), rezultă pe scara hx valoarea h = 20 m.

Fig. A.8.3.- Nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet orizontal montat la o înălţime h ≤ 30 m.

NTE 001/03/00

- 89 -

Exemplul VII Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 26,25 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 34 m. Se determină înălţimea de montare a paratrăsnetului orizontal, utilizându nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet orizontal plasat la o înălţime 30 m < h ≤ 100 m (figura A.8.4). Astfel, unind printr-o dreaptă punctele hx şi rx de pe scările respective, se obţine pe axa Z: Z = hx / h = 0,4 În aceste condiţii: x / Z = 34/0,4 = 85 m LEA LEA AT h = hCuplă Exemplul VIII Sunt date: raza zonei de protecţie, rx = 46,2 m; înălţimea la nivelul cercetat, hx = 0. Numărul Se determină înălţimea paratrăsnetului orizontal pentru acest caz particular, utilizând paratrăsnetelorh stâlp nomograma din figura A.8.4. Astfel, trasând dreapta prin punctele rx =46,2 m şi C (pe scara Z), (m)htije rezultă pe scara hx valoarea h = 49 m. (m)htotal (m)1, 220,0828,04, 5, 6, 7, 811,5718,53, 9, 10, 11, 1216,8824,8

Schema monofilară a staţiei.

Fig. A.8.4.- Nomograma pentru calculul zonei de protecţie a unui paratrăsnet orizontal montat la o înălţime 30 < h ≤ 100 m. A.8.2.- Exemplu de realizare a protecţiei unei staţii electrice de 220 kV împotriva loviturilor directe de trăsnet, cu paratrăsnete În figura A.8.5 se prezintă vederea în plan a cadrelor unei staţii de 220 kV de tip exterior, având două sisteme de bare, bară de transfer şi patru celule dispuse în planul staţiei în ordinea indicată în schema monofilară. Înălţimea cadrelor de susţinere a barelor colectoare şi de transfer este de 11,5 m. Înălţimea cadrelor de susţinere a legăturilor cuplei combinate şi a autotransformatorului sau a ieşirilor liniilor electrice aeriene este de 16,8 m. Acest lucru impune verificarea protecţiei staţiei împotriva loviturilor directe de trăsnet, pe zone, în funcţie de deschiderile dintre cadre şi de înălţimile lor, paratrăsnetele fiind considerate amplasate pe aceste cadre. Determinarea zonelor de protecţie se face considerând grupuri de trei-patru paratrăsnete, aşezate în vârfurile unor triunghiuri sau patrulatere rezultate conform indicaţiilor date la capitolul XII, pct. 12.3 din prezentul normativ. Înălţimea minimă a patrulaterelor, care asigură protejarea spaţiului din interiorul figurii geometrice respective, este dată de relaţia: hamin = D/8 unde D este diametrul cercului circumscris unui triunghi sau diagonala mare a patrulaterului regulat. Fig. A.8.5.- Zona de protecţie la înălţimea: - hx = 11,5 m - hx = 16,8 m Notă: Distanţele sunt date în metri: - hcadre bare = 11,5 m -h

= 16,8 m

NTE 001/03/00

90

-

-

Determinarea lăţimii minime a zonei de protecţie a două paratrăsnete alăturate se face cu ajutorul diagramelor prezentate la figurile A.8.6 şi A.8.7.

NTE 001/03/00

- 91 -

Fig. A.8.6.- Graficul valorii lăţimii minime bx a zonei de protecţie a două paratrăsnete verticale cu înălţimea h ≤ 30 m, pentru a/ha =0÷7.

Fig. A.8.7.- Graficul valorii lăţimii minime bx a zonei de protecţie a două paratrăsnete verticale cu înălţimea h ≤ 30 m, pentru a/ha =5÷7. Notă: Pentru paratrăsnete cu înălţimea 30 m < h ≤ 100 m valorile ambelor coordonate trebuie înmulţite cu coeficientul p=5,5/ h .

Pentru a avea o primă orientare asupra distanţelor maxime dintre paratrăsnete, la care este asigurată protecţia staţiei împotriva loviturilor directe de trăsnet, se consideră staţia protejată cu paratrăsnete de aceeaşi înălţime (h=18,5 m), alese dintre valorile tipizate pentru paratrăsnetele actuale şi se verifică protecţia la nivelul construcţiei hx = 11,5 m. În aceste condiţii trebuie îndeplinite condiţiile ce rezultă din relaţiile: a ≤ 7 p ⋅ ha ; D ≤ 8 p ⋅ ha , în care simbolurile au semnificaţiile prezentate la cap.XII, pct. 12.3.3 din prezentul normativ. Din datele cunoscute rezultă: ha = h - hx = 18,5 - 11,5 = 7 m; a ≤ 7 ⋅ 1 ⋅ 7 = 49 m ; D ≤ 8 ⋅ 1 ⋅ 7 = 56 m.

NTE 001/03/00

92

-

-

Pasul celulelor de 220 kV fiind de 17 m, rezultă că la fiecare a doua celulă trebuie montat câte un paratrăsnet. Estimarea razei de protecţie rx pentru paratrăsnete având înălţimea totală h ≤ 30 m se poate face cu ajutorul diagramei din figura A.8.8.

Fig. A.8.8. Considerând patrulaterul format din paratrăsnetele 1, 2, 4 şi 5, înălţimea activă minimă a acestora este: D 42,5 hamin = = = 5,3 m 8 8 Raza exterioară a zonei de protecţie la nivelul hx = 11,5 m nu este asigurată decât de un paratrăsnet cu o înălţime de 28 m: 1,6 1,6 r x = ha = ( 28 − 11,5 ) = 18,7 hx 11,5 m 1+ 1+ 28 h Considerând patrulaterul format din paratrăsnetele 4, 5, 6, 7 înălţimea activă minimă a acestora este: 48 hamin = =6 m 8 Raza exterioară de protecţie la nivelul hx = 11,5 rezultă: 1,6 rx = 6 = 5,8 11,5 m. 1+ 17,5 Lăţimea minimă a zonei de protecţie, considerând două paratrăsnete alăturate, respectiv paratrăsnetele 4 şi 6, este: a = 34 m a 34 = = 5,7 ha 6 hx = 0,34 ⋅ ha = 0,34 ⋅ 6 = 2 m. Având în vedere că distanţa hx se ia faţă de cadrele barelor, pentru a avea un coeficient de siguranţă mărit, se consideră înălţimea activă a paratrăsnetelor 4, 5, 6 şi 7 având 7 m. În acest caz: 16 rx = 7 = 6,9 4,5 m; a = 34 m 1+ 18,5 a 34 = = 4,85 ha 7 h x 11,5 = = 0,62 h 18,5

NTE 001/03/00

- 93 bx =0,5 ⋅ 7 = 3,5 m

Considerând triunghiul format din paratrăsnetele 3, 9 şi 10, înălţimea minimă a acestora este: 46 ha min = = 5,75 m 8 Aceste paratrăsnete trebuie să asigure protecţia celulei cuplei combinate, la care conductoarele de legătură se găsesc la nivelul hx = 16,8 m. Calculul zonei de protecţie impune o înălţime activă minimă a paratrăsnetelor 3, 9 şi 10 de ha = 13,3 m. În aceste condiţii rezultă: 1,6 = 14,5 11,5 m; a = 42,5 m 1+ 24,5 a 42,5 = = 13,2 ha 13,3 hx 11,5 = = 0,46 h 24,8 bx = 0,8 ha = 0,8 ⋅ 13,3 = 10,6 m.

r x = 13,3

În mod similar, se determină şi înălţimea activă a paratrăsnetelor 11 şi 12 pentru protecţia autotransformatorului (ha = 8 m). Calculul se repetă şi pentru nivelul de protecţie hx = 16,8 m, paratrăsnetele 1 şi 2, asigurând protecţia ieşirilor liniilor aeriene, paratrăsnetele 2, 3, 9, 10, 11, 12 asigurând protecţia legăturilor autotransformatorului şi a cuplei combinate la nivelul respectiv. În cazul paratrăsnetelor de înălţimi inegale, pentru determinarea zonei de protecţie se aplică metoda paratrăsnetului fictiv (capitolul XII, pct. 12.3.4 din normativ). Astfel, de exemplu, considerând paratrăsnetele învecinate 2 (h = 28 m) şi 12 (h = 24,8 m) de înălţimi inegale (figura A.8.9), rezultă că raza de protecţie a paratrăsnetului 2 la nivelul hx = 24,8 m este: 1,6 r x = 3,2 = 2,7 24,8 m 1+ 28

2

ha = 3,2

12

hx = 24,8

În aceste condiţii:

h = 24,8 a` = a - rx = 40 - 2,7 = 37,3 m. În punctul A se consideră un paratrăsnet fictiv cu o înălţime egală cu a paratrăsnetului (h=24,8 m). Lăţimea minimă bx a zonei de protecţie pentru: A a` = 37,3 m hx = 16,8 m rx=2,7 a` = 37,3ha = 8 m m a = 40 m

Fig. A.8.9.

NTE 001/03/00

94

-

-

h = hx + ha = 24,8 m se determină calculând rapoartele: a 37,3 = = 4,7 ha 8 hx 16,8 = = 0,68 h 24,8 Din nomograma dată în figura A.8.6 rezultă, pentru a / ha şi hx / h, raportul: hx = 0,5 ha În aceste condiţii rezultă: bx = 0,5 ⋅ 8 = 4 m. Exemplul de realizare a protecţiei împotriva loviturilor directe de trăsnet a avut în vedere alegerea unor dispoziţii ale echipamentelor pe teren cât mai diferite, care să dea posibilitatea exemplificării utilizării diverselor soluţii. În practică, pe cât este posibil, se caută: - să se evite folosirea paratrăsnetelor cu înălţimi mai mari de 30 m; - să se evite montarea paratrăsnetelor pe cadrele transformatoarelor şi autotransformatoarelor; - să se încadreze protecţia împotriva loviturilor directe de trăsnet a obiectivelor din staţie în ansamblul protecţiei clădirilor aflate pe amplasamentul respectiv.

NTE 001/03/00

- 95 ANEXA 9.- INSTRUCŢIUNI PRIVIND TRATAREA NEUTRULUI ÎN REŢELELE DE MEDIE TENSIUNE

Ca urmare a cercetărilor efectuate în ultimii ani, s-a hotărât diversificarea soluţiilor de tratare a neutrului reţelelor electrice, în baza criteriilor şi cerinţelor evidenţiate la pct. 9.1.1. Ţinând seama de aceste criterii, în subcapitolele 9.1 şi 9.2 se fac recomandări referitoare la alegerea soluţiei de tratare a neutrului reţelelor electrice de medie tensiune de distribuţie (subcapitolul 9.1) şi a reţelelor electrice de medie tensiune ale centralelor electrice (subcapitolul 9.2) . În cele ce urmează se prezintă soluţiile de bază ale tratării neutrului reţelelor electrice de medie tensiune prin rezistenţă (subcapitolul A.9.1) şi prin bobină de compensare (subcapitolul A.9.2), precum şi o serie de sisteme de automatizare asociate acestor soluţii de tratare a neutrului, sisteme experimentate cu succes în ultimii ani în reţelele de medie tensiune din România, şi anume: - Sistemul de automatizare “întreruptor şunt” care asigură eliminarea defectelor monofazate trecătoare fără deconectarea consumatorilor în cazul reţelelor electrice aeriene sau mixte cu neutrul tratat prin rezistenţă (pct. A.9.1.1.3); - Sistemul de automatizare de conectarea automată a unui rezistor în paralel cu bobina de compensare pentru selectarea şi declanşarea defectelor monofazate permanente în cazul reţelelor electrice cu neutrul tratat prin bobină de compensare (pct. A.9.2.4). A.9.1.- Tratarea neutrului prin rezistenţă Rezistenţele de tratare a neutrului în reţelele electrice de medie tensiune au rolul de a limita curentul de scurtcircuit monofazat la valori acceptabile pentru instalaţii, de a micşora supratensiunile de comutaţie în cazul punerilor la pământ, de a elimina rapid defectele permanente, precum şi de a simplifica şi creşte eficienţa protecţiei prin relee. A.9.1.1.- Alegerea valorilor şi a locului de montare a rezistoarelor de legare la pământ a neutrului reţelelor electrice de distribuţie de medie tensiune A.9.1.1.1.- La determinarea valorilor rezistenţelor de legare la pământ a neutrului trebuie să se ţină seama de următoarele: a) asigurarea sensibilităţii protecţiilor la defecte monofazate; b) condiţiile de dimensionare a instalaţiilor de legare la pământ şi a echipamentelor; Curentul capacitiv de punere simplă la pământ a unei reţele electrice se determină prin măsurători sau, în lipsa acestora, se poate determina utilizându-se date din literatura de specialitate, cataloage sau relaţia: I cp = 3 ⋅ U f ⋅ ω ⋅ C10 ⋅ 10 −6 (A/km), unde: Icp - curentul capacitiv de punere la pământ; Uf - tensiunea pe fază a reţelei, în kV; ω - pulsaţia; C10 - capacitatea în raport cu pământul a conductorului (capacitate parţială), în nF/km. Curentul capacitiv total de punere la pământ al unei reţele electrice cuplate galvanic la un moment dat se obţine adunând curenţii capacitivi de punere la pământ ai tuturor LEA şi cablurilor din această reţea. Valoarea curentului de scurtcircuit monofazat în reţelele cu neutrul legat la pământ prin rezistenţă se determină cu relaţia: 3 ⋅ Uf Ik1 = + j⋅Icp, 3 ⋅ RN + 3 ⋅ r + 2 ⋅ Z + + Z0 în care: Uf - tensiunea pe fază;

NTE 001/03/00

96

-

-

RN - valoarea rezistenţei de legare la pământ a neutrului; r - valoarea rezistenţei de trecere la locul defectului; Z+ , Z0 - impedanţele de secvenţă pozitivă şi, respectiv, de secvenţă zero a reţelei electrice redusă la punctul de scurtcircuit. Pentru dimensionarea rezistenţei de legare la pământ a neutrului se consideră un scurtcircuit metalic net (r=0) produs în staţia în care este instalată rezistenţa şi nu se ia în considerare curentul capacitiv de punere la pământ a reţelei electrice legate galvanic (Icp). Pentru reducerea valorilor supratensiunilor de comutaţie, literatura de specialitate recomandă ca între curentul rezistiv (IR) şi curentul capacitiv (IC) la locul de defect să existe relaţia: IR ≥ 2IC În tabelul A.9.1 sunt prezentate orientativ valorile rezistenţelor de tratare a neutrului RN, în Ω, în funcţie de curentul de scurtcircuit monofazat specificat în pct. 9.1.5 din capitolul IX din prezentul normativ. Tabelul A.9.1. Tensiunea nominală a Curentul reţelei electrice de scurtcircuit monofazat Ik1 1000 A 600 A 300 A

6 kV

10 kV

15 kV

20 kV

3,4 5,8 11,6

5,8 9,7 19,3

8,7 14,4 28,8

11,6 19,3 38,5

A.9.1.1.2.- În ordinea preferenţială se prevăd următoarele soluţii de legare a rezistenţelor de tratare a neutrului: a) la neutrul transformatorului de putere, atunci când înfăşurarea de medie tensiune are conexiunea stea şi neutrul accesibil (figura A.9.1.a); b) la neutrul bobinei pentru neutru (BPN), montată direct la bornele transformatorului de putere (figura A.9.1.b); c) la neutrul transformatorului serviciilor proprii (TSP) (figura A.9.1.c). Schemele de detaliu de montare a rezistenţelor de punere la pământ a neutrului în reţelele electrice de medie tensiune sunt prezentate în îndreptarele, care tratează atât comutaţia primară, cât şi comutaţia secundară. TIT/MT

TIT/MT

IT

MT

IT

MT BPN

RN/BC

RN/BC

TSP

MT

RN/BC JT

a. b. c. A.9.1.1.3.În conformitate cu pct.9.1.5, pentru creşterea calităţii în alimentarea Fig. A.9.1.- Soluţii de legare la neutrul reţelelor electrice de MT a RN sauconsumatorilor BC. racordaţi la reţelele electrice aeriene sau mixte cu neutrul tratat prin rezistenţă şi creşterea

NTE 001/03/00

- 97 -

siguranţei în funcţionare a acestor reţele se poate adopta sistemul de automatizare “întreruptor şunt” care asigură eliminarea defectelor monofazate trecătoare fără deconectarea consumatorilor. În figura A.9.2. este prezentată schema de principiu de funcţionare a soluţiei “Întreruptor de şuntare”. S M I T

L

3

N

2 i

X

P

P

1

RN

Y

s

2

i

s

1

P

3

IS i

rez

Rdef

i

i

k

R

IS IL RN Rdef ik i

rez

- Întreruptor de şuntare; - Întreruptor de linie; - Rezistenţă pe neutrul reţelei; - Rezistenţă de defect; - Curentul prin întreruptorul de şuntare; - Curentul rezidual de defect;

is iR S X Y

- Curentul de sarcină; - Curentul prin neutrul reţelei; - Stâlp al liniei; - Punctul de montare întreruptor de şuntare (pe barele staţiei); - Punctul de defect.

Fig. A.9.2.- Schema de principiu de funcţionare a soluţiei “Întreruptor de şuntare”. Principiul soluţiei constă în şuntarea, fără temporizare, pentru un interval de de timp ∆t, a defectului monofazat prin închiderea fãrã temporizare a polului P1 al "întreruptorului de şuntare". În cazul în care defectul a fost trecător (pasager), funcţionarea reţelei revine la normal după deschiderea polului P1. Dacă în intervalul de timp ∆t defectul nu a fost eliminat, el este considerat defect permanent, care va fi selectat şi declanşat rapid prin funcţionarea protecţiilor şi automatizărilor convenţionale specifice reţelelor electrice cu neutrul tratat prin rezistenţă. A.9.1.2.- Soluţii de realizare a legării la pământ prin rezistenţă a neutrului reţelelor de servicii proprii de medie tensiune din centralele electrice A.9.1.2.1.- La determinarea valorilor rezistenţelor de legare la pământ a neutrului trebuie să se ţină seama de prevederile de la pct. A.9.1.1.1 din prezenta anexă. A.9.1.2.2.- În funcţie de echipamentele primare de care se dispune, se vor utiliza următoarele soluţii de legare la pământ prin rezistenţă a neutrului reţelelor de servicii proprii de medie tensiune ale termocentralelor, în următoarea ordine de prioritate: a) cu transformatoare de alimentare a serviciilor proprii, cu conexiunea stea pe partea de medie tensiune şi neutrul accesibil (figura A.9.3.a); b) cu bobine pentru crearea neutrului artificial (BPN) şi rezistor (RN), conectate în derivaţie la bornele de medie tensiune ale transformatoarelor de alimentare a serviciilor proprii de bloc (figura A.9.3.b); c) cu bobine pentru crearea neutrului artificial (BPN) şi rezistor (RN), conectate pe barele staţiilor de servicii proprii de medie tensiune (figura A.9.3.c); d) cu transformatoare speciale de măsură şi protecţie (TSMP) cu secundarul în triunghi deschis, unde se conectează rezistorul (RN) (figura A.9.3.d). Soluţia recomandată, din punct de vedere economic şi/sau al siguranţei în funcţionare, pentru legarea la pământ prin rezistenţă a neutrului reţelelor de servicii proprii de medie tensiune ale termocentralelor este utilizarea transformatoarelor de alimentare a serviciilor proprii cu conexiunea stea pe partea de medie tensiune şi neutrul accesibil (soluţia a, figura A.9.3.a).

NTE 001/03/00

98

RN

∼

-

-

BPN

∼

RN BPN

RN

RN 6,3 kV

6,3 kV

6,3 kV

6,3 kV

AAR

AAR

Soluţia a.

Soluţia b.

∼

∼ 6,3 kV

6,3 kV

6,3 kV

AAR

AAR BPN

BPN

RN

RN Soluţia c.

6,3 kV

TSMP

TSMP

USOL

USOL

RN

RN Soluţia d.

Fig. A.9.3.- Soluţii de realizare a legării la pământ prin rezistenţă a neutrului reţelelor de servicii proprii de medie tensiune din centralele electrice. Soluţia b (figura A.9.3.b) se aplică la termocentralele existente, care au transformatoarele de alimentare a serviciilor proprii cu conexiunea triunghi pe partea de medie tensiune. Soluţia c (figura A.9.3.c) prezintă dezavantajul că nu se realizează comutarea BPN+R N odată cu sursa de alimentare a barelor de servicii proprii (transformatorul de alimentare), ceea ce crează posibilitatea ca, prin manevre sau declanşări prin protecţie ale transformatorului de alimentare şi funcţionarea instalaţiei de AAR, să rămână conectate mai multe BPN+R N în paralel pe bare legate galvanic, aceasta conducând la creşterea curentului de scurtcircuit monofazat peste valoarea de dimensionare a echipamentelor. Pentru prevenirea acestei situaţii este necesară prevederea unei automatici, care să nu permită conectarea mai multor BPN+RN în paralel. Soluţia d (figura A.9.3.d) se va aplica numai în cazuri particulare, la termocentarlele existente, unde nu există spaţii pentru montarea BPN+RN (soluţiile b şi c), deoarece în cazul aplicării acestei soluţii (d) apar supratensiuni de comutaţie de valori mai mari decât în cazul aplicării soluţiilor b şi c. De asemenea, în cazul aplicării soluţiei d, trebuie luate măsuri similare cu cele descrise la soluţia c, pentru a nu rămâne conectate mai multe rezistenţe (RN) în paralel, pe barele legate galvanic.

NTE 001/03/00

- 99 -

În cazul utilizării soluţiilor a, b şi c, valoarea rezistenţei de limitare este de 15 Ω ± 10 %. ceea ce limitează curentul de scurtcircuit monofazat la circa 200÷250 A. A.9.2.- Tratarea neutrului cu bobină de compensare Compensarea curenţilor capacitivi de punere la pământ prin curenţi inductivi furnizaţi de bobine de compensare se realizează în scopul limitării curenţilor de punere la pământ şi al stingerii arcului în locul punerii la pământ. Schema de principiu a compensării curenţilor capacitivi de punere la pământ este prezentată în figura A.9.4. M T

IT N

U0

RBC

U3

3

U2

2

U1

1

C

Rp

LBC IB

IB - Ir0

I1+ I2+I3

10

I1

C I2

20

C

30

I3

r10

r20

r30

Ir10

Ir20

Ir30

IB - Ir0 C

, C20, C30 - capacităţile celor trei faze faţă de pământ;

10

1/r0 1/RBC LBC

- conductanţa reţelei, determinată de pierderile de putere activă din izolaţia reţelei; - conductanţa bobinei de compensare, determinată de pierderile de putere activă bobină; - inductanţa bobinei de compensare.

Fig. A.9.4.- Schema reţelei cu compensarea curenţilor capacitivi la o punere la pământ. A.9.2.1.- Alegerea parametrilor şi a locului de montare a bobinei de compensare La alegerea parametrilor şi a locului de montare a bobinei de compensare trebuie să se ţină seama de configuraţia reţelei, de posibilităţile de împărţire pe sectoare în funcţie de diversele manevre de comutaţie posibile în reţea, precum şi de influenţa asupra liniilor de telecomunicaţie. Puterea bobinei de compensare se alege ţinând seama de valoarea totală a curentului capacitiv de punere la pământ a întregii reţele existente: QB = Uf0 ⋅ IC Alegerea unei bobine cu o putere nominală QB mult mai mare decât puterea necesară poate duce la o folosire neraţională a bobinei şi la imposibilitatea realizării acordului dorit. De asemenea, alegerea unei bobine cu rezerve mici de compensare poate duce la o funcţionare a reţelei în regim de subcompensare, în care caz este posibilă apariţia de tensiuni periculoase de deplasare a neutrului. Puterea bobinelor se alege astfel, încât curentul de compensare să permită realizarea unui acord pe cât posibil la rezonanţă. De exemplu, în reţele de 6 şi 10 kV cu curentul IC = 100÷150 A este indicat să fie montate două bobine de compensare, care să aibă puterile nominale: - 175 şi 350 kVA pentru 6 kV; - 300 şi 600 kVA pentru 10 kV. Se recomandă montarea unei bobine de compensare de o putere mai mare numai în cazul în care curenţii capacitivi ai reţelei ating 200 A. În reţelele de 35 kV, bobinele de compensare care depăşesc puterea de 500 kVA se aleg numai în cazul în care curentul total de punere la pământ atinge valoarea de 100 A.

NTE 001/03/00

100

-

-

La alegerea numărului şi a puterii bobinelor se va ţine seama de posibilitatea secţionării reţelei în punctul respectiv în regim normal sau în urma unei avarii în sectoare nelegate galvanic între ele, astfel încât în fiecare dintre acestea să se execute compensarea la rezonanţă a curentului capacitiv de punere la pământ. În reţelele la care distribuţia energiei se face la tensiunea generatorului, conectarea bobinelor de compensare se poate face şi la neutrul generatoarelor. În paralel cu bobina de compensare se va monta un descărcător cu rezistenţă variabilă, în vederea protecţiei împotriva supratensiunilor ce pot apărea pe neutrul reţelei la deconectarea generatorului sau a transformatorului, la neutrul cărora poate fi montată bobina de stingere, ca urmare a apariţiei unui scurtcircuit bifazat cu punere la pământ pe LEA ce pleacă din barele staţiei, soldat cu declanşarea tuturor LEA (este cazul schemelor simplificate cu 1-2 LEA). Descărcătorul cu rezistenţă variabilă se va monta dacă valoarea supratensiunii atinge valoarea 3Uf0 , în reţelele de 3÷15 kV sau 2Uf0 , în reţelele cu tensiunea nominală mai mare. Valoarea supratensiunii se determină cu relaţia: Us =

Uf0 U I ⋅ B = f0 K 2 IC 2

unde: IB este curentul maxim al bobinei de compensare; IC - curentul capacitiv de punere la pământ a barei (exclusiv liniile). A.9.2.2.- Alegerea transformatoarelor de forţă şi a generatoarelor, la al căror punct neutru urmează a fi montată bobina de compensare O bobină de compensare în stare de funcţionare reprezintă o sarcină inductivă pentru transformatorul la neutrul căruia urmează să fie conectată. Pentru alegerea punctului neutru la care urmează să se conecteze bobina de stingere, trebuie să se ţină seama de următoarele două aspecte: a) reactanţa homopolară a transformatorului trebuie să fie cât mai mică, astfel încât să nu reducă curentul furnizat de bobină; b) curentul suplimentar provocat de bobină în înfăşurările transformatorului nu trebuie să ducă la o încălzire excesivă a acestuia. Conexiunea cea mai favorabilă a transformatorului la care se racordează bobina de compensare este stea-triunghi. Dacă transformatorul cu această conexiune serveşte pentru alimentarea reţelei, puterea bobinei poate atinge până la 50% din puterea nominală a acestuia, fără ca încălzirea provocată de trecerea curentului suplimentar să fie periculoasă. Dacă transformatorul cu această conexiune serveşte numai pentru conectarea bobinei (ca transformator auxiliar de creare a punctului neutru), puterea lui trebuie să fie egală cu cea a bobinei. De la un asemenea transformator se mai poate preleva şi o sarcină utilă de cel mult 50% din puterea lui, fără supraîncălziri periculoase. Aceleaşi condiţii se aplică şi la transformatoarele care au bobinajul cu conexiune zig-zag. Deoarece reactanţa de secvenţă zero a înfăsurării zig-zag este chiar mai mică decât cea de scurtcircuit, ea se foloseşte pentru bobine de creare a punctului neutru. La transformatoarele cu conexiune stea-stea şi cu circulaţie forţată a fluxului de secvenţă zero (miez cu trei coloane), se admite conectarea unei bobine de compensare având o putere de maximum 20% din puterea nominală a transformatorului. Nu se admite conectarea bobinelor la transformatoare cu conexiuni stea-stea cu circulaţie liberă a fluxului de secvenţă zero (miez cu cinci coloane sau grupuri de transformatoare monofazate), din cauza reactanţei de secvenţă zero ridicate a acestora. La transformatoarele stea-stea, stea-triunghi se admite conectarea unei bobine de compensare cu o putere egală cu puterea înfăşurării în triunghi, dacă aceasta nu este încărcată cu o sarcină exterioară. A.9.2.3.- Scheme de conectare Bobinele de compensare se conectează la neutrul transformatorului sau al generatorului, prin separator. Nu se admite conectarea bobinei de stingere la bara de nul prin întreruptor.

NTE 001/03/00

- 101 -

Transformatorul auxiliar pentru crearea punctului neutru se va conecta la bare prin întreruptor. La punerea sub tensiune se va avea grijă să se conecteze mai întâi transformatorul auxiliar, apoi bobina. La scoaterea de sub tensiune se procedează invers. Nu se admit scheme de comutaţie care şuntează pentru scurt timp bobinele de compensare sau care crează o componentă activă a curentului de punere la pământ. Transformatorul de curent conectat în circuitul bobinei de compensare se alege pentru un curent nominal mai mare cu 10÷15 % faţă de cel mai mare curent de compensare al bobinei. În cazul deconectării de la reţea a unui generator sau compensator sincron pe timp îndelungat (revizie periodică sau reparaţie capitală), în schema de conectare a bobinelor de compensare trebuie să fie prevăzută posibilitatea de trcere de pe neutrul unui generator pe neutrul altui generator. Prezenţa pe neutru a unei t.e.m. de armonică 3 (care în cazuri speciale atinge 5 % din tensiunea de fază la 50 Hz) nu are practic importanţă în compensarea curentului capacitiv. * * * A.9.2.4.- În conformitate cu pct. 9.1.6, se poate adopta sistemul de automatizare de conectarea automată a unui rezistor în paralel cu bobina de compensare pentru selectarea şi declanşarea defectelor monofazate permanente în cazul reţelelor electrice cu neutrul tratat prin bobină de compensare. În figura A.9.5. este prezentată schema de principiu de funcţionare a soluţiei. M T N

BC

RN

BC RN

- Bobină de compensare; - Rezistor ce se conectează pe neutrul reţelei;

Fig. A.9.5.- Schema de principiu de funcţionare a soluţiei de conectare automată a unui rezistor în paralel cu bobina de compensare. Soluţia constã în principal în funcţionarea reţelei de medie tensiune în regim normal de durată cu neutrul tratat prin bobină de compensare în scopul eliminării defectelor trecătoare. Scopul conectării automate a unui rezistor pe neutrul reţelei, cu o temporizare ∆t, în paralel cu bobina de compensare este selectarea şi deconectarea defectelor cu simplă punere la pământ a reţelei dacă acestea nu au fost eliminate anterior prin compensarea curenţilor capacitivi de către bobină (în regimul BC). După identificarea şi deconectarea liniei defecte este necesar să se revină la funcţionarea normală în regim cu BC.

ANEXA 10.- CLASIFICAREA TERITORIULUI ÎN ZONE CU UN ANUMIT NIVEL DE POLUARE A.10.1.- În tabelul A.10.1 se prezintă, în conformitate cu standardul SR CEI 60815:1994, o descriere generală a nivelurilor de poluare ale diferitelor zone geografice, în care există sau urmează să fie plasate instalaţii electrice. A.10.2.- În tabelul A.10.2 se prezintă o apreciere orientativă a nivelului de poluare a zonelor geografice, în care există sau în care urmează să fie plasate instalaţii electrice, în funcţie de sursa de poluare şi de distanţa de aceasta.

NTE 001/03/00

102

-

-

Observaţii: a) Clasificarea industriilor în categoriile A, B şi C din tabelul A.10.2 se face în tabelul A.10.3, în funcţie de acţiunea noxelor asupra izolaţiei externe a instalaţiilor electrice. O apreciere mai corectă se poate face numai pe baza măsurătorii noxelor din zonă. b) Distanţele prevăzute în coloana 2 a tabelului A.10.2 se măsoară de la sursa de poluare (coş de fum, secţie industrială etc). c) Zonele situate pe litoral, dar separate de mare prin perdele protectoare sau relief geografic favorabil reţinerii particulelor de apă de mare se pot considera protejate contra efectelor poluării. A.10.3.- În cazul existenţei în zonă a mai multor surse de poluare, gradul de poluare se va stabili avându-se în vedere efectul cumulativ al agenţilor poluanţi. A.10.4.- Instituţii specializate şi atestate în astfel de activităţi vor preciza (la cerere), prin măsurători sau prin compararea cu întreprinderi similare, nivelul de poluare al unei zone. A.10.5.- În cazul stabilirii zonei poluate după tabelul A.10.2, instituţii specializate şi atestate în astfel de activităţi, vor preciza (la cerere) măsurile concrete de protecţie a instalaţiilor din zonă, ori de câte ori apar dificultăţi de încadrare în prezentele instrucţiuni, datorită unor date insuficiente sau în situaţii speciale. Tabelul A.10.1 Nivel de Descrierea caracteristicilor de mediu a zonelor poluare - Zone fără industrie şi cu o densitate redusă de locuinţe dotate cu instalaţii de încălzire proprii; - Zone cu o densitate redusă industrială sau de locuinţe, dar supuse frecvent la I vânturi şi/sau la ploi; Slab - Regimuri agricole1); - Regimuri muntoase. Toate aceste zone trebuie să se situeze la distanţe de cel puţin 10 km până la 20 km de mare şi nu trebuie să fie expuse la vânturi dinspre mare2). - Zone cu industrie care nu produce fum foarte poluant şi/sau zone cu o densitate medie de locuinţe dotate cu instalaţii de încălzire; II - Zone cu densitate mare de locuinţe şi/sau industrie, dar supuse frecvent la vânturi Mediu şi/sau ploi; - Zone expuse la vânt dinspre mare, dar nu prea apropiate de coasta mării (distanţă de cel puţin câţiva kilometrii)2). - Zone cu densitate industrială mare şi suburbii ale marilor oraşe cu o densitate mare III de instalaţii de încălzire poluante; Puternic - Zone situate în apropierea mării sau expuse la vânturi relativ puternice dinspre mare2). - Zone în general puţin extinse, supuse la depuneri de pulberi conductoare şi la fum industrial ce produc depuneri conductoare deosebit de groase; IV - Foarte - Zone în general puţin extinse, foarte aproape de coasta mării, expuse la ceaţă salină puternic sau la vânturi foarte puternice şi poluante venind dinspre mare; - Zone deşertice, caracterizate prin perioade lungi fără ploaie, expuse la vânturi puternice ce transportă nisip şi sare şi supuse la condensări în mod obişnuit. 1) Utilizarea de îngrăşăminte chimice răspândite prin pulverizare sau arderea resturilor de pe terenuri agricole pot conduce la un nivel de poluare mult mai ridicat din cauza dispersării datorată vântului. 2) Distanţele la ţărmul mării depind de topografia zonei de coastă şi de condiţiile extreme de vânt. Tabelul A.10.2 Clasificarea teritoriului în zone cu un anumit grad de poluare Nr. Distanţa în km Nivel de crt. Caracteristicile zonei faţă de sursa de poluare a poluare zonei 0

1.

1

2.

Zone forestiere, montane, zone agricole, nefertilizate cu îngrăşăminte chimice, localităţi rurale şi oraşe care nu au întreprinderi cu surse de poluare Zone agricole fertilizate cu îngrăşăminte chimice.

3.

Zone mlăştinoase, cu ceaţă frecventă sau situate lângă cursuri de apă

2

3

-

I

0÷1 km de la cursul de apă

II II

NTE 001/03/00

- 103 -

(râuri, fluvii) 4.

Triaje de căi ferate şi traversări de linii ferate unde se foloseşte tracţiunea cu abur

5.

Oraşe mari, zone cu trafic rutier intens Categoria A

6.

Instalaţii chimice Categoria B Categoria C Categoria A

7.

Industria metalurgică, de construcţii de maşini, de prelucrare a metalelor şi industria materialelor de construcţii

Categoria B

Categoria C 8.

Industria pentru prelucrarea lemnului, industria textilă, industria pentru prelucrarea produselor alimentare şi

Categoria A

animaliere Categoria B Categoria A

9.

Extragerea minereurilor metalifere şi nemetalifere Categoria B

Categoria C 10. Instalaţii sanitare tehnice şi de salubritate comunală, ferme zootehnice Combustibil solid 11. Centrale termoelectrice având un consum de combustibil (în etapa finală) la 150 tcc/h folosind:

Păcură Gaze naturale

0

1

Combustibil solid 12. Centrale termoelectrice având un consum de combustibil (în etapa finală) peste 150 tcc/h folosind:

Păcură Gaze naturale

sau zona mlăştinoasă Se limitează la zona II considerată idem II peste 10 km I II 7÷10 km III 5÷7 km IV 0÷5 km peste 7 km I II 5÷7 km III 0÷5 km peste 3 km I II 0÷3 km peste 7 km I II 5÷7 km III 3÷5 km IV 0÷3 km peste 5 km I II 3 ÷5 km III 0 ÷3 km peste 3 km I II 0 ÷ 3 km peste 5 km I II 3 ÷ 5 km III 0 ÷ 3 km peste 3 km I II 0 ÷ 3 km peste 7 km I II 5 ÷ 7 km III 3 ÷ 5 km IV 0 ÷ 3 km peste 5 km I II 3 ÷ 5 km III 0 ÷ 3 km peste 3 km I II 0 ÷ 3 km peste 3 km I II 0 ÷ 5 km peste 4 km I II 2 ÷ 4 km III 0 ÷ 2 km peste 3 km I II 1 ÷ 3 km III 0 ÷ 1 km peste 1 km I II 0 ÷ 1 km Tabelul A.10.2 (continuare) 2

3

peste 5 km 3 ÷ 5 km 0 ÷ 5 km peste 4 km 2 ÷ 4 km 0 ÷ 2 km peste 1 km 0 ÷ 1 km

I II III I II III I II

NTE 001/03/00

104

-

13. Zone situate lângă litoral, apa mării având un conţinut de săruri de 2÷20 g/l

peste 10 km 7 ÷ 10 km 5 ÷ 7 km 0 ÷ 5 km zona respectivă

max. 3% săruri solubile în sol peste 3% săruri solubile în sol

14. Terenuri saline având:

-

zona respectivă

I II III IV II II

Tabelul A.10.3 Nr. crt. 0

Clasificarea industriilor după acţiunea noxelor asupra izolaţiei externe a instalaţiilor electrice Denumirea industriei Agenţi poluanţi emanaţi 1

7. 8. 9.

I.- Industrii chimice Fabrici de amoniac, acid azotic şi îngrăşăminte azoase Fabrici de acid sulfuric şi bioxid de sulf Fabrici de clor, acid clorhidric şi produse clorurate Fabrici de acid fluorhidric şi a sărurilor lor Fabrici de sulfuri şi hidrogen sulfurat Fabrici de produse sodice (sodă caustică, sodă calcinată) Fabrici de îngrăşăminte chimice complexe(superfosfaţi) Fabrici de celuloză şi hârtie Fabrici de fibre artificiale (tip vâscoză, acetat)

10. 11. 12. 1.

Fabrici de săruri minerale Fabrici de carbid Fabrici de negru de fum Fabrici şi rafinării pentru prelucrarea petrolului

1. 2. 3. 4. 5. 6.

2. Fabrici de coloranţi organici şi produse intermediare 3. Fabrici de coloranţi minerali

Categoria

2

3

Amoniac, oxizi de azot Bioxid de sulf Clor, acid clorhidric Acid fluorhidric Hidrogen sulfurat Clorură de sodiu, carbonat de sodiu Bioxid de sulf, pirită Hidrat de sodiu, sulfat de sodiu Hidrogen sulfurat, sulfură de carbon Săruri minerale Oxid de calciu, cărbune, carbid Negru de fum Hidrocarburi uşoare, bioxid de sulf Oxizi de azot, bioxid de sulf, clor, acid clorhidric. Oxizi de fier, oxid de calciu, carbonat de calciu.

A A A A A A A A A A A A B B B

4. Fabrici de medicamente sintetice B 5. Fabrici de monomeri pentru mase plastice (clorură de Acid clorhidric B vinilin, clorură de viniliden etc.) 6. Fabrici de cauciuc sintetic (cloropren, tiocancen) Acid clorhidric, oxizi de sulf B 7. Fabrici de prelucrare şi regenerare a cauciucului Negru de fum, talc, etc. B 1. Fabrici de solvenţi organici Benzol, toluel, xilol, eteri, alcool C 2. Fabrici de reactivi organici C 3. Fabrici de distilare a lemnului Alcool metilic, acid acetic, C acetonă, terebentină 4. Fabrici de răşini sintetice Fenil, formol, etc. C Tabelul A.10.3 (continuare) 0 1 2 3 5. Fabrici de prelucrare mecanică a materialelor plastice Pulberi de materiale plastice C 6. Fabrici de lacuri şi vopsele Solvenţi organici C 7. Fabrici de laminate obţinute prin presare (hârtie sau Solvenţi organici C ţesuturi îmbinate cu răşini) 8. Fabrici de produse galenice C 9. Fabrici de taninuri C II.- Industria metalurgică, a construcţiilor de maşini şi a prelucrării metalelor 1. Uzine de preparare a cocsului Pulberi de cărbune A 2. Uzine de topire a fontei Bioxid de carbon, oxizi de sulf A 3. Uzine de topire a metalelor neferoase direct din Bioxid de sulf, pulberi de

NTE 001/03/00

- 105 -

minereuri şi concentrate 1. Uzine de fabricare a aluminiului (procedeu de fabricaţie Pechiney sau similar) 2. Uzine de fabricare a metalelor neferoase 3. Uzine de topire a oţelului prin metoda Martin şi prin convertizor 4. Uzine de fabricare a oţelului în cuptoare electrice 5. Uzine de turnare a fontei 6. Uzine de măcinare a zgurii 7. Uzine de înobilare a metalelor 1. Uzine pentru prelucrarea mecanică a metalelor (feroase şi neferoase) 2. Fabrici de acumulatoare 3. Fabrici de cabluri 4. Fabrici de maşini şi aparate electrotehnice III.- Industria extractivă 1. Instalaţii pentru extragerea sării brute 2. Extragerea cărbunelui (la zi în subteran) 3. Instalaţii de brichetare a cărbunelui mărunt 1. Extragerea minereurilor de metale şi metaloide din subteran 2. Instalaţii de înobilare a minereurilor 1. Extragerea ţiţeiului IV.- Industria materialelor de 1. Fabrici de ciment 2. Fabrici de var, magnezită,domolit cu ardere în cuptoare 1. Fabrici de prelucrare a zgurilor 1. Fabrici de plase prefabricate din beton 2. Fabrici de cărămizi 3. Fabrici de sticlă 4. Fabrici de piese de faianţă şi porţelan 5. Fabrici de carton asfaltat V.- Industria de prelucrare a 1 Fabrici de cherestea, placaje, piese prefabricate din lemn 2. Instalaţii pentru obţinerea cărbunelui de lemn 3. Instalaţii pentru conservarea lemnului V.- Industria textilă 1. Ateliere de îmbinare chimică a ţesăturilor cu hidrogen sulfurat 2. Ateliere de decolorare a fibrelor 1. Ateliere de îmbibare a ţesăturilor cu uleiuri şi lacuri pentru produse electrotehnice 2. Filaturi de bumbac

minereuri complexe Pulberi de oxid de aluminiu, criolit, acid fluorhidric Bioxid de carbon, oxizi metalici, pulberi de cărbune Pulberi de amestec formare Pulberi zgură Oxizi metalici

A B B B B B B B C

Oxizi de plumb şi acid sulfuric

C C C

Pulbere de sare Pulberi de cărbune Pulberi de cărbune Pulberi de minereu

A A A B

Pulberi de minereu Hidrocarburi gazoase construcţii Pulberi de ciment, de var Pulberi de var, magnezită Pulberi de zgură lemnului Pulberi de lemn

B C

Praf de cărbune -

B B

Hidrogen sulfurat

A

Sulfiţi, cloruri Solvenţi organici

A B

-

B

A A B C C C C C B