Слагаемые перенапряжения при ударе молнии в опору

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 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

Uоп = Iм × Rи + Ly × hTP × a

Индуцированные перенапряжения

Заземление опор.

Заземление опор ВЛ выполняют с помощью забитых в грунт 2—10 стальных стержней из уголковой стали 50 х 50 х 5 мм2 длиной 2,5 м и соединенных между собой стальными шинами 4 х 2,5 мм2. Заземляющие спуски мачтовых подстанций выполняют стальным прутком диаметром не менее 10 мм. Для заземления опор ВЛ до 1 кв используют пруток диаметром не менее 6 мм. Защитное действие молниеотвода характеризуется его зоной защиты, т. е. пространством вблизи молниеотвода, вероятность попадания молнии в которое не превышает определенного достаточно малого значения. В настоящее время в связи с потребностями практики нормированы зоны защиты молниеотводов высотой до 150 м. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h ≤150 м представляет собой круговой конус (рис. 2.3) с вершиной на высоте h0 < h , сечение которого на высоте hx имеет радиус rx .

Зона защиты стержневого молниеотвода

Граница зоны защиты находится по формулам (все размеры — в метрах)

ho=h*0,85

rx=(1,1-0,002h)(h-hx/0,85)

При этом вероятность прорыва молнии через границу зоны не пре-

вышает 0,005.

При 0,05 ho=h*0,92

Rx=1,5(h-hx/0,92)

Зона защиты тросового молниеотвода

а) при вероятности прорыва Pпр = 0,005

ho=h*0,85

rx=(1,35-0,0025h)(h-hx/0,85)

б) при вероятности прорыва Pпр = 0,05

ho=h*0,92

rx=1,7(h-hx/0,92)

Зона защиты двух молниеотводов

Различие сопротивления заземления на частоте 50Гц и импульсного заземления.

Горизонтальный

R_~=(ρ/2πL)(Ln2L/d+LnL/2h)

Вертикальный

R_~=(ρ/2πL)(Ln2L/d+0,5Ln4h+L/4h-L)

d=0.95b для уголка со стороной b

Контурный заземлитель

R_~=(ρ/2π^2Dэ)(Ln8Dэ/d+Ln πDэ /4h)

Dэ=D Dэ=√4ab/π

Многоэлементные заземлители

На ОРУ п/с используется сетка из вертикальныхзаземлителей, объединённых горизонтальнымиполосамиRи ~0,5 Ом, R~ ~2,5 Ом; для ЛЭП Rи < 30 Ом

Импульсные коэффициенты заземления

hи=Rи/R~

Сопротивления заземления на промышленной частоте и при ударе молнии — различны. Вертикальные заземлители - hи < 1 hи убывает с ростом Iм и r Горизонтальные заземлители - 0,1 < hи < 10

hи растёт с увеличением длины L и крутизны фронта импульса тока молнии а. Протяжённые заземлители — длина сопоставима с длиной волны ЭМП на фронта импульса l =c·tф. При tф=1 мкс l =300 м. При L > 30 м – протяжённый