Удар молнии в трос.
На ЛЭП 110 кВ с тросом, подвешенным по всей длине линии, число ударов в трос и опору почти не отличается. Для линий 500 кВ характерны следующие соотношения:
Nоп»40%Nуд
Nоп»60%Nуд
Напряжение на тросе в момент удара молнии:
Iкм – ток молнии в канале молнии (Iкм=Iм).
Вероятность того, что ток будет иметь ту или иную величину: . Зная ток молнии, мы можем рассчитать вероятность этого тока, воздействующего на оборудование.
Рассмотрим два случая:
а – пробой в месте удара;
б – пробой изоляторов.
Представим наш рисунок в виде:
Напряжение на проводе: Uпр=kсвUтр
kсв – коэффициент связи.
Напряжение изоляции: Uиз=Uоп–kсвUтр
Изоляции опоры:Uоп=IмRиоп Þ
Þ Uиз= IмRиоп–Iм100kсв=Iм(Rи–100kсв) Þ
Þ – защитный уровень изоляции.
Uиз³U50%
U50% – импульсная электрическая прочность изоляции воздушного промежутка.
Вероятность перекрытия изоляции: P(Iм=Iзащ)=10-Iм/60
Т.к. расстояние маленькое (lпр/2), то искажение волны не будет и она вернется.
Величина трапециевидной волны определяется не амплитудой, а крутизной.
Uатр=uмtzтр/2
Uпр= Uатрkсв
Uизвозд=Uтр–Uпр=Uатр(1–kсв) – напряжение изоляции воздушного промежутка.
Далее найдя Uизвозд50% мы можем определить ам®P(ам) ®Рпери.
2. Удар молнии в опору.
70% всех ударов приходится в опору.
Uоп=IмRм
При ударе молнии в хорошо заземленный объект (опора), величина тока молнии, протекающего на опоре, не изменяется.
Мы имеем хорошо заземленный объект, если Rзп£30Ом – заземление промышленной частоты, поэтому сопротивление опор выполняется не более 30 Ом.
Rи=aиRп
aи – импульсный коэффициент. Для опор aи³1.
Uпр=dUоп
d – коэффициент связи. Он зависит от того сколько у нас тросов: если один, то d=0,3; если два, то d=0,15.
Uиз=Uоп–Uтр= IмRи(1–d)
P(Iм)=Рпер
Для упрощенного расчета d пренебрегаем и считают: Iм=U50%/Rи.
Удар мимо троса.
Этот случай очень редкий, т.к. вероятность прорыва через трос очень маленькая и равняется:
DS – расстояние между тросами и верхним проводом по горизонтали.
Dh – расстояние между тросами и верхним проводом по вертикали.
D=1.
Вероятность отключения: Роткл=РaРперhкз
Рa=0,036 – для линий 220 кВ на одинарных железобетонных опорах с высотой опоры 24м. При этом a=320.
Вероятность перекрытия: Рпер=Р(Iм).
Для 220 кВ: Iз=1000/300»3,3кА
Рпер=10-3,3/60
Т.о. Роткл оказывается очень маленькой величиной.
Рассмотрим более современный подход к расчетам.
1. Удар молнии в трос.
Число ударов в трос (прямой удар в трос)
NпумтрРтр=Nтр
Схема замещения будет выглядеть следующим образом:
1 – при Rзим»0,05zтр
2 – при Rзим»0,2zтр
Волновое сопротивление канало-молнии:
Напряжение на тросе:
Выражением можно пренебречь, если Rзим<<zтр
Епрср»500 кВ/м
Перекрытие происходит в том случае, если:
– условие перекрытия.
Этот случай рассматривается для линий с тросами напряжением свыше 110 кВ.
При условии – маленькая вероятность перекрытия.
2. Удар в опору.
Число аварийных отключений при ударе в опору:
Nавоп=N*пумРопРперопhг(1–Рапв),
где hг – вероятность перехода в грозовую дугу.
В этом случае схема замещения примет вид:
Lоп= L*опhоп
Удельная индуктивность опоры:
L*оп=0,5 мкГн/м – для 2-х стоечной опоры;
L*оп=0,6 мкГн/м – для 1 стоечной опоры;
L*оп=0,7 мкГн/м – для деревянной опоры с 2-мя токоотводами.
Коэффициент ответвления тока молнии в опору:
, при Rзим=10-20 Ом Þ À=0,8-0,9
Напряжение на опоре: Uоп=ÀIм Rзим+ÀамLоп+амМоп-м
Взаимная индукция между опорой и каналом тока молнии:
Моп-м=М*оп-мhоп М*оп-м=0,2 мкГн/м
Если Rзим<< , то перекрытие изоляции возможно на фронте волны.
1 – на заземлении опоры;
2 – напряжение на вершине опоры;
3 – суммарное напряжение волны.
hг=0,7 для U£220 кВ
=0,1 для U³330 кВ
Коэффициент перехода в дугу для воздушных промежутков:
Uнаибраб – наибольшее рабочее напряжение.
Вероятностная зависимость между ам и Iм:
Удар мимо троса.
Сначала определим N*уд.
Далее определяем N*удРab
Рab=РпрорРперhг(1–bапв)
Uкр»1200 кВ.
Схема замещения имеет вид:
Uпр=Iмzэ
Эквивалентное входное сопротивление схемы относительно точки удара молнии:
Перекрытие произойдет если:
U50%<Uпр}Iм³
Рпер=Р(Iм³Iзу)
Кроме всех этих случаев рассматривается еще один.
Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 1902;