Характеристики импульсов молнии
1. Амплитуда тока молнии Iм (кА)
2. Крутизна фронта (кА/мкс) a = diм/ dt
Средняя крутизна фронта a =Iм/ τφ
3. Полярность разряда (отрицательная в 90%)
4. Число повторных разрядов
Распределение вероятности тока молнии
Характеристики грозовой активности
1.Число грозовых часов в году. Изменяется от 0 в полярных широтах до 700 в тропиках. Больше широта — меньше гроз. В Татарстане в среднем 45 гр.часов в году.
2. Число ударов молний в 1 кв.км поверхности за 1 гр.час. Изменяется в зависимости от типа местности. Больше в местности с хорошей проводимостью грунта, выходов подземных вод, около водоёмов, возвышенных участках. Для Татарстана 0,067. За год в 1 кв.км ударяет в среднем 45*0,067=3
4 Грозоупорность ЛЭП: общие положения и определения.
Воздушные линии электропередачи из-за большой протяженности поражаются наиболее часто. Поэтому нарушение работы энергосистем вызывается в основном нарушением изоляции ВЛ. При расчетах грозоупорности ВЛ вводится понятие об уровне грозоупорности. Уровень грозоупорности оценивается максимальной амплитудой тока молнии I0 и его крутизной а, при которых еще не происходит нарушения изоляции линии
Грозоупорность ЛЭП Определяется как число отключений ЛЭП в год. ЛЭП имеют разную протяжённость и в районахс разной грозовой активностью. Для сравнения вводят удельную грозоупорность ЛЭП длиной100 км при 100 гр.часах. ЛЭП 10-35 кВ 1-2 отключение в год ЛЭП 110 кВ 0,1-0,5 отключение в год ЛЭП 500 кВ 0,01 отключение в год.
5 Расчет грозоупорности ЛЭП: алгоритм расчета.
При расчетах грозоупорности ВЛ вводится понятие об уровне грозоупорности. Уровень грозоупорности оценивается максимальной амплитудой тока молнии I0 и его крутизной а, при которых еще не происходит нарушения изоляции линии (крутизна
a = I0/tф , где tф— длительность фронта волны тока).Показателем грозоупорности считают вероятное число лет работы установки без грозовых отключений, M=1/ Nоткл
где М – число лет работу без грозовых отключений; Nоткл — ожидаемое
число случаев возникновения опасных грозовых перенапряжений в год. Например, для ВЛ
Nоткл = 0,9h ⋅10-3 ⋅ L ⋅ nд⋅ υпер ⋅ η
где h— средняя высота подвеса троса или провода; L — длина линии; nд— число грозовых дней в году; υпер — вероятность перекрытия изоляции ВЛ при ударе молнии; η — вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу.
ЛЭП без тросовой защиты с устройством АПВ
Незаземлённая нейтраль Nоткл=N·hc·(Dоп·P2оп+Dпр·P(Iзу))·(1-hАПВ)
Заземлённая нейтраль Nоткл=N·hc·(Dоп·Pоп+Dпр·P(Iзу))·(1-hАПВ) hАПВ=0,5¸0,85- вероятность успешного АПВ Nоткл.уд=Nоткл·(100/LЛЭП)·(100/Dгр) ЛЭП с тросовой защитой с устройством АПВ Nоткл=N·hc·[Dоп·P2оп+Dт·P(Iзу)·(Pa+Pтп)]·(1-hАПВ)
Dоп=4hоп/Lпролёта Dпр=1-Dоп Dоп=Dпр=0,5
Прямой удар молнии в ЛЭП.
Прямой удар молнии в опору ЛЭП
ПУМ может произойти в провод (трос) или в опору. Можно считать, что вероятности ударов равны 0,5. При ударе молнии в опору по ней протекает ток через заземлитель опоры в землю. На опоре наводится напряжение, которое имеет два основных слагаемых
Uоп Iм Rи Ly hTP a
где — Rи импульсное сопротивление заземления опоры, Ly- удельная индуктивность опоры, hтр высота траверсы опоры, на которой подвешен провод, Iм и а – амплитуда тока молнии и крутизна фронта.
Удар молнии в середину пролёта.ЛЭП без тросовой защиты При ударе молнии в середину пролёта ЛЭП ток растекается в каждую сторону и на изоляторе ближейших опор возникнетперенапряжение U»Iм*Z/2; Z-волновое сопротивление провода Z=400¸450 Ом для проводов ВЛ Z=50¸100 Ом для кабельных линий При U>U50 — пробой провод — траверса Для ЛЭП 110 кВ U50 =700 кВ. Уже на фронте волны при токе ~ 3 кА произойдёт перекрытие по воздуху гирлянды изоляторов. Любой удар молнии в провод для ЛЭП с заземленной нейтралью приводит к импульсному перекрытию и отключению
Удар молнии в ЛЭП с тросовой защитой