Рекомендации EN IEC 60099 по молниеотводам

Стандарт «EN IEC 60099 Рекомендации по молниеотводам», разработанный Международной электротехнической комиссией (IEC) и впоследствии опубликованный в качестве европейского стандарта в рамках усилий по гармонизации, состоит из следующих подразделов, опубликованных под тем же названием:

• Стандарт «EN IEC 60099-1 Часть 1: Нелинейные резистивные интервальные устройства защиты от перенапряжений для систем переменного тока» описывает требования и методы испытаний для конкретного типа устройств защиты от перенапряжений (молниезащиты), используемых в системах переменного тока (AC). По сути, этот стандарт применяется к устройствам защиты от перенапряжений, состоящим из одного или нескольких нелинейных резисторов (обычно на основе карбида кремния в более старых конструкциях), соединенных последовательно с одним или несколькими искровыми разрядниками (интервальная конструкция). Эти устройства защищают электрооборудование от перенапряжений, вызванных молнией или импульсными перенапряжениями при перенапряжении.

Данный стандарт упразднен. Он был в значительной степени заменен современными стандартами для бесщелевых металлооксидных устройств защиты от перенапряжения (в основном это рассматривается в стандарте EN IEC 60099-4, в котором используются варисторы из оксида цинка без искрового зазора, и который в настоящее время является действующим и доминирующим стандартом для большинства высоковольтных устройств защиты от перенапряжения).

Современные устройства защиты от перенапряжения (особенно среднего и высокого напряжения) практически полностью изготовлены из бесщелевого оксида металла и протестированы в соответствии со стандартом EN IEC 60099-4. Стандарт EN IEC 60099-1 остается в силе только для более старых устройств защиты от перенапряжения или в справочных целях.

• Стандарт «EN IEC 60099-2 Часть 2: Молниеотводы распылительного типа» применяется к молниеотводам распылительного типа (распылительным разрядникам). Это особый класс устройств защиты от перенапряжений, состоящих из одного или нескольких искровых разрядников, соединенных последовательно с дуговой камерой (обычно содержащей волокно или газообразующие материалы). При возникновении перенапряжения искровые разрядники перескакивают, и образующаяся дуга выталкивает горячие газы, гася ток и прерывая последующий ток в распределительных системах. В основном они использовались для защиты воздушных линий электропередачи среднего напряжения и оборудования от ударов молнии.

Тип резистора: Вентилируемый (с газовым охлаждением). Отличается от прерывистых нелинейных резисторов (стандарт EN IEC 60099-1) или современных резисторов с непрерывным оксидным слоем металла (стандарт EN IEC 60099-4).

Этот стандарт был отменен и больше не используется для новых разработок. Разрядники дренажного типа в значительной степени устарели и были заменены более надежными, не требующими технического обслуживания, непрерывными разрядниками на основе оксидов металлов.

• Стандарт «EN IEC 60099-4 Часть 4: Бесщелевые металлооксидные устройства защиты от перенапряжений для систем переменного тока» применяется к нелинейным металлооксидным резистивным устройствам защиты от перенапряжений без искрового зазора, предназначенным для ограничения колебаний напряжения в цепях переменного тока с максимальным системным напряжением не менее 1 кВ. Этот стандарт охватывает требования, классификацию, значения, испытания (типовые/конструкционные, плановые, приемочные) и критерии производительности для этих современных устройств защиты от перенапряжений, используемых для защиты оборудования от молнии и коммутационных перенапряжений в распределительных, передающих и подстанционных сетях.

В последней версии этого стандарта старая система классификации линейных разрядов заменена новой классификацией обработки энергии/заряда, основанной на:

• Скорость многократного переноса заряда
• Уровень тепловой энергии
• Степень переноса теплового заряда

Это лучше отражает реальные нагрузки на варисторы из оксидов металлов.

Данный стандарт был гармонизирован в рамках соответствующих директив ЕС (например, директивы по низковольтному оборудованию в части применимых к ней аспектов) и является основным эталонным стандартом в Европе для бесшумных металлооксидных устройств защиты от перенапряжения.

Практически все новые устройства защиты от перенапряжения, производимые и устанавливаемые по всему миру (особенно те, которые рассчитаны на напряжение не менее 1 кВ), соответствуют стандарту EN IEC 60099-4.

• Стандарт «EN IEC 60099-5 Часть 5: Рекомендации по выбору и применению» содержит информативные указания, рекомендации и справочную информацию (не являющуюся обязательными требованиями) по выбору, применению, установке и координации устройств защиты от перенапряжений в трехфазных системах переменного тока с номинальным напряжением выше 1 кВ. Данный стандарт охватывает:
• Бесшовные металлооксидные сетевые фильтры, соответствующие стандарту EN IEC 60099-4.
• Устройства защиты от перенапряжения с последовательным и параллельным подключением, рассчитанные на максимальное номинальное напряжение 52 кВ, в соответствии со стандартом EN IEC 60099-6.
• Внешние устройства защиты от перенапряжения на основе металлооксидных конденсаторов с последовательным зазором для воздушных линий электропередачи, соответствующие стандарту EN IEC 60099-8.

Основные тематические разделы следующие:

• Системные перенапряжения (молния, коммутационные перенапряжения, переходные перенапряжения)
• Выбор номинального напряжения защиты: непрерывный рабочий ток, номинальное напряжение, максимальное рабочее напряжение (MCOV), уровни защиты.
• Управление энергопотреблением и тепловые аспекты (включая формулы для расчета требований к передаче энергии/заряда в соответствии со стандартом классификации EN IEC 60099-4)
• Трансмиссионная способность по перенапряжению
• Координация с изоляцией оборудования
• Аспекты монтажа (сборка, загрязнение, высота, механические нагрузки)
• Примеры применения: распределительные сети, линии электропередачи, подстанции и линейные ограничители перенапряжения.
• Оценка рисков при сохранении режимов отказов и зон защиты.

Данный стандарт носит исключительно рекомендательный характер, но на него широко ссылаются в технических условиях, тендерах и инженерной практике по всей Европе и миру.

• Стандарт «EN IEC 60099-6 Часть 6: Устройства защиты от перенапряжения с последовательным и параллельным расположением выводов — Системное напряжение до 52 кВ» описывает требования и процедуры испытаний для нелинейных резисторных устройств защиты от перенапряжения на основе оксидов металлов с искровым разрядом (как с последовательным, так и с параллельным расположением выводов), предназначенных для ограничения колебаний напряжения в цепях переменного тока с максимальным системным напряжением не менее 1 кВ и до 52 кВ.

Данный стандарт охватывает в основном распределительные устройства защиты от перенапряжений на основе металлооксидных конденсаторов с полостью, размещенные в фарфоровых или полимерных корпусах. Такие конструкции используются для защиты оборудования от молнии и коммутационных перенапряжений в распределительных сетях среднего напряжения и обладают преимуществами в определенных областях применения, такими как улучшенная устойчивость к переходным импульсным перенапряжениям или обработка энергии, по сравнению с устройствами без полостей.

Классификация основана на следующих критериях:

• Скорость многократного переноса заряда
• Уровень тепловой энергии
• Степень переноса теплового заряда
• Стандарт «EN IEC 60099-8 Часть 8: Внешние последовательные интервальные металлооксидные разрядники (EGLA) для воздушных линий» описывает требования и процедуры испытаний для внешних интервальных линейных разрядников (EGLA). Это металлооксидные разрядники, состоящие из следующих компонентов:
• Варисторный блок, последовательно соединенный с другими элементами, изготовлен из нелинейных металлооксидных резисторов, заключенных в полимерный или фарфоровый корпус.
• В нормальных условиях внешний последовательный воздушный зазор (искровой зазор) изолирует последовательно включенный варисторный блок от сети.

Внешние разрядники с разделительным расстоянием устанавливаются параллельно изоляторам на воздушных линиях электропередачи и распределения (системы переменного тока напряжением более 1 кВ) для защиты изоляторов только от перенапряжений, вызванных молнией. Внешнее расстояние рассчитано на выдерживание коммутационных и переходных перенапряжений и обеспечивает срабатывание защитного устройства преимущественно при перенапряжениях, вызванных молнией (высокая крутизна, короткая длительность). Они не предназначены для защиты от коммутационных перенапряжений или для работы на подстанциях.

Основные особенности и отличия от других защитных средств заключаются в следующем:

• В отличие от устройств защиты подстанций/распределительных сетей без зазора (EN IEC 60099-4), внешний зазор продлевает срок службы и снижает ток утечки, предотвращая постоянное напряжение на резисторах MO.
• Конструкция ориентирована на способность выдерживать разряды молнии за счет многократной передачи нагрузки, обработки энергии и испытаний на координацию искрообразования в полости.
• Стандарт «EN IEC 60099-9 Часть 9: Ограничители перенапряжений для высоковольтных преобразовательных станций постоянного тока» применяется к нелинейным резисторным ограничителям перенапряжений на основе оксида металла без искрового разрядника, специально разработанным для ограничения перенапряжений в высоковольтных преобразовательных станциях постоянного тока. Данный стандарт охватывает:
• Двухполюсные, многополюсные и последовательно соединенные высоковольтные системы постоянного тока с рабочим напряжением до ±1100 кВ.
• Металлические держатели с фарфоровым, полимерным и газоизолированным корпусом, используемые в шинах постоянного тока, держателях линий/кабелей постоянного тока или цепях фильтров переменного тока.
• Держатели, подвергающиеся воздействию постоянного напряжения, включая перестановку полюсов (даже нечастую).

Из области применения данного стандарта исключены держатели преобразователей напряжения. Держатели на стороне переменного тока преобразовательной станции тестируются в соответствии со стандартом EN IEC 60099-4. Держатели в фильтрах переменного тока соответствуют этому стандарту в связи с наличием гармонических напряжений.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию в соответствии со стандартом «EN IEC 60099 Рекомендации по молниеотводам».