25. Грозозащита линий электропередач.

Грозовые перенапряжения возникают от прямого удара молнии, от разряда в землю вблизи линии (индуктированные перенапряжения).

Линия длиной L со средней высотой подвеса h принимает удары с площади S.

.

Число ударов на 1 км² на 1 грозовой час равно 0,067. Число поражений линий в год N при n ( грозовых часах в году) будет определяться как:

Число перекрытий изоляций линий в год:

- вероятность перекрытия изоляции при ударе молнии.

Число грозовых отключений линии может быть меньше числа перекрытий изоляции. Определяющее значение имеет градиент рабочего напряжения вдоль пути перекрытия Е_СР=U_РАБ / l_ПЕР

Вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу: .

Общее число грозовых отключений линий: .

Существует 2 метода уменьшения числа грозовых отключений:

1. Уменьшение вероятности перекрытия изоляции;

2. Уменьшение вероятности перехода импульсного перехода в силовую дугу.

Первый способ реализуется путем надежного заземления тросов. Второй путем удлинения пути перекрытия за счет использования деревянных опор.

26. Грозозащита станций и подстанций.

Эффективность защиты подстанции характеризуется средним годовым числом перекрытий изоляции вследствие прорывов молнии в зону зашиты ₁, обратных перекрытий при ударах в молниеотводы ₂ и перекрытий в результате опасных перенапряжений, возникающих при набегании на подстанцию импульсов по воздушным линиям₃.

β₁, β₂, β₃ – число опасных случаев в год.

Расчетное число лет безаварийной работы подстанций будет равно:

где М – показатель грозоупорности подстанций.

Для ограничения тока через вентильный разрядник необходимо уменьшить вероятность ударов молнии. Для этого участки линии длиной _l1- 3 км, т.к. называемые подходы к подстанции должны защищаться тросовыми либо отдельно стоящими стержневыми молнииотводами.

Если линия защищена тросами по всей длине, то это указывает на выполнение высоких требований грозозащит подстанции.

Требования надежной защиты подстанции :

• Низкие сопротивления заземлителя опор ;

• Малые углы защиты тросов (α) .

Такие подходы называют защищенными.

Наличие такого подхода ограничивает вероятность набегания на подстанцию волн с большими значениями крутизны фронта.

А) Для деревянных опор

В) Для металлических опор

На деревянных опорах трос подвешивается только в пределах защищенного подхода. На деревянных опорах спуски от тросов к заземлителям располагаются на стойках, что снижает прочность изоляции.

РТ2- для защиты линейного выключателя когда он разомкнут а линия находится под напряжением.

27. Волновые процессы в линиях, преломление и отражение волн в узловых точках.

Волновые процессы в линиях

При прямом ударе молнии (ПУМ) в линию или вблизи нее (в землю) возникают электромагнитные волны, распространяющиеся вдоль провода ЛЭП. Атмосферные перенапряжения на линиях и подстанциях определяются движением и преломлением этих волн. Поэтому анализ волновых процессов при расчетах устройств грозозащиты имеет принципиально важное значение.

Волна распространяется вдоль линии в воздухе со скоростью υ =С / =C =300 м/мкс– скорость света (µ – относительная магнитная проницаемость среды; ε – диэлектрическая проницаемость среды).

Для воздуха µ0 = 1;ε = 1.

Для кабельных линий µ = 1;ε ≈ 4. Следовательно, в кабелях υ ≈ 0,5С. Напряжение и ток волны связаны между собой: - волновое сопротивление.

Волновое сопротивление единичного провода воздушной линии Z = 400…450 Ом.

Кабельные линии имеют Z = 50…100 Ом.

В общем случае волновой процесс в линиях определяется четырьмя основными параметрами: емкостью С, индуктивностью L, активным сопротивлением провода r и активной проводимостью диэлектрика g.