A2_07_1 LJ - I 85 - 03 - Coordonarea Izolatiei in Instalatii JT

1 LJ - I 85 -03 - -

1 LJ - I 85 - 03

PRESCRIPŢII DE COORDONARE A IZOLAŢIEI ÎN INSTALAŢIILE DE DISTRIBUŢIE DE

JOASĂ TENSIUNE

Prezenta documentatie , in 20.02.2006 , este difuzata la :CEmjt Baia Mare Proiectari-Pop VioricaCEmjt Sighet Biblioteca CEmjt Viseu Serv. ExploatareInvestitii –Energetic Rez.

Fisierul electronic : ,, 1 LJ - I 85 - 03 - coordonarea izolatiei in instalatii JT.DOC “cu prescriptie I 85 v-a fost retransmisa prin E-Mail (17.02.2006 )

- 2003 -

1

1 LJ - I 85 -03 - -

Instituţia responsabilă de elaborarea normei tehnice energetice

S.C. ELECTRICA S.A.

Executant: Societatea Inginerilor Energeticieni din Romania Responsabili de lucrare: Dr.ing. Fănică Vatră şi drd. Ana Poida

2

1 LJ - I 85 -03 - -

C U P R I N S

pag.

1.- Scopul ......................................................................................................................... ... 4

2.- Domeniul de aplicare .................................................................................................. ... 4

3.- Terminologie şi abrevieri ............................................................................................. ... 5

4.- Acte normative de referinţă ...................................................................................... ... 11

5.- Alegerea şi coordonarea izolaţiei ................................................................................ 12

6.- Protecţia împotriva supratensiunilor de trăsnet ........................................................... 16

7.- Recomandări privind prizele de pământ ...................................................................... 25

8.- Reguli pentru încercarea izolaţiei de joasă tensiune cu tensiune de impuls ............... 26

ANEXE: Anexa A.- Detaliu de montare a contoarelor electrice trifazate în PT aeriene ............. 27

Anexa B.- Lungimile cablurilor de MT care asigură autoprotejarea ........................... 28

Anexa C.- Distanţa de protecţie a unui descărcător cu rezistenţă variabila ................. 29

Anexa D.- Principalele caracteristici electrice ale descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă ................................................................................................... ... 30

3

1 LJ - I 85 -03 - -

1.- SCOPUL

1.1.- Scopul prescripţiilor este de a promova şi impune reguli şi cerinţe tehnice minimale pentru alegerea izolaţiei, coordonarea izolaţiei şi protecţia împotriva supratensiunilor a instalaţiilor de distribuţie de joasă tensiune pentru a se asigura o funcţionare sigură şi economică a acestora.

2.- DOMENIUL DE APLICARE

2.1.- Prezentele prescripţii se aplică instalaţiilor electrice de distribuţie de curent alternativ, cu tensiunea nominală (între faze) de 400 V, funcţionând cu neutrul legat la pământ.

2.2.- Prezentele prescripţii nu se aplică instalaţiilor electrice de distribuţie 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.- Prezentele prescripţii sunt obligatorii pentru instalaţiile (din domeniul de aplicare), care se proiectează de la data intrării în vigoare a acestora.

2.4.- Adaptarea la prevederile prezentelor prescripţii a instalaţiilor existente sau în curs de execuţie la data intrării în vigoare a acestora se va face în măsura în care experienţa de exploatare arată că sunt necesare modificări în sensul noulilor prescripţii, justificate prin frecvenţa evenimentelor. Adaptarea se va face din iniţiativa entităţilor care au în gestiune/proprietate instalaţiile respective.

2.5.- În afară de prevederile prezentelor prescripţii se va ţine seama şi de prevederile din standardele, prescripţiile şi normativele tehnice în vigoare (specificate în capitolul 4 din prezentul normativ) şi de standardele profesionale ale furnizorului de echipament şi materiale.

2.6.- În cadrul prezentelor prescripţii se folosesc următoarele moduri de indicare a gradului de obligativitate a prevederilor conţinute

- “trebuie”, “este necesar”, “urmează” indică obligativitatea strictă a respectării prevederilor în cauză;

-”de regulă”, „se recomandă” indică faptul că prevederea respectivă trebuie să aibă în vedere alegerea soluţiei, dar care nu este obligatorie;

- “se admite” indică o soluţie satisfăcătoare, care poate fi aplicată în situaţii particulare, fiind obligatorie justificarea ei în proiect.

4

1 LJ - I 85 -03 - -

3.- TERMINOLOGIE ŞI ABREVIERI

Pentru necesităţile prezentelor prescripţii 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 afecteze continuitatea de funcţionare.

3.2.- Instalaţia de distribuţie de joasă tensiune este instalaţia de distribuţie a energiei electrice cu tensiunea nominală de 400 V (între faze, 230 V fază pământ), funcţionând cu neutrul direct legat la pământ.

Instalaţia de joasă tensiune este constituită din reţeaua de distribuţie aeriană sau/şi subterană şi din instalaţii interioare.

3.3.- Reţea de distribuţie de joasă tensiune este partea din instalaţia de distribuţie de joasă tensiune prin care se transmite energia electrică în zonele de consum şi se distribuie la consumatori.

Reţeua de distribuţie de joasă tensiune electrică include linii electrice şi echipamente de comutaţie, de măsurare şi de protecţie, fiind constituită din toate părţile de instalaţie cuprinse între bornele de joasă tensiune ale transformatorului de distribuţie şi tabloul de distribuţie din firida clădirii, inclusiv (atât în cazul racordurilor aeriene, cât şi în cazul celor subterane).

În cazul posturilor care alimentează direct instalaţiile aflate în aceeaşi clădire, reţeaua de distribuţie de joasă tensiune se limitează la bornele de joasă tensiune ale transformatorului de distribuţie, racordul până la primele siguranţe şi tabloul de distribuţie.

În cazul posturilor care alimentează direct instalaţiile aflate în aceeaşi clădire, reţeaua de distribuţie de joasă tensiune este cuprinsă între bornele de joasă tensiune ale transformatorului de distribuţie şi tabloul de distribuţie.

3.4.- Instalaţii interioare sunt părţile de instalaţie începând de la tabloul din firida clădirii, exclusiv, şi terminându-se la priza de racord a receptoarelor de energie, inclusiv cordoanele de racordare şi priza de pământ a abonatului.

3.4.- Instalaţii interioare sunt părţile de instalaţie începând de la tabloul din firida clădirii, exclusiv, şi terminându-se la priza de racord a receptoarelor de energie, inclusiv cordoanele de racordare şi priza de pământ a abonatului.

3.5.- Cutie/tablou de distribuţie este instalaţia în care intrările de alimentare cu energie electrică se divid în circuite separate.

3.6.- Tensiunea nominală a unei reţele trifazate (Un) este valoarea efectivă a tensiunii între faze, prin care este denumită reţeaua şi la care se referă unele caracteristici de funcţionare ale acesteia.

3.7.- Tensiunea cea mai ridicată a reţelei (Us) este 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. Acesată valoare nu ţine seama de variaţiile tranzitorii

5

1 LJ - I 85 -03 - -

datorate, de exemplu, comutaţiilor din reţea şi nici de variaţiile temporare ale tensiunii datorate unor condiţii anormale din reţea, de tipul defectelor.

3.8.- Tensiune locală este valoarea efectivă cea mai mare a tensiunii în curent alternativ sau continuu care poate să apară de-a lungul oricăreia din izolaţii a unui echipament atunci când echipamentul este alimentat la tensiunea lui nominală.

3.9.- Tensiunea cea mai ridicată pentru echipament (Um) este cea mai mare valoare efectivă a tensiunii între faze pentru care echipamentul este proiectat să funcţioneze din punct 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 maximă a tensiunii celei mai ridicate a reţelei în care va fi utilizat echipamentul.

3.10.- Tensiune nominală a unui echipament (UN) este valoarea tensiunii, atribuită de producător unei componente, unui dispozitiv, unui aparat sau unui echipament, şi la care sunt raportate caracteristici de exploatare şi de performanţă.

3.11.- Supratensiunea este orice tensiune, dependentă de timp, între un conductor de fază şi pământ sau între conductoarele de fază, a cărei valoare sau valori de vârf depăşeşte valoarea de vârf Um 2 / , respectiv Um. 2 , corespunzătoare tensiunii celei mai ridicate pentru echipament.

3.12.- Supratensiunea temporară este 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, defecte monofazate) şi/sau de fenomene neliniare (ferorezonanţă, armonici). Supratensiunile temporare se caracterizează prin amplitudinea, frecvenţa, durata totală sau coeficientul lor de amortizare.

3.13.- Supratensiune tranzitorie este o supratensiune de scurtă durată, nedepăşind câteva milisecunde, oscilatorie sau nu, în general puternic amortizată.

3.14.- Supratensiunea de comutaţie este 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 normalizate utilizate pentru încercările cu impuls de tensiune de comutaţie. Supratensiunile de acest tip sunt, de obicei, puternic amortizate şi de scurtă durată.

3.15.- Supratensiunea de trăsnet este 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 normalizate 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.

3.16.- Forme de tensiune standardizate. Următoarele forme de tensiune menţionate în prezentele prescripţii sunt standardizate:

6

1 LJ - I 85 -03 - -

a) Tensiunea 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 s şi durata de înjumătăţire (durata de semiamplitudine) de 2500 s.

c) Impulsul de trăsnet standardizat: o tensiune de impuls având durata până la vârf de 1,2 s şi durata de înjumătăţire (durata de semiamplitudine) de 50 s.

3.17.- Condiţiile atmosferice standardizate de referinţă sunt:- temperatura t0 = 20 oC- presiunea b0 = 101,3 kPa (1013 mbar)- umiditatea absolută ha0 = 11 g/m3.

3.18.- Tensiunea de ţinere la impuls de trăsnet este valoarea de vârf cea mai mare a unei tensiuni de impuls de trăsnet, aplicată în cursul încercărilor de impuls, pentru care izolaţia nu trebuie să prezinte nici o străpungere sau conturnare a izolaţiei dacă este supusă unui număr specificat de impulsuri de această valoare în condiţii specificate.

3.19.- Tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet este valoarea de vârf a tensiunii de ţinere la impuls de trăsnet prescrisă (atribuită de producător) pentru echipament, care caracterizează izolaţia acestui echipament în ceea ce priveşte încercările de ţinere.

3.21.- Tensiunea 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.

3.22.- Tensiunea nominală de ţinere de scurtă durată la frecvenţă industrială este valoarea eficace 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.

3.23.- Nivelul de izolaţie al unui echipament este caracteristica definită prin una sau două valori care indică tensiunile de ţinere ale izolaţiei sale.

3.24.- Nivelul nominal de izolaţie pentru instalaţiile de joasă tensiune se defineşte prin

- tensiunea nominală de ţinere la impuls de trăsnet şi - tensiunea nominală de ţinere de scurtă durată la frecvenţă industrială.

3.25.- Nivelul de protecţie al unui dispozitiv de protecţie este valoarea de vârf a tensiunii celei mai mari admisibile la bornele unui dispozitiv de protecţie supus, în condiţii specifice, la impulsuri de forme standardizate şi la valori nominale.

Notă În cazul impulsului de tensiune de trăsnet se alege cea mai mare dintre următoarele valori- tensiunea maximă de amorsare la impuls 1,2/50 s- tensiunea maximă reziduală la curentul specificat.

3.26.- Gradarea izolaţiei. Prin gradarea izolaţiei se înţelege eşalonarea nivelurilor de izolaţie a diferitelor părţi din instalaţie

3.27.- Izolaţia externă este 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, animalele etc.

7

1 LJ - I 85 -03 - -

3.28.- Izolaţia internă este izolaţia părţilor interioare solide, lichide sau gazoase ale unui echipament, care nu este supusă influenţei condiţiilor atmosferice sau altor agenţi externi, precum poluarea, umiditatea, animalele etc.

3.29.- Izolaţia externă pentru echipamentul de interior este izolaţia externă a unui echipament destinat să funcţioneze în interiorul unei clădiri, care nu este deci expus influenţei condiţiilor atmosferice.

3.30.- Izolaţia externă pentru echipamentul de exterior este izolaţia externă a unui echipament destinat să funcţioneze în exteriorul clădirilor, care este deci expus influenţei condiţiilor atmosferice.

3.31.- Izolaţia autoregeneratoare este izolaţia ale cărei proprietăţi izolante se refac integral după o descărcare disruptivă, produsă prin aplicarea unor tensiuni de încercare izolaţia de acest tip este, în general, dar nu obligatoriu, o izolaţie externă.

3.32.- Izolaţia neautoregeneratoare este izolaţia ale cărei proprietăţi izolante se pierd sau nu se refac integral după o descărcare disruptivă produsă prin aplicarea unei tensiuni de încercare izolaţia de acest tip este, în general, dar nu obligatoriu, o izolaţie internă.

3.33.- Lungimea liniei de fugă este 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 părţilor bune conducătoare de electricitate.

3.34.- Distanţă de izolare în aer (distanţă de izolare) este cea mai mică distanţă în aer între două părţi conductoare.

3.35.- Priza de pământ este un element conductor sau un ansamblu de elemente conductoare în contact cu pământul.

3.36.- Priza de pământ naturală este 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.

3.37.- Priza de pământ artificială este priza ale cărei elemente componente sunt constituite special pentru trecerea curentului de defect.

3.38.- Rezistenţa la impuls a unei instalaţii de legare la pământ este definită prin 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.

3.39.- Conturnarea inversă este 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

8

1 LJ - I 85 -03 - -

legate la pământ, ca 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.

3.40.- Aparatele de protecţie împotriva supratensiunilor sunt dispozitive destinate să protejeze echipamentul contra solicitărilor provocate de supratensiunile care depăşesc nivelul nominal de izolaţie al echipamentului.

3.41.- Eclatorul este aparatul constituit din doi electrozi separaţi printr-un interval de amorsare, dimensionat în vederea unei amorsări într-un domeniu de tensiune dat.

3.42.- Descărcătorul cu coarne este aparatul constituit din unul sau mai multe eclatoare în aer funcţia de protecţie se realizează prin reducerea nivelului supratensiunilor.

Stingerea arcului curentului de însoţire nu este sigură, întrucât aparatul nu dispune de dispozitive de stingere forţată a arcului.

3.43.- Descărcătorul cu rezistenţă variabilă este 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).

3.44.- Tensiunea reziduală a unui descărcător este tensiunea care apare între bornele unui descărcător în timpul trecerii curentului de descărcare.

3.45.- Distanţa de protecţie a unui descărcător este distanţa de-a lungul căii de curent faţă de descărcător în cadrul căreia, în cazul funcţionării descărcătorului, tensiunea rămâne sub valoarea tensiunii de ţinere a izolaţiei.

3.46.- Indicele izokeraunic al unei zone se defineşte prin numărul de zile cu furtună cu descărcări electrice în decursul unui an, stabilit ca medie pe baza observaţiei metodologice pe cel puţin zece ani. În figura 3.1 este prezentată 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.

3.47.- Poluarea atmosferică este starea aerului atmosferic impurificat cu substanţe (gaze, praf etc), care, în condiţiile de exploatare, poate da naştere, la suprafaţa izolatorului, unui mediu conducător dielectric.

3.48.- Gradul de poluare a atmosferei se defineşte prin acţiunea combinată a intensităţii poluării şi a proprietăţilor fizico-chimice ale agenţilor de poluare, acţiune care influenţează comportarea izolaţiei.

3.49.- Sursa de poluare este 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

9

1 LJ - I 85 -03 - -

tehnologic, secţii ale industriei chimice producătoare de gaze şi pulberi solide aflate în suspensie în atmosferă, exploatările carbonifere la zi, minele, marea etc.

3.50.- Încercarea de tip este încercarea efectuată pe unul sau mai multe aparate realizate după o anumită concepţie, pentru a se arăta că acea concepţie răspunde la anumite specificaţii.

10

Fig. 3.1.- Harta izokeraunică a României. Numărul mediu de zile cu oraje pe 11 ani 1968-1978.

1 LJ - I 85 -03 - -

4.- ACTE NORMATIVE DE REFERINŢĂ

4.1.- Standarde, prescripţii şi normative în vigoare, cu referire sau conexe la alegerea izolaţiei, coordonarea ei şi protecţia împotriva supratensiunilor:

Standarde

SR CEI 60050 (604)-97

SR CEI 60038, A1 -97SR HD 625.1 S1

SR CEI 60815 :1994 SR CEI 60099-1:1994

SR EN 60099-4:1998

STAS 831/...... 2002

STAS 2612-87 (12604/2)STAS 2614-86

STAS 12604/4-89

STAS 12604/5-90 CEI 61643-1-98

- Vocabular electrotehnic internaţional. Cap. 604 - Producerea transportul şi distribuţia energiei electrice. Exploatare- Reţele electrice. Tensiuni nominale şi abateri admisibile.- Coordonarea izolaţiei echipamentelor în reţelele de joasă tensiune. Partea 1: Principii, prescripţii şi încercări- 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. - Utilizarea în comun a stâlpilor pentru linii de energie electrică, linii de tracţiune electrică urbană, instalaţii de telecomunicaţii, reţele de televiziune prin cablu (CATv) şi alte utilităţi.- Protecţia împotriva electrocutării. Limite admisibile.

- Aparate electrice pentru uz casnic şi scopuri similare. Condiţii tehnice generale de securitate.- Protecţie împotriva electrocutărilor. Instalaţii electrice fixe. Prescripţii generale.- Idem. Prescripţii de proiectare, execuţie şi verificare.- Dispozitive de protecţie conectate în reţelele de joasă tensiune. Partea 1: Prescripţii de performanţă şi metode de încercăre.

Prescripţii tehnice, normative

PE 106/95

I7/2002

NTE 001/03/00 / 2003 I 226/2002

- Normativ pentru construcţia liniilor electrice aeriene de joasă tensiune. - Normativ pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor electrice interioare cu tensiuni până la 1000 V c.a. şi 1500 V c.c.- Normativ privind alegerea izolaţiei, coordonarea izolaţiei şi protecţia instalaţiilor energetice împotriva supratensiunilor.- Instrucţiuni de realizare a protecţiei împotriva supratensiunilor în instalaţiile electrice de joasă tensiune.

11

1 LJ - I 85 -03 - -

5.- ALEGEREA ŞI COORDONAREA IZOLAŢIEI

5.1.- Principii de bază

5.1.1.- Alegerea şi coordonarea izolaţiei implică alegerea caracteristicilor izolaţiei electrice a unui echipament conform utilizării sale şi în legătură cu mediul său ambiant.

5.1.2.- Coordonarea izolaţiei poate fi realizată doar dacă la proiectarea instalaţiilor electrice şi a echipamentelor se ţine seama de solicitările la care acesta ar putea fi supuse în timpul duratei de viaţă anticipată.

5.1.3.- În cazul instalaţiilor de distribuţie de joasă tensiune (reţelele de distribuţie şi instalaţii interioare), prin coordonarea izolaţiei se urmăreşte corelarea nivelurilor de izolaţie ale diferitelor grupe de izolaţii (a se vedea fig.5.1 şi tabelul 5.1) ţinându-se seama şi de nivelurile de protecţie asigurat de descărcătoare.

5.1.4.- Necesitatea protejării instalaţiilor de distribuţie de joasă tensiune împotriva supratensiunilor de trăsnet se stabileşte în funcţie de indicele keraunic şi de caracteristicile constructive ale instalaţiei. Stabilirea schemei de protecţie împotriva acestor supratensiuni se referă la stabilirea numărului şi caracteristilor aparatelor de protecţie şi a locului de amplasare a acestora.

5.2.- Elementele care trebuie luate în considerare la alegerea şi coordonarea izolaţiilor

5.2.1.- La alegerea şi coordonarea izolaţiilor instalaţiilor de distribuţie de joasă tensiune (reţelele de distribuţie şi instalaţii interioare) trebuie luate în considerare:

- tensiunile (solicitările electrice) care pot să apară în reţea;- tensiunile de ţinere ale echipamentelor şi materialelor utilizate;- caracteristicile şi nivelurile de protecţie asigurate de descărcătoare;- condiţiile de mediu;- gradul de continuitate dorit în serviciu;- securitatea persoanelor şi a obiectelor, astfel încât probabilitatea unor incidente nedorite, cauzate de solicitări cu tensiune, să nu conducă la un risc de pericol inacceptabil.

5.2.2.- Izolaţia reţelelor electrice de distribuţie de joasă tensiune 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 de comutaţie;- supratensiunile de trăsnet.

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.

5.2.3.- Tensiunea nominală a echipamentelor nu trebuie să fie mai mică decât tensiunea nominală a reţelei de alimentare.

12

1 LJ - I 85 -03 - -

În cazul instalaţiile distribuţie de joasă tensiune din România au fost standardizate următoarele valori pentru tensiunea nominală a reţelei:

- 400 V pentru izolaţia între faze;- 230 V pentru izolaţia între faze şi pământ în cazul reţelelor trifazate cu patru

conductoare şi neutrul legat la pământ.

5.2.4.- Alegerea şi coordonarea izolaţiei din punct de vedere al supratensiunilor tranzitorii este bazată pe situaţiile de control/limitare a supratensiunilor. Există două tipuri de situaţii:

- situaţia naturală: cazul unei reţele electrice în care, datorită caracteristicilor reţelei, se poate prevedea ca supratensiunile tranzitorii prezumate să fie limitate la un nivel definit;- situaţia controlată: cazul unei reţele electrice în care, datorită mijloacelor specifice de reducere a supratensiunilor, se poate prevedea ca supratensiunile tranzitorii prezumate să fie limitate la un nivel definit.

NOTE:1 - Supratensiunile produse în reţele mari şi complexe, cum ar fi reţelele de distribuţie de joasă tensiune, care

sunt supuse unor influenţe multiple şi variabile, pot fi estimate numai pe baze statistice. Acest lucru este valabil în special în cazul supratensiunilor de origine atmosferică şi se aplică, indiferent cum este realizată reducerea supratensiunilor, natural sau controlat.

2 - Se recomandată să se facă o analiză probabilistică pentru a se estima dacă se realizează o reducere naturală a supratensiunilor sau este necesară o reducere controlată. Această analiză necesită cunoaşterea caracteristicilor reţelelor electrice, a nivelurilor keraunice, a nivelurilor supratensiunilor tranzitorii etc.

3 - Mijloacele specifice de reducere a supratensiunilor poate fi considerat un dispozitiv care are posibilitatea de acumulare sau de disipare a energiei şi, în condiţii definite, să fie capabil să disipeze fără pericol energia supratensiunilor preconizate în locul de instalare.

5.3.- Gradarea izolaţiei. Tensiunile de ţinere şi distanţe de izolare

5.3.1.- Gradarea izolaţiei instalaţiilor de distribuţie de joasă tensiune se face în funcţie de tensiunea de ţinere a izolaţiei la impuls de trăsnet şi la tensiunea de ţinere la frecvenţă industrială.

În funcţie de nivelul de izolaţie, se prevăd trei grupe de izolaţii (fig.5.1) şi anume: - Izolaţia reţelei. - Din această grupă face parte izolaţia reţelei electrice de distribuţie de joasă tensiune, inclusiv tabloul de siguranţe din firida abonatului.

- Izolaţia instalaţiei interioare. - Din această grupă face parte izolaţia instalaţiei electrice interioare a consumatorului, exceptând receptoarele electromagnetice sau electrocalorice.- Izolaţia receptoarelor. - Din această grupă face parte izolaţia tuturor receptoarelor, care transformă energia electrică în altă formă de energie (fără cabluri sau cordoane şi piese de racordare, bobinele releelor şi conductoarlor, care se consideră că fac parte din grupele anterioare).

5.3.2.- Tensiunile de ţinere la impuls de trăsnet şi la frecvenţă industrială pentru diferitele grupe de izolaţii precizate la pct.5.3.1 sunt date în tabelul 5.1.

13

1 LJ - I 85 -03 - -

Tabelul 5.1

Nr.crt. Grupa de izolaţie

Tensiunea nominala de ţinerela impuls de trăsnet (1,2/50s)

la încercarea de scurtă durată cu

frecvenţă industrială (1 min)

kV kV

1. Nivelul de izolaţie al reţelei exterioare 20 102. Nivelul de izolaţie pentru utilaje şi

echipamente pentru intalaţiile electrice de joasă tensiune

7 3,5

3. Nivelul de izolaţie al instalaţiei interioare fixe (permanent sub tensiune)

5 2,5

4. Nivelul de izolaţie al receptoarelor (temporar sub tensiune)

4 2

5. Nivelul de izolaţie al distanţelor de separare în aer

8 4

5.3.3.- În conformitate cu tabelul 2 din standardul SR HD 625.1 S1 CEI 60664 - 1: Coordonarea izolaţiei echipamentelor în reţelele de joasă tensiune. Partea 1: Principii, prescripţii şi încercări, în tabelul 5.2 se prezintă o serie de distanţe de izolare în aer minime pentru coordonarea izolaţiei pentru diferite tensiuni de ţinere la impuls de trăsnet.

14

A B

Tr

JTMT

Str

Sab

Spl

Sca

W

EM EM EC EC EC

C

42 3d

b

c

a

A- post de transformareb- nivelul de izolaţie al instalaţiei abonatuluiB- reţeaua de distribuţiec- nivelul de

izolaţie al receptoarelorC- instalaţia interioară a abonatuluid- nivelul de protecţieMT- partea de medie

tensiune1,2,3,4- Descărcătoare de joasă tensiuneJT- partea de joasă tensiuneEM- receptor

electromagneticTr- transformator de distribuţieEC- receptor electrocaloricStr- siguranţe de

transformatorSca-siguranţe pe coloana abonatului sau la cofretSpl- siguranţe pe plecăriStr- siguranţe pe circuitul abonatuluia- nivelul de izolaţie al reţeleiW- contor

Fig.5.1.- Gradarea izolaţiei în reţeaua de joasă tensiune

1

1 LJ - I 85 -03 - -

Tabelul 5.2Tensiunea de ţinere la impuls, în kVmax

Distanţe de izolare în aer minime, în mm

20 2515 1812 1410 118 86 5,55 44 33 2

2,5 1,51,5 0,5

5.3.4.- În cazul liniilor electrice aeriene clasice cu conductoare neizolate, caracteristicilor izolatoarelor se vor stabili ţinând seama de

a) Tensiunile de ţinere corespunzătoare solicitărilor electrice menţionate la pct.5.3.2.b) Variaţia tensiunilor nominale de ţinere sub ploaie.c) Comportarea izolatoarelor în zonele cu diferite grade de poluare (tabelul 5.3).

Tabelul 5.3.- Lungimea liniei de fugă specifică (cm/kV)

Nivel de poluare Liniei de fugă nominală specifică minimă (cm/kV)

I Slab 1,6II Mediu 2,0III Puternic 2,5IV Foarte puternic 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 eficace a tensiunii între faze cea mai ridicată a reţelei. În cazul izolatoarelor situate între faze (de exemplu distanţoare între faze) valorile liniei de fugă specifice minime de multiplică cu (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.

15

1 LJ - I 85 -03 - -

6.- PROTECŢIA ÎMPOTRIVA SUPRATENSIUNILOR DE TRĂSNET

Generalităţi

6.1.- În cazul coordonării izolaţiilor instalaţiilor de distribuţie de joasă tensiune, din punct de vedere al supratensiunilor de trăsnet, trebuie studiate necesitatea şi schema de protecţie împotriva acestor supratensiuni.

6.2.- 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 reţelei şi panta undei incidente.

6.3.- Descărcătoarele de joasă tensiune sunt produse de către fabricile specializate în următoarele 4 categorii care trebuie să corespundă SRCEI 60099-1/94 privind nivelurile de protecţie şi capacitatea de descărcare:

- Categoria A - descărcătoare pentru liniile aeriene de joasă tensiune ale furnizorului de energie electrică;

- Categoria B - descărcătoare destinate tablourilor de distribuţie principale, ale furnizorilor de energie electrică;

- Categoria C - descărcătoare destinate tablourilor de distribuţie secundare, ale consumatorilor;

- Categoria D - descărcătoare pentru amplasarea la prize de alimentare (racord) cu conductoare de protecţie PE.

Descărcătoarele din categoriile A, B şi C asigură protecţia principală, iar cele de categoria D o protecţie suplimentară.

6.4.- Pentru protecţia instalaţiilor de distribuţie de joasă tensiune descărcătoarele cu rezistenţă variabilă se pot monta între (a se vedea şi fig.6.3, fig.6.4 şi fig.6.5):

- conductoarele de fază (F) şi conductorul de nul al reţelei electrice (N);- conductorul de fază ale reţelei electrice (F) şi conductoul de protecţie (PE);- conductorul de nul al reţelei electrice (N) şi conductoul de protecţie (PE);- conductoarele de fază ale reţelei electrice (F).

6.5.- Reţelele de joasă tensiune constituite în totalitatea lor din cabluri subterane nu trebuie protejate împotriva supratensiunilor de trăsnet.

Protecţia părţii de joasă tensiune a posturilor de transformare

6.6.- Partea de joasă tensiune a unui post de transformare şi mai ales aparatele de măsurare de pe partea de joasă tensiune a postului de transformare trebuie protejate împotriva conturnărilor inverse de la priza de protecţie a postului dacă intrarea de medie tensiune în postul de transformare se face în cablu scurt.

Contoarele cu carcasă metalică pot fi montate izolat faţă de cutia de distribţie (Anexa A).

Contoarele cu carcasă izolantă nu necesită montarea lor pe suporturi izolante.Notă: În zonele cu keraunicitate ridicată, măsura de izolare a contoarelor poate fi completată cu

montarea de descărcătoare de joasă tensiune prin decizia unităţii de exploatare.

6.7.- În cazul în care intrarea de medie tensiune se realizează cu un cablu având o lungime mai mare decât lungimea care asigura autoprotejarea cablului de medie tensiune (tabelul B.1 din Anexa B) se poate renunţa la montarea de descărcătoare pe partea de joasă tensiune pentru protecţia împotriva conturnărilor inverse în cazul unor izolări

16

1 LJ - I 85 -03 - -

suficiente (5 kV) şi prin asigurarea unei prize de pământ a postului cu o rezistenţă de cel mult 4 .

În cazul în care nu se poate realiza un amplasament izolat pentru aparatele de măsurare şi rezistenţa prizei postului este mai mare de 4 , se vor monta descărcătoare pe partea de joasă tensiune.

6.8.- Protecţia părţii de joasă tensiune a posturilor de transformare împotriva conturnărilor inverse de la priza de protecţie a postului de transformare se va efectua în conformitate cu soluţiile de protecţie precizate în tabelul 6.1 în funcţie de tipul intrărilor liniilor de medie tensiune în postul de transformare, tipul reţelei de joasă tensiune şi zona de keraunicitate.

Tabelul 6.1.- Soluţii de protecţie pe partea de joasă tensiune din postul de transformare împotriva conturnărilor inverse.

Nr.crt.

Intrarea în PT pe partea de

medie tensiune

Tipul reţelei

de joasă tensiune

Rezistenţa prizei de legare la

pământ a PT

Amplasament izolat pentru aparatele de

măsurare

Soluţia de protecţie pe partea de joasă tensiune în

funcţie de zona de keraunicitate *)

(zonele A,B,C,D din fig.3.1)

1. Linie aerianăcablu sau conductor torsadat

4 DaNu sunt necesare

descărcătoare pe partea de joasă tensiune


4 NuDescărcătoare pe partea de joasă tensiune pentru

zona A


> 4 DaDescărcătoare pe partea de joasă tensiune pentru

zona A

4.Cablu protejat

sau autoprotejat

cablu sau conductor torsadat

> sau 4 Da/NuNu sunt necesare


5. Linie aeriană aeriană 4 DaNu sunt necesare


6. Linie aeriană aeriană 4 NuDescărcătoare pe partea de joasă tensiune pentru

zonele A şi B

7. Linie aeriană aeriană > 4 DaDescărcătoare pe partea de joasă tensiune pentru

zonele A şi B

8.Cablu protejat

sau autoprotejat

aeriană 4 DaNu sunt necesare


9.Cablu protejat

sau autoprotejat

aeriană 4 NuDescărcătoare pe partea de joasă tensiune pentru

zonele A şi B

10.Cablu protejat

sau autoprotejat

aeriană > 4 DaDescărcătoare pe partea de joasă tensiune pentru

zonele A şi B*) Notă: Unitatea de exploatare poate lua măsuri de izolare a amplasamentelor aparatelor de măsurare şi de protecţie prin descărcătoare pe partea de joasă tensiune a posturilor de transformare, suplimentar faţă de prevederile tabelului de mai sus, în zonele în care experienţa de exploatare sau studiile realizate confirmă necesitatea acestui fapt.

17

1 LJ - I 85 -03 - -

6.9.- În fig.6.1 se prezintă diferite scheme recomandate de montare a descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă pe partea medie tensiune şi pe partea de joasă tensiune a unui post de transformare în funcţie de tipul de descărcător folosit şi de soluţia de racordare a acestora la pământ şi anume:

- pe partea de medie tensiune:- Varianta 1- Se foloseşte un descărcător cu rezistenţă variabilă a cărui priză de pământ este separată de priza de pământ a postului de transformare (fig.6.1.a şi fig.6.1.d). - Se foloseşte un descărcător cu rezistenţă variabilă a cărui priză de de pământ se poate lega la priza postului de transformare, dar în acest caz descărcătorul de pe partea de joasă tensiune nu poate fi montat la ieşirea de joasă tensiune a postului de transformare (fig.6.1.b).- Varianta 2- Se foloseşte un descărcător cu coarne care se montează pe stâlpul cu separaror dinaintea postului de transformare, având priză de pământ separată de priza postului de transformare (fig.6.1.c).

- pe partea de joasă tensiune:- Varianta 1- Descărcătorul se leagă la ieşirea de joasă tensiune din postul de transformare, având priză de pământ comună cu priza de pământ a postului de transformare (6.1.d).- Varianta 2- Descărcătorul se montează în exteriorul postului de transformare, având priză de pământ separată de priza postului de transformare (fig.6.1.a, fig.6.1.b şi fig.6.1.c).

Protecţia liniilor electrice de distribuţie de joasă tensiune

6.11.- Pentru protecţia cablurilor intercalate în axul liniei de joasă tensiune în porţiuni fără branşamente sau cu branşamente rare trebuie să se facă prin montarea de descărcătoare la joncţiunea între LEA şi cablu (conductor torsadat). La stâlpul respectiv se realizează o priza de pământ de maximum 10 . În cazul în care la stâlpul la care se

18

Fig.6.1.- Montarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă la ieşirea din postul de transformare.

Trafo.

a.

LEA MT

20 m 20 m

Stâlp

Cutia de distribuţie

LEA JTTrafo.

b.

LEA MT

20 mm

Stâlp

LEA JTCutia de distribuţie

Trafo.

c.

LEA MT

20 m 20 m

Stâlp


Trafo.

d.

LEA MT

20 m

Stâlp


1 LJ - I 85 -03 - -

realizează joncţiunea LEA-cablu se racordează şi o derivaţie aeriană sau prin cablu, nu mai este necesară protecţia prin descărcătoare.

6.12.- Liniile electrice aeriene de joasă tensiune lipsite de branşamente se vor proteja împotriva supratensiunilor de trăsnet prin descărcătoare astfel încât să se respecte distanţa între descărcătoare dată în tabelul 6.2.

Modul de calcul al distanţelor maxime de protecţie asigurate de descărcătoarele cu rezistenţă variabilă este dat în anexa C.

Tabelul 6.2Nr.crt.

Zona keraunică

Distanţa maximă între descărcătoare, în m

1. A 2502. B 3003. C 3004. D 450

6.13.- Se consideră că reţelele de joasă tensiune constituite din linii aeriene se autoprotejează dacă prezintă o densitate uniformă minimă de branşamente pe fază, ca cea din tabelul 6.3. Aceste reţele nu se vor proteja prin descărcătoare.

Tabelul 6.3Nr.crt.

Zona keraunică

Numărul de branşamente la 100 m lungime (pe fază)

1. A 42. B 33. C 34. D 1

6.14.- Reţelele de joasă tensiune constituite din linii aeriene care au branşamente, dar nu satisfac condiţiile de autoprotecţie date în tabelul 6.3, se vor proteja împotriva supratensiunilor de trăsnet prin descărcătoare cu rezistenţă variabilă, care se vor monta pe linie, de preferinţă la stâlpii cu branşamente. Distanţa dintre descărcătoare se vor alege conform tabelului 6.4.

Tabelul 6.4Nr.crt.

Zona keraunică

Distanţa maximă admoisibilă între descărcătoare (m)Densitatea branşamentelor pe 100 m şi fază3 2 1

1. A 575 400 2502. B fără descărcătoare 450 3003. C fără descărcătoare 500 3004. D fără descărcătoare fără descărcătoare 480

6.15.- Reţelele de joasă tensiune constituite din linii aeriene şi cabluri subterane sau

din linii electrice aeriene şi linii electrice torsadate se vor trata după cum urmează:a) Protecţia împotriva conturnărilor inverse este identică în cazul reţelelor de joasă tensiune subterane sau LEA şi poate fi făcută după tabelul 6.1.b) Protecţia împotriva supratensiunilor de trăsnet propagate pe linie se vor face pentru porţiunile de LEA conform tabelelor 6.2. 6.3 şi 6.4.

19

1 LJ - I 85 -03 - -

6.16.- În fig.6.2 se prezintă două moduri de montare a descărcătoarelor pe stâlpii unei LEA de joasă tensiune, şi anume pe un stâlp aflat pe parcursul unei LEA (fig.6.2.a) şi pe un stâlp la care se realizează joncţiunea LEA-cablu (fig.6.2.b).

Protecţia instalaţiilor de joasă tensiune ale consumatorilor împotriva supratensiunilor de trăsnet propagate din reţelele de distribuţie

6.17.- Pentru protecţia instalaţiilor de joasă tensiune ale consumatorilor împotriva supratensiunilor de trăsnet propagate din reţelele de distribuţie de joasă tensiune se recomandă montarea de descărcătoare în tabloul de distribuţie de joasă tensiune al furnizorului (TDF). De asemenea, în funcţie de evenimentele constatate, se va recomanda consumatorului să-şi monteze descărcătoare în tablourile lor de distribuţie, precum şi în prizele de racord a echipamentulor/aparatelori necesar a fi protejate, în conformitate cu prevederile din I 226/2002 - Instrucţiuni de realizare a protecţiei împotriva supratensiunilor în instalaţiile electrice de joasă tensiune.

În fig.6.3, fig.6.4 şi fig.6.5 se prezintă o serie de exemple de scheme de principiu de protecţie împotriva supratensiunilor de trăsnet cu descărcătoare de clasa B, C şi D, montate în tabloul de distribuţie al furnizorului (TDF), în tabloul de distribuţie al consumatorului (TDC) şi la priza de racord a unui echipament.

20

Fig.6.2.- Montarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă pe stâlpii LEA.

a) pe parcursul unei LEA b) la joncţiunea LEA - cablu

A - descărcătorB - legătura la pământ a descărcătoarelor C - îmbinarea prin străpungereD - stâlp

1 LJ - I 85 -03 - -21

Fig.6.3.- Schemă electrică de principiu cu descărcătoare de clasă B, C şi D.

Fig.6.4.- Schemă electrică de principiu cu descărcătoare de clasă C şi D.

1 LJ - I 85 -03 - -22

Fig.6.5.- Schemă electrică de principiu cu descărcătoare de clasă C şi D.

1 LJ - I 85 -03 - -

Alegerea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă

6.18.- La alegerea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă ce pot fi utilizate pentru protecţia reţelelor de joasă tensiune se vor avea în vedere următorii parametrii

- nivelurile de ţinere a izolaţiilor echipamentelor protejate;- amplitudinea şi durata supratensiunilor care pot să apară în reţeaua electrică;- tensiunea maximă de funcţionare a reţelei- tensiunea maximă admisibilă pe descărcător în cazul descărcătoarelor prevăzute

cu eclatoare;- tensiunea de funcţionare continuă a descărcătorului în cazul descărcătoarelor

fără eclatoare;- tensiunea de amorsare la frecvenţă industrială în cazul descărcătoarelor

prevăzute cu eclatoare- nivelurile de protecţie asigurate la undele de impuls de comutaţie şi de trăsnet;- capacitatea de absorbţie şi de disipare a energiei descărcate- zona de protecţie asigurată de descărcător;- consecinţele defectării descărcătorului şi a echipamentelor etc.

6.19.- Pentru alegerea descărcătoarelor trebuie evaluaţi în principal următorii parametrii electrici:

- tensiunea maximă de lungă durată care poate apărea la bornele descărcătorului;- nivelul de protecţie asigurat de descărcătoare;- capacitatea de absorbţie/descărcare a energiei.

De asemenea, în funcţie de aplicaţie şi de condiţiile mediului ambiant se vor stabili:- dacă este necesar ca descărcătorul să fie prevăzut cu dispozitiv de deconectare

automată de la reţea a acestuia (disconector);- cerinţele mecanice ce trebuie îndeplinite de descărcătoare (rezistenţă la vibraţii

şi şocuri mecanice, alte solicitări mecanice); - condiţii de mediu ambiant (temperaturi ridicate, radiaţie solară, ploaie, poluare,

umiditate etc).

6.20.- Tensiunea maximă de lungă durată care poate apărea la bornele descărcătorului trebuie să fie mai mică decât:

- tensiunea maximă admisibilă a descărcătorului în cazul descărcătoarelor prevăzute cu eclatoare;

- tensiunea de funcţionare continuă a descărcătorului în cazul descărcătoarelor fără eclatoare.

6.21.- Tensiunea de funcţioanare continuă a unui descărcător (Uc) trebuie să fie mai decât tensiunea maximă de frecvenţă industrială care poate să apară în reţeaua de joasă tensiune în care se va monta descărcătorul respectiv. În acelaşi timp, tensiunea de funcţioanare continuă a descărcătorului (Uc) trebuie să fie mai mare decât supratensiunile temporare de durată lungă care nu sunt eliminate prin protecţie.

Considerându-se că tensiunea cea mai ridicată a reţelei de distribuţie de joasă tensiune(Us) este cu 10 % mai mare decât tensiunea nominală a reţelei (Un) specificată la pct.5.2.3, tensiunea de funcţioanare continuă a descărcătorului (Uc) trebuie aleasă astfel încât:

- Uc 1,1 Un / = Us / , pentru descărcătoarele care se montează între conductoarele de fază (F) şi conductorul de nul (N) ale reţelei electrice sau între conductorul de nul (N) şi pământ (PE);

- Uc 1,1 Un = Us, pentru descărcătoarele care se montează între fazele reţelei.

23

1 LJ - I 85 -03 - -

Ţinându-se seamă de cele precizate, se pot avea în vedere următoarele valori minimale pentru tensiunea de funcţioanare continuă a descărcătoarelor (Uc) utilizate pentru protecţia instalaţiilor de distribuţie din reţelele electrice cu tensiunea nominală de 400 V: - Uc = 254 V, pentru descărcătoarele care se montează între conductoarele de fază (F) şi conductorul de nul (N) ale reţelei electrice sau între conductorul de nul (N) şi pământ (PE);

- Uc = 440 V, pentru descărcătoarele care se montează între fazele reţelei.

6.22.- Nivelul de protecţie (Up) la supratensiuni de trăsnet este determinat de cea mai mare dintre următoarele valori

- tensiunea de amorsare 100% la impuls de tensiune de trăsnet (1,2/50 s);- tensiunea reziduală la curentul maxim de descărcare.

6.23.- 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. Pentru instalaţiile electrice de joasă tensiune, la amplasarea descărcătoarelor cu rezistenţă variabilă din condiţii de supratensiuni de trăsnet, trebuie să se asigure o marjă de siguranţă de 40 %, ceea ce înseamnă că trebuie să se respecte la bornele fiecărui echipament următoarea condiţie amplitudinea maximă a supratensiunilor de trăsnet de la bornele acestuia, multiplicată cu factorul de siguranţă a = 1,4 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 (1,2/50s).

6.24.- Capacitatea de descărcare a energiei a unui descărcător cu rezistentă variabilă pe bază de oxizi metalici este definită de curentul nominal de descărcăre ( In) şi de curentul maxim de descărcăre (Imax).

Pentru protecţia împotriva supratensiunilor de trăsnet a părţii de joasă tensiune a posturilor de transformare, a liniilor electrice de distribuţie de joasă tensiune şi a tabloului de joasă tensiune al furnizorului se recomandă să se utilizeze descărcătoare având In = 5 kA şi Imax = 25 kA. În zonele cu keraunicitate ridicată sau în situaţiile în care se estimează că instalaţiile respective sunt solicitate deseori la supratensiuni de trăsnet se recomandă să se utilizeze descărcătoare având In = 10 kA şi Imax = 40 kA.

Atunci când un descărcător este utilizat pentru protejarea unui echipament care înmagazinează energie, ca de exemplu baterii de condensatoare, cabluri, inductanţe din cadrul filtrelor etc., pentru determinarea capacităţii de descărcare a energiei de către descărcător se va considera energia înmagazinată în echipamentul respectiv.

6.25.- Capacităţii de descărcare a energiei de către descărcătoare poate fi crescută prin conectarea în paralel a unor descărcătoare cu caracteristici tensiune-curent identice.

6.26.- Pentru creşterea eficienţei protecţiei prin descărcătoare a instalaţiilor de joasă tensiune se poate avea în vedere şi conceptul de coordonare a descărcătoarelor.

Acest concept constă în utilizarea de descărcătoare cu caracteristici diferite, dar coordonate între ele, primul descărcător, în sensul de parcurgere a undei de supratensiune, având cea mai mare capabilitate de descărcare a energiei şi cel mai mic nivel de protecţie Up, al doilea descărcător având o capabilitate de descărcare a energiei mai redusă şi un nivel de protecţie Up mai ridicat decât primul descărcător, al treilea descărcător având o capabilitate de descărcare a energiei mai redusă şi un nivel de protecţie Up mai ridicat decât al doilea, şi aşa mai departe.

24

1 LJ - I 85 -03 - -

În anexa D se prezintă orientativ o serie de caracteristici tehnice pentru descărcătoare cu rezistenţă variabilă ce pot fi utilizate în reţele de joasă tensiune.

7.- RECOMANDĂRI PRIVIND PRIZELE DE PĂMÂNT

Eficacitatea dispozitivelor de protecţie împotriva supratensiunilor depinde în mare măsură de rezistenţa prizei de legare la pământ şi de legătura la această priză. Din această cauză este necesar să se respecte următoarele:

7.1.- Se vor instala prize artificiale pentru legarea repetată la pământ a conductorului de nul.

Pentru mărirea eficacităţii descărcătoarelor se va urmări ca la locul de montare să se realizeze legătura galvanică dintre priza de pământ a descărcătorului şi conductorul de nul al reţelei.

7.2.- Legătura dintre dispozitivele de protecţie împotriva supratensiunilor şi priza de pământ trebuie să se realizeze pe calea cea mai scurtă.

7.3.- La reţelele construite pe stâlpi de lemn, în cazul în care conductoarele de legare la pământ se folosesc atât pentru legarea la pământ a dispozitivelor de protecţie împotriva supratensiunilor, cât şi pentru legarea la pământ a nulului, acestea vor avea cel puţin dimensiunile indicate în tabelul 7.1 (conform STAS 12604/5-90).

În cazul în care conductoarele de legare la pământ se folosesc numai pentru legarea la pământ a dispozitivelor de protecţie împotriva supratensiunilor, acestea vor avea cel puţin dimensiunile indicate în tabelul 7.2 (conform STAS 12604/5-90).

Tabelul 7.1.

ConductorulMontat aparent Montat îngropat

Secţiunea Grosimea Secţiunea Grosimeamm2 mm mm2 mm

Oţel rotund, bandă sau profile din OL 100 3 100 4Cablu din oţel zincat 95 - - -Cablu rotund din cupru unifilar sau multifilar 16 - 25 -Funie de aluminiu sau OL-AL 35 - 70 -

Tabelul 7.2.

ConductorulMontat aparent Montat îngropat

Secţiunea Grosimea Secţiunea Grosimeamm2 mm mm2 mm

Oţel rotund, bandă sau profile din OL 50 3 50 4Cablu din oţel zincat 50 - - -Cablu rotund din cupru unifilar sau multifilar 16 - 25 -Funie de aluminiu sau OL-AL 25 - 50 -

7.4.- La reţelele construite pe stâlpi metalici sau de beton armat, pentru legătura dintre descărcătoare şi priza de pământ se poate folosi masa metalică a stâlpilor legată la conductorul de nul. În consecinţă, se vor asigura legăturile galvanice necesare la armătura stâlpilor de beton armat, iar dispozitivele de protecţie se vor lega la conductorul de nul.

25

1 LJ - I 85 -03 - -

7.5.- Ori de câte ori este posibil, se va racorda conductorul de legare la pământ cu canalizarea de apă, dacă conductele sunt metalice şi continue.

7.6.- Rezistenţa de dispersie a prizei de pământ a descărcătoarelor trebuie să fie cât mai coborâta. Sunt admise valori maxime de 15 .

7.7.- În cazul în care se folosesc prize naturale pentru legarea la pământ, cum ar fi canalizările de apă, armâturile (robinete, contorul de apă) trebuie şuntate printr-un conductor având secţiunea indicată în tabelul 7.2.

7.8.- Inductanţa legăturii la pământ a descărctorului poate fi redusă prin utilizarea mai multor conductoare în paralel în locul unui conductor singular.

7.9.- Se va urmări ca în timpul efectuării montajului în reţelele de distribuţie şi instalaţiile interioare să nu se reducă rezistenţa de izolaţie a diferitelor părţi componente din instalaţie şi să nu se reducă distanţele de izolaţie.

8.- REGULI PENTRU ÎNCERCAREA IZOLAŢIEI DE JOASĂ TENSIUNECU TENSIUNE DE IMPULS

8.1.- Încercările cu tensiune de impuls sunt încercări de tip, care sunt obligatorii pentru produsele noi.

Periodicitatea probelor de tip este reglementată de standardul de produs, norma internă sau prin prevederile legale privind calitatea produselor.

8.2.- Se va încerca izolaţia între faze, izolaţia fază-pământ şi se vor verifica distanţele de separare (izolare) ale aparatelor de întrerupere.

Încercările se pot executa cu undă de impuls de polaritate pozitivă sau negativă.Obiectul de încercat se va supune la zece impulsuri de formă standardizată. Se

consideră că obiectul a suportat încercarea dacă nu s-a produs nici o descărcare disruptivă în izolaţia neautogeneratoare şi dacă a apărut cel mult o descărcare disruptivă în izolaţia autogeneratoare a echipamentului încercat.

26

1 LJ - I 85 -03 - -

ANEXA A DETALIU DE MONTARE A CONTOARELOR ELECTRICE

TRIFAZATE ÎN P.T. AERIENE

Note: 1.- Se va asigura o distanţă minimă de izolare între oricare parte a contorului şi părţile metalice ale T.G. de minimum 20 mm 2.- Borna de legare la pământ a carcasei contorului se va lega prin conductor izolat la nulul reţelei de joasă tensiune. 3.- Capacul de pe placa de borne a contorului nu se va monta, lăsându-se în interiorul T.G. pentru a se putea verifica direct la bornele contorului prezenţa tensiunii pe toate fazele.

SCHEMA ELECTRICĂ DE LEGARE A CONTOARELORELECTRICE DE ENERGIE ACTIVĂ ÎN P.T. AERIENE

Legăturile I şi II vor fi legături cu conductoare distincte, fiind categoric interzis a se crea un conductor comun pentru cele două legături.

Legătura I - asigură legarea la pământ prin PE al carcasei contorului.

Legătura II este legătura din circuitul de măsurare a contorului trifazat.

Notă: - Nulul reţelei de joasă tensiune este izolat faţă de cutia de distribuţie (T.G.) a P.T.

BUCŞĂ DE PERTINAX PENTRU MONTAREA CONTOARELORPE SUPORT IZOLANT

27

a Cornier sudat pe TG al PTAb Piuliţă metalicăc Şaibă metalicăd Borna de legare la pământ a carcasei contorului la priza de exploatare, prin conductorul de nul al reţelei de joasă tensiunee Bucşă electroizolantă din cauciuc fără negru de fum ( 20)f Şurub din material plastic electroizolant PASg Conductor Cu 6 mm2 cu izolaţie de PVCh Placă de borne

II

1 LJ - I 85 -03 - -

ANEXA B .- LUNGIMILE CABLURILOR DE M.T. CARE ASIGURĂ AUTOPROTEJAREAPrevederi din normativul NTE 001/03/00/2003

În conformitate cu pct.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 B.1.

Tabelul B.1.- Lungimea minimă a cablului de medie tensiune care asigură autoprotecţia cablului în schema linie electrică aeriană - cablu - transformator.

Raportul dintre impedanţa caracteristică

a LEA şi a cablului

Lungimea cablului (m), care asigură autoprotecţia în cazul în care raportul dintre tensiunea de 50%

conturnări a izolaţiei liniei şi tensiunea nominală de ţinere a cablului este

1 1,2 1,4102040

1000 450 250

1100 600 300

1300 760 350

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 pot face interpolări.

În conformitate cu pct.7.2.9, în posturile de transformare, la care lungimea cablului de medie tensiune este mai mică decât lungimile prezentate în tabelul B.1 protecţia pe partea de medie tensiunne 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.

28

1 LJ - I 85 -03 - -

ANEXA C

DISTANŢA DE PROTECŢIE A UNUI DESCĂRCĂTOR CU REZISTENŢA VARIABILĂ

Distanţa maximă pe calea de curent în care un descărcător asigură protecţia unui echipament se poate determina orientativ cu relaţia:

l = (Uiz - Urez) * K / 2a

unde: Uiz este tensiunea de ţinere la impuls de trăsnet a izolaţiei la 2-3 s, în kVmax; Urez - tensiunea iziduală la curent nominal de descărcare, în kVmax; a - panta undei de supratensiune, în kVmax /m; K - coeficient care ţine seama de influenţa parametrilor schemei; valorile coeficientului K sunt indicate în tabelul C.1.

De obicei, tensiunea de ţinere la impuls de trăsnet a izolaţiei pentru timpi de 2-3 s este indicată de furnizor. În cazul în care nu se dispune de aceste date, se poate utiliza valoarea tensiunii de 50 % conturnări la impuls de trăsnet standardizat (1,2/50 s).

Valoarea pantei undei se determină cu relaţia:

a = S/c,

unde: S este panta undei de supratensiune, exprimată în kV/s; în general se consideră S=10 kV/s; c - vitreza de propagare a undei (300 m/s pentru LEA şi 150 m/s pentru cabluri).

Tabelul C.1.Nr.crt.

Schema instalaţiei Valoare K

1. Linie fără branşamente, zona A 12. Linie fără branşamente, zonele B şi C 1,251. Linie fără branşamente, zona D 1,8

Exemplu de calcul:S = 10 kV/s c = 300 m/s pentru LEA a = S/c = 0,0333 kV/m

Uiz = 20 kVUrez = 2,5 kV K = 1 l = (Uiz - Urez) * K / 2a = 262,5 m

Uiz = 20 kVUrez = 2,5 kV K = 1,8 l = (Uiz - Urez) * K / 2a = 472,5 m

29

1 LJ - I 85 -03 - -

ANEXA D - PRINCIPALELE CARACTERISTICI ELECTRICE ALEDESCĂRCĂTOARELOR CU REZISTENŢĂ VARIABILĂ

D.1.- Principalele caracteristici electrice ale descărcătoarelor cu rezistenţa neliniară pe bază de carbură de siliciu sunt următoarele

a.- Tensiunea nominală a descărcătorului (UN), exprimată în kVef.Tensiunea nominală a descărcătorului reprezintă, la majoritatea firmelor constructoare,

tensiunea maximă admisibilă pe descărcător, respectiv tensiunea de stingere a descărcătorului.

b.- Tensiunea maximă admisibilă pe descărcător (Umax) sau tensiunea de stingere, exprimată în kVef . Această tensiune, definită prin valoarea efectivă a tensiunii pe descărcător, la care se stinge arcul 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 (Uef), în kVef .

d.- Tensiunea de amorsare 100% la impuls de tensiune de trăsnet (1,2/50 s), exprimată în kVmax .

e.-Tensiunea de amorsare pe frontul undelor de impuls de trăsnet, în kVmax .

f.- Tensiunea de amorsare la impuls de tensiune de comutaţie, exprimată în kVmax .

g.- Tensiunea reziduală, exprimată în kVmax . Fabricile constructoare obişnuiesc să indice tensiunea reziduală a descărcătoarelor la curenţii de 0,125, 0,25, 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 kVmax, este tensiunea reziduală dată la curentul de impuls nominal.

i.- Curentul nominal de descărcare, exprimată în kA.

Descărcătoarele clasice cu rezistenţele neliniare pe bază de carbură de siliciu au fost scoase din fabricaţie, acestea fiind înlocuinte cu descărcătoare fără eclatoare şi cu rezistenţele neliniare pe bază de oxizi metalici.

30

1 LJ - I 85 -03 - -

D.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 600 C şi a fost supus unei injecţii mari de energie, conform standardelor.

b.- Tensiunea maximă de funcţionare continuă (Uc) este tensiunea eficace de frecvenţă industrială permisă, ce poate fi aplicată continuu, pe durată nelimitată, descărcătorului.

c.- Tensiunea reziduală (Urez) este valoarea de vârf a tensiunii, ce apare între terminalele unui descărcător la trecerea unui impuls de curent. Aceasta depinde de amplitudinea şi forma impulsului (de comutaţie sau trăsnet).

d.- Nivelul de protecţie (Up) este un parametru de referinţă ce caracterizează performanţa descărcătorului de a limita tensiunile aplicate între terminalele sale. Nivelul de protecţie al unui descărcător este declarat şi garantat de fabricant.

e.- Capacitatea de absorbţie/disipare 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 o durată specificată. Aceasta constituie o mărime care defineşte clasa descărcătorului.

f.- Curentul nominal de descărcare (In), exprimat în kA, reprezintă un parametru de referinţă utilizat pentru clasificarea descărcătoarelor din punct de vedere al testării acestora şi este definit ca valoarea de vârf a curentului ce trece prin descărcător având forma de undă de 8/20 s.

g.- Curentul maxim de descărcare (Imax), exprimat în kA, reprezintă un parametru de referinţă utilizat în testele de funcţionare pentru a se proba corecta funcţionare a descărcătorului şi stabilitatea termică a acestuia. Curentul maxim de descărcăre al unui descărcător este declarat şi garantat de fabricant.

h.- Curentul de funcţionare continuă (Ic), exprimat în mA, este curentul care trece prin descărcător atunci când descărcătorul este supus la tensiunea de funcţionare continuă (Uc), exprimat în mA.

i.- Disconector este un aparat pentru deconectarea unui descărcător de la reţeaua electrică în cazul în care descărcătorul se defectează sau sunt depăşite anumite caracteristice ale acestuia. Acesta este utilizat pentru a se preveni un defect persistent în reţeaua electrică şi pentru a se da o indicaţie vizibilă asupra descărcătoarelor defecte.

31

1 LJ - I 85 -03 - -

D.3.- Condiţii tehnice orientative pentru descărcătoare de joasă tensiunecu rezistenţă variabilă pe bază de oxizi metalici

Nr.crt.

Caracteristici descărcător Unităţi de măsură

Valori

1. Tensiunea nominală a reţelei (Un) V 400

2. Frecvenţa nominală Hz 50

3. Tensiunea nominală (UN) pentru descărcătoare montate între: - F şi N sau între N şi PE - F şi F

V 230400

4. Tensiunea de funcţionare continuă (Uc) pentru descărcătoare montate între: - F şi N sau între N şi PE - F şi F

V

254 440

5. Curentul nominal de descărcare (undă de 8/20 s)

kA 10 5 2,5 1,5

6. Curentul maxim de descărcare (Imax)(undă de 8/20 s)

kA 40 25 15 10

7. Tensiunea reziduală (Urez) la curent nominal kV 2,0 3,0 UN

2,3 4,0 UN

3,0 5,0 UN

3,5 5,5 UN

8. Nivelul/Tensiunea de protecţie (Up) kV 3,0 4,5 UN

3,5 6,0 UN

4,5 7,5 UN

5,2 8,0 UN

9. Temperatura mediului ambiant: - exterior/ interior 0C -30 +40 / - 5 +40

10. Radiaţia solară max. (montare în exterior) kW/m2 1,1

11. Umiditatea maximă relativă a aerului % 90 /100

12. Capabilitatea de descărcare a energiei kJ/kVUn Da

13. Dispozitiv de deconectare Da/Nu

Notă: - Condiţiile tehnice din tabel vor fi adaptate condiţiilor de exploatare specifice locului de montare în reţea.

32

A2_07_1 LJ - I 85 - 03 - Coordonarea Izolatiei in Instalatii JT

Documents

Transcript of A2_07_1 LJ - I 85 - 03 - Coordonarea Izolatiei in Instalatii JT