2015-07-04
1511
При прямом ударе молнии в провод ток молнии растекается по поражённому проводу в обе стороны, поэтому амплитуда волны перенапряжения на проводе определяется как
,
где 
– волновое сопротивление провода, которое в среднем, с учётом импульсной короны, может быть принято равным 300 Ом.
На линиях с деревянными опорами перекрытие прежде всего происходит между проводами по пути гирлянда – траверса – гирлянда. Импульс на пораженном проводе индуктирует напряжение на соседнем проводе в соответствии с коэффициентом электромагнитной связи 
. Между проводами возникает напряжение
,
где – коэффициент связи между проводами с учетом импульсной короны, имеющий значения 0,25–0,4.
Вероятность перекрытия линейной изоляции 
рассчитывается по критическому значению тока молнии. Критический ток молнии определяется из условий равенства воздействующего напряжения U и импульсного разрядного напряжения изоляции 
по формулам:
для ВЛ на металлических и железобетонных опорах
,
для ВЛ па деревянных опорах
|
|
|
.
Малое число отключений линий на деревянных опорах без тросов обеспечивается обычно за счет низкого значения коэффициента 
перехода импульсного перекрытия, в устойчивую дугу. Очевидно, что в случае металлических опор разрядный промежуток уменьшается до длины одной гирлянды, что вызывает существенное увеличение как коэффициента , так и вероятности перекрытия изоляции . Поэтому линии 110 кВ и выше на металлических опорах без тросов в районах со средней или большой интенсивностью грозовой деятельности имели бы недопустимо большое число отключений. Как правило, такие линии защищаются тросовыми молниеотводами по всей длине.
Несколько по-иному обстоит дело с линиями 35 кВ на металлических опорах, работающих в системе с изолированной нейтралью. В таких системах однофазные перекрытия изоляции не приводят к отключению линии, так как дуга емкостного тока в большинстве случаев гаснет в результате, действия дугогасящей катушки, а коэффициент перехода в силовую дугу ≈ 0 независимо от значения 
. Поэтому отключения линий 35 кВ за счет грозовых поражений могут происходить только в случае двухфазных или трехфазных перекрытии.
В линиях с горизонтальным расположением проводов разряды молнии происходят практически всегда в крайний провод, в линиях с вертикальным расположением – в верхний провод. После перекрытия изоляции пораженного провода в путь тока вместо волнового сопротивления провода 
включается значительно меньшее сопротивление заземления опоры 
. Если разряд молнии произошел в провод на небольшом расстоянии от опоры, через заземлитель проходит практически полный ток молнии и опора приобретает потенциал, приблизительно равный 
. На соседнем проводе наводится потенциал 
. Перекрытие изоляции второго провода произойдет, если
|
|
|
.
Отсюда следует, что вероятность перекрытия тем меньше, чем ниже сопротивление (или больше критическое значение тока молнии). Поэтому на линиях 35 кВ на металлических опорах без тросов целесообразно применять дополнительные заземлители для уменьшения сопротивления заземления опор. Это делают там, где низкое сопротивление грунтов, в которых расположен заземлитель (при высоком сопротивлении – другие методы).
Наибольшие перенапряжения на линиях без тросов возникают при прямом поражении линии молнией. Тем не менее определённую роль играют и удары молний вблизи линии. Такие удары приводят к появлению индуктированных перенапряжений.
Максимальное значение индуктированного напряжения равно
≈ 
,
где 
– средняя высота подвеса провода, м;
– кратчайшее расстояние от провода до точки удара молнии, м.
