расчет молниезащиты

Задача

Рассчитать зону защиты молниеотводов ОРУ-110 кВ, установленных на двух порталах (1,2) и двух отдельно стоящих молниеотводах (3,4), указанных на рис.1. Расстояние между молниеотводом LI, L2 и L3, высоты молниеотводов h1 и h2, а также коэффициенты надежности защиты указаны в таблице 1в соответствие шифра студента. Расчет зоны защиты молниеотводов провести на высоте hx = 7м от уровня земли.

Таблица 1

Номер молниеотвода	L1	L2	L3	Номер варианта и исходные данные эр вц ианта и исхе )дные данные
				0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
				Высота молниеотводов, h м Последняя цифра шифра студента.
1,2	31	12		22	24	25	22	24	25	22	24	25	22
3,4			12	17	18	19	17	18	19	17	18	19	17
Надежность защиты				0,999	0,99	0,9	0,999	0,99	0,9	0,999	0,99	0,9	0,999

Рис. 1 Стержневые молниеотводы ОРУ - 110 кВ

1. Что такое частичные разряды?

2. Что такое скользящие разряды?

3. Что такое коронный разряд?

4. Виды атмосферных воздействий и меры защиты от них.

5. Виды внутренних перенапряжений и меры защиты от них

10. Грозозащита подстанции

Выбор типа и высоты молниеотвода производится исходя из значений требуемой надежности Р _защиты.

Во всех случаях система защиты от прямых ударов молнии выбирается так, чтобы максимально использовались естественные молниеотводы (например, установленные на порталах подстанции), а если обеспечиваемая ими защищенность недостаточна, то устанавливают дополнительно стержневые молниеотводы.

В соответствии с рекомендациями «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» Министерства Энергетики Российской Федерации зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h₀ < h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Габариты зоны определяются высотой конуса h₀ и радиусом конуса на уровне земли г₀ (рис.5).

Приведенные в табл.18 расчетные формулы пригодны для молниеотводов высотой до 150м. При более высоких молниеотводах следует пользоваться специальной методикой расчета.

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода (рис.6) определяется расчетными формулами, указанными в табл.19.

При этом следует знать, что молниеотвод считается двойным, если расстояние между стержневыми молниеотводами L не превышает предельной величины L_max. В противном случае оба молниеотвода рассматриваются как одиночные.

Построение внешних областей зон двойного молниеотвода (полуконусов с габаритами h₀ и г₀) производится по формулам таблицы 18 для одиночных стержневых молниеотводов.

Размеры внутренних областей определяются параметрами h₀ и h_c, первый из которых задает максимальную высоту зоны непосредственно у молниеотводов, а второй - максимальную высоту зоны посередине между

молниеотводами. При расстоянии между молниеотводами L < L_c граница

зоны не имеет провеса (h_c = h₀). Для расстояния L_c>= L < L_max высота h_c определяется по выражению

Входящие в это выражение L_max и L_c вычисляются по эмпирическим формулам табл.19, пригодным для молниеотводов высотой до 150м. При большей высоте молниеотводов следует пользоваться специальным программным обеспечением.

Размеры горизонтальных сечений зоны вычисляются по следующим формулам, общим для всех уровней надежности защиты. Максимальная полуширина зоны г_с в горизонтальном сечении на высоте h_c

Длина горизонтального сечения L_x на высоте

; <;

Ширина горизонтального сечения в центре между молниеотводами 2г_сх на высоте

.

Расчет зоны защиты одиночного тросового молниеотвода

Таблица 18

Надежность защиты Р3	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса h0, м	Радиус конуса r0, м
0,9	От 0 до 150	0,87h	l,2h
0,99	От 0 до 30	0,8h	0,95h
	От 30 до 100	0,8h
	От 100 до 150	0,8h
0,999	От 0 до 30	0,75h	0,7h
	От 30 до 100
	От 100 до 150

Расчет параметров зоны защиты двойного стержневого молниеотвода

Таблица 19

Надежность защиты Р3	Высота молниеотвода h, м	Lmax,м	Lc, м
0,9	От 0 до 30	5,75h	2,5h
	От 30 до 100		2,5h
	От 100 до 150	5,5h	2,5h
0,99	От 0 до 30	4,75h	2,25h
	От 30 до 100
	От 100 до 150	4,5h	l,5h
0,999	От 0 до 30	4,25h	2,25h
	От 30 до 100
	От 100 до 150	4,0h	l,5h

Рис.5. Зона защиты одиночного молниеотвода

Рис.6. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода

(вариант №3)

Рассчитать зону защиты молниеотводов ОРУ-110 кВ, установленных на двух порталах и двух отдельно стоящих молниеотводах.

L₁=31 м

L₂=12 м

L₃=12 м

h₁=22 м

h₂=17 м

Надежность защиты 0,999.

h_x=7 м от уровня земли.

Решение.

Построение внешних областей зон двойного молниеотвода (полуконусов с габаритами h₀ и г₀) производится по формулам:

;

.

Расчет параметров зоны защиты двойного стержневого молниеотвода:

,

;

.

Рассчитаем зону защиты молниеотводов ОРУ-110 кВ, установленных на двух порталах (1,2) и двух отдельно стоящих молниеотводах (3,4) на высоте 7 м .

Найдем ширину горизонтального сечения L4 молниеотводов (3,4) на высоте 7 м (при , 7 14,4 )

Вычислим радиус конуса сечения r_сх2 (молниеотводов)

== 5,37 м

Ширина сечения L4

L4=L3 + 2r_сх2 =12 + 5,37 * 2 = 22,74 м

Найдем ширину горизонтального сечения L5 порталов (1,2) на высоте 7 м (при , 7 19,2 )

Вычислим радиус конуса сечения r_сх1 (порталов)

== 8,87 м

Ширина сечения L5

L5 = L2 + 2r_сх1 =12 + 8,87 * 2 = 29,74 м

Найдем длину горизонтального сечения L6 между порталами и молниеотводами на высоте 7 м

L6 = L1+ r_сх1+ r_сх2= 31 + 8,87 + 5,37 = 45,24 м