В) Индуктированные атмосферные перенапряжения

Разряд молнии вблизи ЛЭП сопровождается образованием свободных зарядов и, следовательно, волны перенапряжения. Амплитуда напряжения, индуктированного на проводе определится как

[кв], где

коэффициент, зависящий от скорости обратного разряда в канале молнии;

- амплитуда тока молнии [кА];

- средняя высота подвески провода [м];

- расстояние до места удара молнии [м].

При наличии заземленных тросов над линией заряд на фазном проводе будет меньше 4

- коэффициент связи ;

- коэффициент влияния короны

Вероятность перекрытия индуктированным напряжением обычно мала и ее приходится учитывать на ЛЭП 3¸10 кВ.

Задача 2-4. Стержневой молниеотвод предназначен для защиты здания подстанции шириной 10 м, длиной 20 м, высотой 6 м.

Определить высоту и место расположения молниеотвода с учетом его допустимого приближения к объекту защиты, если в соответствии с руководящими указаниями по защите от перенапряжений ток молнии 150 кА, индуктивность молниеотвода 1,5 мкГн/м и усредненная крутизна фронта косоугольной волны тока 32 кА/мкс, сопротивление заземления молниеотвода в импульсном режиме 20 Ом.

Решение. Расчет высоты молниеотвода производится так, чтобы с одной стороны его общая высота и радиус защиты на высоте объекта были наименьшими, а с другой стороны исключалась вероятность вторичных перекрытий с молниеотвода на объект.

Схему установки молниеотвода примем в соответствии с рисунком. Определим потенциал на молниеотводе в момент разряда на уровне высоты объекта

Приняв рекомендованную допустимую импульсную напряженность по воздуху кВ/м, определим удаление молниеотвода от объекта

Это же расстояние определим по другой зависимости:

То расстояние, которое оказалось наибольшим, принимается за расчетное.

Радиус защитной зоны определится выражением

Предположив, что высота молниеотвода будет меньше 30 м, , имеем

Откуда, приняв ,

;

Задача 2-5. Линия электропередачи напряжением 110кв на деревянных опорах типа П без тросовой защиты с изоляторами 6´ПМ-4,5 (140 мм) и расстоянием между проводами 4 м поражается молнией в середине пролета. Коэффициент связи между проводами при средней высоте подвеса провода в 10 м равен 0,18. Определить защитный уровень линии и удельное число отключений при заданных условиях.

Решение. При поражение молнией провода расчет защитного уровня ведется в предположении междуфазового перекрытия изоляции. Приняв волновое сопротивление провода с учетом короны равным 400 Ом, получим

где - импульсная прочность двух гирлянд и участка траверсы длиной 4 м. По справочным данным прочность гирлянды 6´ПМ-4,5 при отрицательной волне перенапряжения равна 600 кВ, прочность древесины 100 кВ/м, откуда

Поправочный коэффициент на корону примем в соответствии с руководящими указаниями . С учетом короны общий коэффициент связи будет

Подставив расчетные величины имеем

Удельное число отключений определим

где - удельное число поражений, определяемое по средней высоте подвеса провода из зависимости ;

- вероятность токов молнии, превышающих защитный уровень линии, определяется по кривым вероятности токов молнии и равна для данного случая 50%;

- коэффициент вероятности перехода импульсного разряда в силовую дугу.

В соответствии с руководящими указаниями следует определить среднюю рабочую напряженность электрического поля по пути разряда между фазами. Для данного случая путь разряда состоит из двойной длины гирлянды 0,84 м и длины участка траверсы 4 м, поэтому