2. Определение числа ударов молнии в лэп и числа аварий на лэп на металлических опорах

Число ударов молнии в ЛЭП можно определить по по формуле:

N = 2 3.5 h  n _ч  n _s  l  10^-3,

где l- длина ЛЭП в км; h – высота опоры в м, n _ч – число грозовых ; n _s – число ударов в 1 км² за один грозовой час . Например, для ЛЭП длиной 100 км на опорах высотой 20 м получим N  47 раз.

В новом издании “Руководства по защите электрических сетей 6-1150 кВ” эта формула изменена N = 2 k _h  h  p_o  l  10^-3, где p_o – плотность ударов молнии на землю в 1 км² p_o = 0.05 n _ч; k _h – коэффициент, учитывающий зависимость ширины полосы,. Т.е. k _h = 1.3 – 3.8, но для h=20 м k _h ≈ 3,5.

Рис. 2.2. Зависимость Kh=f(h)

Число аварий на ЛЭП при N ударов молнии в ЛЭП можно оценить по формуле: N_ав = N P(I_м) P_д (1 - _АПВ)

Рис. 2.1. Пути перекрытия для ЛЭП на металлических опорах

Дело в том, что из всех ударов N опасны только те, которые будут завершаться перекрытиями гирлянд - , где − вероятность перекрытия, оно произойдет, если ток молнии I_м превысит уровень грозоупорности, который для ЛЭП на металлических опорах определяется по формуле I_м = ,где U – напряжение импульсного перекрытия гирлянды; Zэ - эквивалентное сопротивление цепи в месте удара Zэ = 70 – 120 Ом.

3. Определение числа ударов молнии в лэп и число аварий на лэп на деревянных опорах

Число ударов молнии в ЛЭП на деревянных опорах определяется

N = 2  3.5  h  n _ч  n _s  l  10^-3. ЛЭП на деревянных опорах тросами не защищаются, потому что применение тросов не увеличивает показателя грозоупорности ЛЭП. Число аварий на ЛЭП на деревянных опорах можно оценить по формуле:

N_ав = N· P(I_м) ·P_д · (1 - _АПВ), где N – число ударов молнии в ЛЭП; P(I_м) - вероятность, что ток молнии превысит уровень грозоупорности; P_д - вероятность перехода импульсного замыкания в дуговое; _АПВ – коэффициент успешности АПВ.

На деревянных опорах (нейтраль изолирована) перекрытие возможно только между проводами вдоль двух гирлянд и траверсы. А такой длинный искровой канал редко переходит в дуговой.

Рис. 3.1. Пути перекрытия для ЛЭП на деревянных опорах

Уровень грозоупорности для ЛЭП на деревянных опорах определяется по формуле

I_м = , где k_п - коэффициент связи между проводами k_п= 0.2 – 0.3. Он учитывает то, что при пробегании волны по одному проводу, на другом индуцируется волна той же полярности.

Поэтому не смотря на то, что все удары молнии у ЛЭП на деревянных опорах попадают в провод, они редко приводят к дуговому замыканию и отключению ЛЭП.

4. Устройство и назначение трубчатого разрядника и рдип.

Основу трубчатого разрядника (ТР) составляет трубка из газогенерирующего материала. Один конец трубки закрыт крышкой со стержневым электродом, на другом конце электрод в виде кольца. ТР имеет два искровых промежутка: внешний S1 и внутренний S2. Под действием грозового импульса, пробиваются оба промежутка, по образовавшемуся каналу начинает течь сопровождающий ток промышленной частоты и искровое замыкание переходит в дуговое. Под воздействием канала дуги в трубке идет интенсивное выделение газа, давление увеличивается, происходит выхлоп и дуга гаснет.

Рис.4.1. Принципиальная схема трубчатого разрядника

Трубка может быть из фибры, которая обматывается сверху бакелизированной бумагой и пропитывается влагостойким лаком. У трубки из винипласта верхний предел отключаемых токов до 15 кА. Для повышения этого предела до 30 кА на винипласт наносится многослойная обмотка из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой.

Трубчатые разрядники используются для защиты от грозовых импульсов ослабленной изоляции ЛЭП и подходов к подстанции.

Длинно-искровые разрядники

В последние годы для защиты воздушных линий на 6-10 кВ вместо трубчатых разрядников применяются принципиально новые защитные аппараты, в Санкт-Петербурге.

К ним относятся разрядники РДИП, РДИМ, РДИШ.

Буквы расшифровываются так:

РД – разрядник длинно-искровой;

П – петлевой;

М – модульный;

Ш – шлейфовый

Длинно-искровые петлевые разрядники РДИП состоит из согнутого в виде петли металлического стержня, покрытого слоем изоляции из полиэтилена высокого давления. Концы изолированной петли закреплены в зажиме крепления, с помощью которого разрядник присоединяется к штырю изолятора на опоре ВЛ. В средней части петли поверх изоляции расположена металлическая трубка. На проводе воздушной линии, напротив металлической трубки разрядника, закрепляется универсальный зажим для создания необходимого искрового промежутка S.

Рис. 4.3. Конструкция разрядника РДИП.

При возникновении на проводе линии индуктированного грозового импульса искровой воздушный промежуток S между проводом линии и металлической трубкой разрядника РДИП пробивается, и напряжение прикладывается к изоляции между металлической трубкой и металлическим стержнем петли, имеющим потенциал опоры. Под воздействием приложенного импульсного напряжения вдоль поверхности изоляции петли от металлической трубки к зажиму крепления разрядника развивается скользящий заряд. После прохождения импульсного тока молнии разряд гаснет, не переходя в силовую дугу, что предотвращает возникновение короткого замыкания, повреждение провода и отключение ЛЭП.