2. Выбор числа изоляторов по условиям работы гирлянд под дождем при воздействии внутренних перенапряжений

Проверка выбранного по (1.6-1.7) количества изоляторов выполняется по условиям работы гирлянд под дождём при воздействии внутренних перенапряжений. Определение числа изоляторов в гирлянде производится по формуле:

(1.8)

где k_p - расчетная кратность внутренних перенапряжений (табл.1.4);

U_{наиб.раб.(ф)} - наибольшее рабочее фазное напряжение, кВ;

Е_мр - расчетная мокроразрядная напряженность, кВ/см (табл. 1.3);

Н - строительная высота изолятора, см (табл. 1.3)

Таблица 1.4

Расчетные кратности внутренних перенапряжений

Uном, кВ	20	35	110	150	220	330	500	750	1150
kp	4,0	3,5	3,0	3,0	3,0	2,7	2,5	2,1	1,8

Число изоляторов в гирлянде принимается равным наибольшему из полученных по условиям (1.6, 1.7) и (1.8). При этом расчетное значение следует округлить до ближайшего целого числа в большую сторону.

2 Расчет молниезащиты территории подстанции

Защита от прямых ударов молнии осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю. Молниеотвод состоит из молниеприемника, непосредственно воспринимающего на себя удар молнии, токоотвода и заземлителя.

Молниеотводы по типу молниеприемников подразделяются на стержневые и тросовые. Стержневые молниеотводы выполняются в виде вертикально установленных стержней (мачт), соединенных с заземлителем; тросовые – в виде горизонтально подвешенных проводов. По опорам, к которым крепится трос, прокладываются токоотводы, соединяющие трос с заземлителем.

Открытые распределительные устройства подстанций защищаются стержневыми молниеотводами, а линии электропередачи – тросовыми.

2.1 Зоны защиты молниеотводов

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h150 м представляет собой круговой конус (рис.1.3) с вершиной на высоте h₀h, сечение которого на высоте h_x имеет радиус r_x.

Рис. 1.3 Сечение зоны защиты стержневого молниеотвода

Граница зоны защиты находится по формулам (все размеры в метрах).

Для вероятности прорыва молнии через границу зоны защиты не превышающей 0,005 (Р_пр=0,005):

(1.9.1)

Если допустить вероятность прорыва молнии 0,05, то зона защиты расширяется. В ряде случаев такая зона защиты удовлетворяет потребностям практики. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода при вероятности прорыва 0,05 описывается формулами

(1.9.2)

Зона защиты двух стержневых молниеотводов находящихся вблизи друг от друга, расширяется по сравнению с зонами отдельных молниеотводов. Возникает дополнительный объем зоны защиты, обусловленный совместным действием двух молниеотводов (рис.1.4).

Рис. 1.4 Зона защиты двойного стержневого молниеотвода

а) сечение вертикальной плоскостью проходящей через оси молниеотводов

б) сечение горизонтальной плоскостью на высоте h_x

Зона защиты двух близко расположенных стержневых молниеотводов описывается формулами:

а) при вероятности прорыва Р_пр=0,005

(1.10.1)

б) при вероятности прорыва Р_пр=0,05

(1.10.2)

В выражениях (1.10.1-1.10.2) r₀ - зона защиты одиночного молниеотвода на уровне земли (h_x=0).

Если расстояние l между молниеотводами превышает 3h (Р_пр=0,005) или 5h (Р_пр=0,05) каждый из молниеотводов следует рассматривать как одиночный.

Несколько близко расположенных молниеотводов (например, три и более) образуют «многократный» молниеотвод. Его зона защиты определяется зонами защиты ближайших молниеотводов. При этом принимается, что внутренняя зона имеет вероятность прорыва такую же, как и зоны взятых попарно молниеотводов.