Защита подстанций от набегающих волн.

Подстанции защищаются от набегающих грозовых импульсов вентильными разрядниками (РВ) и ограничителями перенапряжений (ОПН).

Импульсы грозовых перенапряжений, набегающие на подстанцию, могут иметь разную форму. Полные импульсы, близкие по форме к импульсам тока молнии, возникают при ударах в провода линии, если их амплитуда ниже импульсного разрядного напряжения изоляции линии. Если амплитуда тока молнии выше критического значения и при ударе в провод происходит перекрытие линейной изоляции, то образуется срезанный импульс грозового перенапряжения. Максимальное напряжение срезанного импульса определяется вольт-секундной характеристикой изоляции линии. Импульсы с очень крутым (практически вертикальным) фронтом возникают при ударах молнии в опору или трос с последующим перекрытием линейной изоляции.

Для образования чехла импульсной короны необходима энергия, которая отбирается на фронте импульса. На осциллограмме можно увидеть, что на фронте импульса образуется ступенька при напряжении возникновения импульсной короны. Образование импульсной короны ведет как бы к возрастанию емкости провода, в результате чего заряд на проводе растет не пропорционально напряжению, а в квадратичной зависимости от него. Происходит удлинение фронта импульсной волны. Если импульс короткий или срезанный, то импульсная корона приводит не только к удлинению фронта, но и к понижению амплитуды. В случае полных импульсов влияние импульсной короны сказывается в основном на удлинении фронта и в значительно меньшей степени - на снижении амплитуды. Снижение амплитуды происходит за счет активных потерь при возврате тока волны по земле и может быть рассчитано по формуле

(1)

где - амплитуда импульса напряжения в месте удара молнии; - удаление расчетной точки от места удара, км; - коэффициент, равный 0,07 км для линий напряжением 110 кВ и выше.

Удлинение фронта полного импульса под действием импульсной короны при прохождении им расстояния 1 км можно рассчитать по эмпирической формуле

(2)

где U - амплитуда полного импульса, кВ; h - средняя высота подвеса проводов, м; K - коэффициент, равный 160; 1,1; 1,45; 1,55 при числе проводов в фазе соответственно 1,2,3,4 и более.