double arrow

А. Молния, как источник перенапряжения.


Атмосферные перенапряжения

Электрический разряд в виде молнии до сих пор не может быть получен искусственно в лаборатории и используется в практике лишь в малом подобии.

Средние по грозовой деятельности районы дают 15¸20 ударов молнии на 100 км ЛЭП в год.

Молния представляет собой разновидность искрового разряда при очень больших (до 5¸7 км) межэлектродных расстояниях, фоторазвертка молнии показывает, что процесс состоит из ряда единичных разрядов, происходящих примерно по одному каналу.

Развитие разряда происходит в три стадии:

1. Проход лидера первичного разряда со скоростью м/сек.

2. Повторный проход лидеров разрядов со скоростью м/сек.

3. Проход обратного разряда по образовавшемуся каналу со скоростью м/сек.

Канал молнии располагается по силовой линии электрического поля между местами концентрации зарядов на облаке и земле. Значительное влияние на путь канала оказывает проводимость грунта, наибольшее число ударов молнии приходится на места с большой проводимостью (влага, металлические руды и т.д.).

Статистика ударов молнии показывает:

1. В 70¸90% случаев полярность молнии отрицательна.

2. Амплитуда тока молнии зависит от сопротивления грунта, обычно находится в пределах 10¸120 кА, наибольшее зарегистрированное значение 400 кА.

Вероятность появления тока молнии данной амплитуды:

.

3. Так как длительность фронта импульса тока молнии примерно постоянна ( 1,5¸2,0 мкс), то крутизна тока молнии также описывается вероятностной кривой

Крутизна характеризует скорость нарастания тока на фронте волны и определяет величину индуктированных перенапряжений. Обычно крутизна находится в пределах 5¸50 . Предельная крутизна зарегистрирована 100 кА/мкс.

4. Форма тока молнии – последовательный ряд изменяющихся по амплитуде импульсов с крутым фронтом и более пологим хвостом, что связано с рядом последовательных разрядов в канале с различных скоплений зарядов в облаке.

Поскольку первый разряд имеет наибольшую амплитуду и крутизну, то при расчете разряд аппроксимируют единичным с линейным фронтом

и экспоненциальным хвостом

.

а) б)
Рис. 1

Для токов принимают ; принимают .

Волновое сопротивление канала молнии Z=300 ом .

Параметры импульса, которым испытывается высоковольтное оборудование, примерно соответствует реальному атмосферному разряду

,

.

5. Интенсивность грозовой деятельности различна для различных районов. Она повышается от севера к югу и характеризуется числом грозовых дней в году (от 5 до 50), по данным метеостанций. В районах с 20 грозовыми днями на 1 приходится в среднем 1¸3 разряда в год. Принимая среднюю продолжительность грозы 1,5 часа, можно оценить число грозовых часов в год




.

6. Воздействие тока молнии .

При ударе молнии обычно наблюдаются механические воздействия, приводящие к разрушению опор, изоляторов, построек. Они определяются силами взаимодействия по закону Кулона

.

Тепловые воздействия, которые приводят к нарушению изоляционной поверхности. Вследствие малой продолжительности разрядов они обычно невелики.

Наиболее опасны и для человека, и для конструкций и аппаратуры электромагнитные воздействия, которые могут распространяться далеко от места прямого удара молнии.

Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про: