Грозозащита представляет собой комплекс технических решений и устройств, предназначенных для защиты зданий, инженерных сооружений и электрооборудования от разрушительных последствий грозовых разрядов. Её основная задача — предотвратить повреждения, вызванные прямыми ударами молнии и вторичными эффектами атмосферных перенапряжений.
Опасность грозовых разрядов
При ударе молнии происходит электрический пробой, в результате которого в материале образуются каналы с током огромной силы. Это может привести к механическому разрушению объекта, возгоранию, а также к возникновению опасных разностей потенциалов между отдельными элементами внутри сооружения. Внутренние разряды становятся причиной поражения людей электрическим током и возникновения пожаров.
Волны атмосферного перенапряжения с высокой амплитудой распространяются по всем электрическим сетям, что может спровоцировать разряд с электрооборудования на землю. Прямые попадания молнии в высоковольтные линии электропередачи под действием рабочего напряжения часто переходят в устойчивую электрическую дугу, приводящую к коротким замыканиям и аварийному отключению целых участков сети.
Методы и средства грозозащиты
Для защиты небольших жилых зданий традиционно применяются молниеотводы и грозоотводы. Чтобы минимизировать риск возникновения искр внутри помещений, все металлические элементы и электрооборудование должны быть объединены в единую систему и соединены с молниеприёмниками. Для этого организуются несколько токоотводов с независимыми заземляющими устройствами, сопротивление каждого из которых не должно превышать 10 Ом.
На воздушных линиях электропередачи для защиты вентильных разрядников и самих проводов используются специальные защитные тросы. Это многопроволочные заземлённые провода, подвешенные над токоведущими частями на опорах. Их защитное действие основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземлённые металлические объекты. Например, линии на 220 кВ обладают расчётным защитным уровнем до 200 кА и считаются грозоупорными, а линии на 400 кВ — до 250 кА.
Защита электроустановок
Для предотвращения последствий грозовых перенапряжений в электроэнергетике применяется целый арсенал средств: молниеотводы, защитные тросы, разрядники, а также специальные трансформаторы и импедансные устройства (импидоры). От опасных токов во время грозы электроустановки могут защищаться предохранительными плавкими вставками. Низковольтные сети дополнительно защищаются автоматическими выключателями максимального тока, а высоковольтные — с помощью релейной защиты, управляющей масляными или газовыми выключателями. Для ограничения токов короткого замыкания, достигающих десятков тысяч ампер, на электростанциях и подстанциях устанавливаются реакторы.
Системы блокировки
Важным элементом грозозащиты является защитная блокировка электроустановок с помощью механических или электромагнитных замков. Механические системы требуют ручного управления: оператор должен оттянуть защёлку, включить разъединитель, а затем запереть замки. В электромагнитных системах блокировочный ключ автоматически фиксирует контакты при включении, поскольку ток, проходящий по обмотке ключа, создаёт магнитное поле, которое притягивает защёлку и разблокирует замок разъединителя.
