Bewertung des Blitzschutzes von Schaltanlagen und Betriebsmitteln der Hoch- und Mittelspannung durch Simulationen

摘要

Blitzeinschlage stellen fur elektrische Betriebsmittel hinsichtlich der Isolationskoordination die hochsten auftretenden Belastungen dar. Trotz der Prufung der Betriebsmittel mit einer Stehspannung, die nach der hochsten Spannung fur Betriebsmittel Um ausgesucht wird, kann bei verschiedenen Konfigurationen von Schaltanlagen ein Uberschreiten dieser Prufspannung und somit ein Isolationsversagen erfolgen. Da es, speziell fur die hoheren Spannungsebenen (U_m>245 kV), nicht wirtschaftlich ist alle wahrscheinlichen Uberspannungen abzudecken, sollte man hier fallweise den notigen zusatzlichen Anlagenschutz mit Hilfe von Simulationen ermitteln. Dafur kommen i.d.R. Uberspannungsableiter zum Einsatz, die die einlaufende Blitzspannungswelle auf die Restspannung Ures des Ableiters begrenzen. Da Ableiter fur gasisolierte Schaltanlagen, im Vergleich zu Ableitern in Freiluftschaltanlagen, in hoheren Spannungsebenen teuer sind, sollte man diese zur Vermeidung von Kosten nur dort einsetzen, wo sie auch benotigt werden. Eine solche Bewertung wird am besten mit einer Simulation an einem entsprechenden Modell durchgefuhrt. Hierbei werden zuerst anhand der Mastgeometrie der direkt an der Anlage angrenzenden Hochspannungsmasten die kritischen Blitzstrome ermittelt. Das Modell der Anlage wird dann mit diesen Blitzparametern beaufschlagt, um die auftretenden Spannungsbelastungen zu untersuchen. Dabei wird mit dem letzten Mast vor der Schaltanlage, dem sogenannten Abspannmast, begonnen. Mit der maximal zulassigen Uberspannung der Betriebsmittel kann dann bewertet werden, bei welchen Einschlagorten noch unzulassig hohe Uberspannungen auftreten und an welchen Stellen Ableiter zum Schutz notwendig sind. Im Folgenden werden die einzelnen Schritte anhand eines Beispiels naher erlautert und die Ergebnisse diskutiert.