MỤC LỤC Chương I Đặc điểm kỹ thuật Trang I Giới thiệu chung II Đặc tính cấu tạo chống sét III Nguyên lý làm việc IV Chống sét điện áp cao nhiều phần tử V Nguyên lý làm việc đếm sét Chương II Vận chuyển, lắp đặt chống sét I Vận chuyển chống sét II Tiếp nhận bảo quản chống sét III Lắp đặt máy chống sét Chương III Vận hành, bảo dưỡng chống sét I Kiểm tra chống sét trước đưa vào vận hành II Kiểm tra chống sét vận hành III Các cảnh báo an toàn vận hành chống sét IV Bảo dưỡng chống sét V Thí nghiệm chống sét Page of 22 Trang 14 Trang 21 Chương I – ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT I Giới thiệu chung Giới thiệu: Chống sét điện cao áp kiểu loại 3EP4 (3EP4 192-2PE32-1CA1 dùng cho lưới 220kV 3EP4 098-2PE31-1CA1 dùng cho lưới 110kV) thiết bị điện áp cao hãng SIEMENS sản xuất theo tiêu chuẩn VDEB0675, IEC 60099-4, ANSI C62.111999 phù hợp lắp đặt vận hành độ cao 1000 m so với mặt nước biển với dải tần số từ 48Hz đến 62 Hz Có chức bảo vệ thiết bị điện không bị ảnh hưởng dòng điện xung lưới cao áp điện áp khí nội gây Tùy thuộc việc sử dụng chống sét loại 3EP4 vào cấp điện áp khác mà chống sét cấu tạo cách ghép hay phần tử có vòng bình qn điện áp (Xem hình vẽ minh họa dưới) Hình 1: Chống sét van kiểu 3EP4 Page of 22 Giới thiệu cách ghi nhãn mácchống sét Hình 2: Mác chống sét van loại 3EP4 Ghi chú: 1- Kiểu loại 3E (số order) 2- Ur: Điện áp định mức 3- Uc: Điện áp làm việc liên tục 4- In: Dòng điện phóng bình thường 5- LD – CL Lớp phóng điện 6- PR – CL: Lớp giải thoát áp lực 7- Dat: Năm sản xuất 8- S/N: Số sê ri 9- Số lượng phần tử chống sét thông tin bổ xung II Đặc tính cấu tạo chống sét Page of 22 Đặc điểm cấu tạo chống sét: Chống sét cấu tạo gồm phần tử hay nhiều phần tử (tầng) chống sét (bộ phận tác động) ghép nối tiếp chồng lên Số lượng phần tử phụ thuộc vào cấp điện áp vận hành chống sét Mỗi phận tác động chế tạo buồng sứ (1) cách điện hình ống trụ kín có độ bền điện cao, có chứa điện trở oxit kim loại phi tuyến (6), điện trở xếp chồng lên nhau, nhờ lò xo ép (5) phía điện trở ép chặt với Trên tầng điện trở oxit kim loại có vách ngăn an tồn (4) đảm bảo độ kín ổn định, ngăn chống sét khơng bị tải Vỏ sứ cách điện (1) làm gốm có độ bền cao, độ cách điện cao, chịu tác động mơi trường thường có màu nâu mầu sẫm Hai đầu buồng sứ gắn mặt bích đế làm kim loại, có lỗ bắt bu lơng để ghép nối với tầng sứ khác đáp ứng cấp điện áp khác Các đế kim loại có gắn kèm vòi thổi khí ga (2) làm hợp kim có độ bến cao Đầu cốt cao áp tầng chế tạo đồng hợp kim nhơm, hình dẹt có kích thước 100x114 mm, có lỗ Ø14 cho Bu lơng M12 Nếu dạng ti tròn hình trụ có đường kính Ø30 mm dài 80 mm Cấu tạo chống sét van (xem hình vẽ 3) Ghi chú: 1- Trụ sứ cách điện 2- Vòi thổi khí ga 3- Gioăng 4- Màng ngăn an tồn 5- Lò xo ép Page of 22 6- Các điện trở oxit kim loại 7- Đầu nối đất 8- Đầu cốt cao áp (Xem hình 4,5) Hình 3: Cấu tạo chống sét van Kích thước, cấu tạo hình dáng bên ngồi chống sét (xem hình 1, 4) Số lượng phần tủ ghép chồng Loại phần tử Số lượng phận cấu thành 01 – phần tử chống sét 01 – đầu cốt cao áp 01 – đầu nối đất 01 – Nắp đỉnh chống sét với Bu lơng cố định 02 – vòi xả áp lực hồ quang màng ngăn Page of 22 01 – Đĩa dẫn hướng màng ngăn 02 – phần tử chống sét 01 – đầu cốt cao áp 01 – đầu nối đất Loại hai phần tử 01 – Nắp đỉnh chống sét với Bu lông cố định 04 – vòi xả áp lực hồ quang màng ngăn 02 – Đĩa dẫn hướng màng ngăn 03 – Bu lông ghép nối tầng phần tử 01 – Vòng bình qn điện áp Đầu cốt cao áp 11 Đế chống sét Sứ cách điện Mặt trụ đỡ chống sét 10 Bu lông M16 liên kết chống sét với trụ đỡ 2920 mm Hình 4: Kích thước hình dáng chống sét van kiểu 3EP4 loại phần tử (chống sét Page of 22 van 220kV trạm 500kV Sơn la) Ghi chú: 1- Trụ sứ cách điện 2- Vòi xả áp lực 7- Đầu nối đất 8- Đầu cốt cao áp 9- Vòng bình quân điện áp 10- sứ đỡ cách điện cho Bu lông M16 11- Tấm đáy đỡ vách ngăn an tồn Ngồi chống sét có phụ kiện lắp đặt kèm theo như: - Bộ đếm sét đồng hồ đo dòng dò - Cáp nối đất, phụ kiện nối đất Đầu cốt cao áp Hình 5: Kích thước hình dáng chống sét van kiểu 3EP4 loại phần tử (chống sét van 110kV trạm 500kV Sơn la) 1315 mm 10 Đế chống sét 11 Bu lông M16 liên kết chống sét với trụ đỡ Sứ cách điện Mặt trụ đỡ chống sét Page of 22 Ghi chú: 1- Trụ sứ cách điện 2- Vòi xả áp lực 7- Đầu nối đất 8- Đầu cốt cao áp 10- sứ đỡ cách điện cho Bu lông M16 11- Tấm đáy đỡ vách ngăn an tồn Ngồi chống sét có phụ kiện lắp đặt kèm theo như: - Bộ đếm sét đồng hồ đo dòng dò - Cáp nối đất, phụ kiện nối đất III Nguyên lý làm việc Các điện trở oxits kim loại (6) điện trở có đặc tính phi tuyến cao nhạy Trong trạng thái bình thường, giá trị điện trở chống sét đạt vài trăm meega ôm dòng điện dò qua nhỏ Khi có sét đánh vào điện áp nội bộ, xuất điện áp xung có giá trị lớn đặt lên chống sét, giá trị điện trở phi tuyến giảm xuống tới vài ơm, dòng phóng, dễ dàng qua chống sét truyền xuống đất, làm cho giá trị điện áp giảm xuống tới giá trị mức điện áp hãm (điện áp dư) Dòng phóng qua chống sét có giá trị lên đến kA – với điện áp nội có giá trị lên đến 20kA – với điện áp khí quển Mỗi phần tử chống sét van điền đầy màng chất an toàn (4) có vấu (vòi khí ga) đối Trong trường hợp danh định nếu, chống sét bị dòng, lúc màng ngăn mở áp lực phù hợp (tới 20% áp lực nén điện trở phi tuyến buồng sứ), lúc vòi thổi khí ga (2) nhanh chóng cho tia lửa phun theo hướng phía vòi đối diện Bởi hồ quang điện bị đưa buồng sứ, không làm hư hại phần tử bên chống sét Page of 22 IV Chống sét điện áp cao nhiều phần tử Nguyên lý ghép tầng Với chống sét điện áp thấp, chống sét thường chế tạo gồm phần tử (tầng) Với chống sét van điện áp cao ≥ 110kV, nhà sản xuất thường chế tạo chống sét gồm nhiều phần tử giống ghép nối tiếp chồng lên Trạm 500kV Sơn La sử dụng chống sét van 110kV loại phần tử (kiểu loại 3EP4 098 -2PE31-1CA1), Chống sét van 220kV loại phần tử (kiểu loại 3EP4 192-2PE321CA1) Để điện áp phân bổ phần tử (tỷ lệ thuận với cấp điện áp phần tử nhà chế tạo), đầu chống sét van phải gắn vòng bình qn điện áp, chế tạo kim loại Đối với chống sét van lắp cho lưới điện 500kV để hạn chế phóng điện vầng quang đầu cao áp nhà sản xuất chế tạo lắp thêm vòng phân bố điện trường (Xem hình 4) Các thơng số chống sét 3EP4 A- Chống sét 220kV (kiểu loại 3EP4 192-2PE32-1CA1) Thông số điện Điện áp hệ thống cực đại Um: 245 kV Hệ thống nối đất: Nối đất trực tiếp Mức cách điện sở(BIL): 050 kV Điện áp định mức Ur: 192 kV Điện áp vận hành liên tục (Uc/MCOV): 154 kV Dòng phóng định mức In(8/20 μs): 10 kA Lớp phóng điện: lớp Dòng xung ms thời gian dài: 850 A Page of 22 Dòng xung cao (4/20 μs): 100 kA Dòng ngắn mạch 0,2 s: 50,0 kA Điện áp dư cực đại Quá điện áp tạm thời s: 221 kV Quá điện áp tạm thời 10 s: 206 kV Dung lượng nhiệt phóng lượng: 8,0 kJ/kVr Dung lượng xung phóng lượng: 4,0 kJ/kVr Điện áp chịu tần số nguồn, ẩm ướt (250/2500μs): 586 kV Điện áp xung sét chịu (1,2/50 μs): 444 kV Thơng số khí Số lượng phần tử chống sét ghép nối (hình 4): Chiều cao chống sét H: 2920 mm Khoảng cách phóng điện bề mặt nhỏ nhất: 670 mm Khối lượng toàn bộ: 145 kg Lực kéo lớn cho phép đỉnh chống sét - Lực tĩnh: 610 N - Lực động: 540 N Kích thước lắp đặt vòng đẳng áp (xem hình 4) - Đường kính bên ngồi vòng: 000 mm - Khoảng cách lắp tính từ đỉnh chống sét đến vòng đẳng áp: 700 mm B- Chống sét 110kV (kiểu loại 3EP4 098 -2PE31-1CA1) Page 10 of 22 Thông số điện Điện áp hệ thống cực đại Um: 123 kV Hệ thống nối đất: Nối đất trực tiếp Mức cách điện sở(BIL): 550 kV Điện áp định mức Ur: 98 kV Điện áp vận hành liên tục (Uc/MCOV): 78 kV Dòng phóng định mức In(8/20 μs): 10 kA Lớp phóng điện: lớp Dòng xung ms thời gian dài: 850 A Dòng xung cao (4/20 μs): 100 kA Dòng ngắn mạch 0,2 s: 65,0 kA Điện áp dư cực đại Quá điện áp tạm thời s: 113 kV Quá điện áp tạm thời 10 s: 105 kV Dung lượng nhiệt phóng lượng: 8,0 kJ/kVr Dung lượng xung phóng lượng: 4,0 kJ/kVr Điện áp chịu tần số nguồn, ẩm ướt (250/2500μs): 267 kV Điện áp xung sét chịu (1,2/50 μs): 658 kV Thơng số khí Số lượng phần tử chống sét (hình 5): Chiều cao chống sét H: 1315 mm Khoảng cách phóng điện bề mặt nhỏ nhất: 405 mm Page 11 of 22 Khối lượng toàn bộ: 64,7 kg Lực kéo lớn cho phép đỉnh chống sét - Lực tĩnh: 360 N - Lực động: 3420 N V Nguyên lý làm viêc đếm sét Để kiểm soát tần suất sét đánh vào khu vực có lắp thiết bị điện, người ta sử dụng đếm sét, lắp nối tiếp vào đường dòng sét tản xuống đất Chống sét 3EP4 192-2PE32-1CA1 3EP4 098 -2PE31-1CA1 sử dụng đếm sét có kèm đồng hồ đo dòng dò, đồng hồ đồng hồ Ampe dùng để thị dòng điện dò qua chống sét điều kiện vận hành bình thường Đầu bắt dây dẫn dòng (M12) Sứ cách điện Khối đếm sét đồng hồ đo dòng dò Đầu bắt vào giá cố định (M12) Page 12 of 22 Đầu nối đất (M12) Đồng hồ ghi số lần sét đánh (6 chữ số) Đồng hồ hiển thị dòng dò (mA) Hình 6: Hình dáng kích thước đếm sét đo dòng dò 3EX5 050 Thông số kỹ thuật đếm sét: Nội dung Số chữ số hiển thị lần sét đánh Dòng tác động nhỏ đếm Dòng lớn chịu Điện áp dư định mức 100 kA (4/10μs) Tỷ lệ thang thị dòng dò (lọai 3EX5 050 ) Khả đếm lớn Giá trị 200 A (8/20μs) 100 kA kV – 30 mA/ lần/giây Chương – VẬN CHUYỂN, LẮP ĐẶT CHỐNG SÉT a Vận chuyển chống sét Page 13 of 22 Chống sét phép vận chuyển theo vị trí thẳng đứng nằm ngang, đảm bảo độ an tồn cao vận chuyển Trước đóng gói, chống sét phải tháo rời phần tử Khi đóng gói, chống sét phải cố định vị trí cố định với hòm điểm kim loại b Tiếp nhận bảo quản chống sét Tiếp nhận chống sét Khi nhận hàng phải kiểm tra xem xét mắt kiện hàng có chứa chống sét có ngun đai kiện, có bị méo mó hay khơng Tháo bỏ phần đóng gói, dùng mắt thường kiểm tra tổng thể chống sét có bị hư hại, sứt mẻ sứ hay không Kiểm tra số lượng chất lượng có chủng loại số lượng theo bảng ke vận chuyển Kiểm tra hàng xem có nguồn gốc xuất xưởng Kiểm tra kỹ tán sứ xem có méo mó hay khuyết tật, dạn nứt hay không Kiểm tra phụ kiện kèm đếm sét, vòng bình qn điện áp, đồng hồ đo dòng dò có đầy đủ khơng Nếu có dấu hiệu hư hại tán sứ, cong vênh đàu cốt cao áp phải lập biên với ảnh chụp gửi cho nhà sản xuất văn phòng đại diện Bảo quản chống sét Khi chống sét chưa lắp đặt vào vị trí vạn hành chống sét phải đóng gói lại bảo quản vị trí thẳng đứng Phải để nơi phẳng, kiên cố có biện pháp ngăn chặn sụt lún móng, có biện pháp ngăn ngừa chống sét bị rơi đổ xuống đất Page 14 of 22 Để nơi khô tránh va chạm, tác động khí Phải có biện pháp ngăn chặn đầu cốt cao áp đầu cốt bắt dây tiếp đất phận kim loại bị han gỉ Phải có kế hoạch kiểm tra định kỳ hàng lưu kho, để có biện pháp ngăn ngừa kịp thời c Lắp đặt máy chống sét Nâng máy chống sét từ hòm Dùng cần cẩu có tải trọng phù hợp dây cáp mềm phù hợp, quấn thòng lọng cáp cẩu vào cổ phần tử chống sét, nâng từ từ đưa phần tử chống sét cho dây cáp căng Tháo bỏ bu lông cố định chống sét với hòm Trong nâng, móc cẩu phải theo chuyển động đầu chống sét, nhằm mục đích ln làm cho cáp cẩu ln thẳng đứng thời điểm Hình 7: Mơ tả q trình nâng cẩu Vị trí lắp đặt chống sét Chống sét phải dược lắp đặt đấu nối thích hợp với thiết bị bảo vệ Khoảng cách chống sét lân cận (khoảng cách vòng bình qn Page 15 of 22 điện áp) với khoảng cách với đất, với phận chống sét phải phù hợp với tiêu chuẩn cho phép (Tham khảo tài liệu nhà sản xuất cung cấp) Trình tự bước lắp ráp chống sét a Trình tự lắp ráp chung: Bước Thao tác Cẩu phần tử chống sét, tháo dời Bu Ghi Sử dụng thiết bị cẩu dây lông lắp ráp M16x130 Đưa phần tử chống sét vào vị trí cáp mềm phù hợp Khơng để rơi vỡ sứ lắp đặt trụ đỡ chống sét nằm lên chân chống sét Vặn chặt bu sứ đỡ, dùng bu lông M16x130 bắt chặt chân lông với lực quy định chống sét với lực quy định Kiểm tra độ chắn độ đứng thẳng phần tử vòng đệm để chỉnh Cẩu phần tử thứ chống sét, tháo rời bu lông M10x60 lắp ráp ghép tầng Đưa phần tử thứ chồng lên phần tử thứ 1, Vặn chặt bu lông với lực quy dùng bu lông M10x60 vặn chặt ghép nối định phần tử với Đưa vòng phân bố điện áp phụ kiện Vặn chặt bu lông với lực quy lên vị trí lắp đặt, vặn chặt vít M8x25 (lắp định giữ vòng phân bố điện áp Lắp đặt cáp nối đất ( loại nhỏ có tiết diện 25 mm2) bu lông M12x40 từ đầu cực nối đất với lưới tiếp địa Lắp đặt đếm sét nối tiếp với đường cáp nối xuống đất Page 16 of 22 Nếu lệch không thẳng, dùng Hình 8: Mơ tả tổng thể chống sét 110 kV 220kV lắp hồn chỉnh Hình 9: Mơ tả trình tự lắp đặt, chi tiết phận chống sét b Bảng kê chi tiết phận lắp đặt chống sét 220kV (kiểu loại 3EP4 1922PE32-1CA1) Stt Tên, quy cách thiết bị Bu lông lắp giữ vòng đẳng áp với đỉnh chống sét Đvị Bộ Số lượng 3 M10x45 Tấm nắp đỉnh Thanh giữ vòng đẳng áp Vòng đẳng áp (vòng phân bố điện áp) Bu lơng M8x25 bắt vòng đẳng áp với giữ Phần tử chống sét Bu lông M16x110 bắt nối ghép tầng phần tử chống sét Tấm đỡ vách ngăn an toàn (chỗ ghép nối phần tử) Cái Cái Cái Bộ Cái Bộ Cái 3 02 Page 17 of 22 10 11 12 Đầu cốt cao áp dạnh trụ tròn (hoặc dạng dẹt) Tấm đáy đỡ vách ngăn an tồn Bu lơng M16x110 bắt đệm trụ đỡ với chống Cái Cái Cái 1 13 14 15 sét vào chống sét Tấm đệm lắp phần tử với trụ đỡ 310 x 310 mm2 Bu lông bắt chống sét với trụ đỡ M20x140 Sứ cách điện Chống sét với trụ đỡ (có lỗ cho bu lơng Cái Bộ Cái M20x140 xuyên qua) c Bảng kê chi tiết phận lắp đặt chống sét 110kV (kiểu loại 3EP4 098 -2PE31-1CA1) Stt Tên, quy cách thiết bị Tấm nắp đỉnh Phần tử chống sét Tấm đỡ vách ngăn an toàn Tấm đế ghép nối bắng kim loại có vòi xả áp lực Đầu cốt cao áp dạnh trụ tròn (hoặc dạng dẹt) Tấm đáy đỡ vách ngăn an tồn Bu lơng M16x110 bắt đệm trụ đỡ với chống Đvị Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Số lượng 1 01 02 1 10 sét vào chống sét Tấm đệm lắp phần tử với trụ đỡ 310 x 310 mm2 Bu lông bắt chống sét với trụ đỡ M20x140 Sứ cách điện Chống sét với trụ đỡ (có lỗ cho bu lông Cái Bộ Cái M20x140 xuyên qua) Page 18 of 22 Hình 10: Hình dạng, kích thước đế lỗ khoan đế chống sét Đầu cốt cao áp dạng trụ tròn Đầu cốt dạng dẹt Page 19 of 22 Hình 11: Kích thước hình dạng đầu cốt cao áp chống sét Chương – VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG CHỐNG SÉT I Kiểm tra chống sét trước đưa vào vận hành - Kiểm tra độ chắn dầu cốt nối lèo cao áp - Vệ sinh bề mặt sứ phụ kiện - Kiểm tra độ chắn điểm nối đầu cáp nối đất - Kiểm tra đếm sét đấu sơ đồ, điểm nối chắn không? - Kiểm tra trụ đỡ sét chống sét có chắn thẳng đứng không? - Đồng hồ đếm sét vá vòng bình qn điện áp có chắn không? II Kiểm tra chống sét vận hành Page 20 of 22 - Kiểm tra mắt bề mặt sứ phụ kiện - Kiểm tra mắt điểm nối cáp nối có chắn - Kiểm tra đồng hồ đếm sét vòng bình quân điện áp - Kiểm tra tiếng kêu bất thường chống sét III Các cảnh báo an toàn vận hành chống sét Khi chống sét vận hành, nghiêm cấm:  Không làm hở mạch điểm nối đất chống sét, chống sét có dòng dò gây đe dọa tính mạng người  Khơng chạm vào mạch nối đất chống sét, gây nguy hiểm cho người  Không đứng lên đếm sét, gây hư hại thiết bị d Bảo dưỡng chống sét Định kỳ hàng năm phải thực công tác bảo dưỡng sau: - Vệ sinh bề mặt chống sét - Xiết lại điểm đấu nối cao áp, mạch tiếp đất - Bôi mỡ dẫn điện vào đầu cốt cao áp, đầu cốt nối đất - Kiểm tra thông mạch dây nối đất với hệ thống nối đất e Thí nghiệm chống sét T Hạng mục T Kiểm tra bên ngồi Thí nghiệm Thí nghiệm sau đại tu X Page 21 of 22 định kỳ X Ghi Đo điện trở cách điện Đo dòng điện dò tổng điện áp X X X Khơng cần vận hành đo có lắp Đo điện áp chiều IDC đồng hồ đo Giá trị nhà X sản xuất đưa Kiểm tra thiết bị đếm sét Kiểm tra mạch nối đất chống sét X X Page 22 of 22 X X ... lên Trạm 500kV Sơn La sử dụng chống sét van 110kV loại phần tử (kiểu loại 3EP4 098 -2PE31-1CA1), Chống sét van 220kV loại phần tử (kiểu loại 3EP4 192-2PE321CA1) Để điện áp phân bổ phần tử (tỷ... ĐIỂM KỸ THUẬT I Giới thiệu chung Giới thiệu: Chống sét điện cao áp kiểu loại 3EP4 (3EP4 192-2PE32-1CA1 dùng cho lưới 220kV 3EP4 098-2PE31-1CA1 dùng cho lưới 110kV) thiết bị điện áp cao hãng SIEMENS... (kiểu loại 3EP4 192-2PE32-1CA1) Thông số điện Điện áp hệ thống cực đại Um: 245 kV Hệ thống nối đất: Nối đất trực tiếp Mức cách điện sở(BIL): 050 kV Điện áp định mức Ur: 192 kV Điện áp vận hành