Расчет грозоупорности ЛЭП: алгоритм расчета.

Раздел. Атмосферные перенапряжения.

Образование грозовых облаков.

Образование грозовых облаков

Стадии развития линейной молнии и типы молний.

Молния — электрический разряд в воздухе между: а) облаком и землёй, б) внутри облака между его отдельными частями Типы молний:

1. Линейная (99,99%) 2. Шаровая (~0,01%) – закапсулированная долгоживущая низкотемпературная плазма 3.Чёточная (крайне редкая) — чередование ярких и тёмных участков молнии. Природа молний типа 2, 3 неясна.

1. Возникновение первичного электронам (Е~30 кВ/см)

2. Лавина.

 3. Стриммер.

4. Лидер (ступенчатый для первого разряда) На начальной стадии, называемой лидерной, молния представляет собой относительно медленно (со скоростью в среднем 1,5·105 м/с) развивающийся слабо светящийся канал (лидер).. Ступени L~10-100 м, интервал между ступенями ~50 мкс, скорость развития ~200 км/с до высоты ориентировки (10-100 м до земли). Зона ионизации канала лидера r~2-20 м. Нагрев канала до 25000 °С. Высокое давление – интенсивно расширяется, образуя ударные звуковые волны - гром.

5. Встречный лидер. Пробой между 4 и 5 длится ~ 1-5 мкс, зона смещается к облаку 6.Основной разряд: ток до 400 кА, время 20-100 мкс. 7. Послесвечение ток: 100-1000 А, длительность до 10 мс. 8. Повторный разряд (стреловидный лидер, распространяется по каналу первого разряда), более крутой фронт, меньше ток. 1 разряд ~20%; 4-5 - 50% до 23 разрядов. В среднем t~0,1 c, t=1,3 c — самая длительная

Характеристики импульсов молнии.

1. Амплитуда тока молнии Iм (кА)

2. Крутизна фронта (кА/мкс) a = diм/ dt

Средняя крутизна фронта a =Iм/ τ_φ

3. Полярность разряда (отрицательная в 90%)

4. Число повторных разрядов

Распределение вероятности тока молнии

Характеристики грозовой активности

1.Число грозовых часов в году. Изменяется от 0 в полярных широтах до 700 в тропиках. Больше широта — меньше гроз.

2. Число ударов молний в 1 кв.км поверхности за 1 гр.час. Изменяется в зависимости от типа местности. Больше в местности с хорошей проводимостью грунта, выходов подземных вод, около водоёмов, возвышенных участках.

Грозоупорность ЛЭП: общие положения и определения.

Воздушные линии электропередачи из-за большой протяженности поражаются наиболее часто. Поэтому нарушение работы энергосистем вызывается в основном нарушением изоляции ВЛ. При расчетах грозоупорности ВЛ вводится понятие об уровне грозоупорности. Уровень грозоупорности оценивается максимальной амплитудой тока молнии I0 и его крутизной а, при которых еще не происходит нарушения изоляции линии

Грозоупорность ЛЭП Определяется как число отключений ЛЭП в год. ЛЭП имеют разную протяжённость и в районахс разной грозовой активностью. Для сравнения вводят удельную грозоупорность ЛЭП длиной100 км при 100 гр.часах. ЛЭП 10-35 кВ 1-2 отключение в год ЛЭП 110 кВ 0,1-0,5 отключение в год ЛЭП 500 кВ 0,01 отключение в год.

Расчет грозоупорности ЛЭП: алгоритм расчета.

При расчетах грозоупорности ВЛ вводится понятие об уровне грозоупорности. Уровень грозоупорности оценивается максимальной амплитудой тока молнии I0 и его крутизной а, при которых еще не происходит нарушения изоляции линии (крутизна

a = I0/tф , где tф— длительность фронта волны тока).Показателем грозоупорности считают вероятное число лет работы установки без грозовых отключений,

M =1/ Nоткл

Nоткл = 0,9h ⋅10^-3 ⋅ L ⋅ n_д⋅ υ_пер ⋅ η

где h— средняя высота подвеса троса или провода; L — длина линии; nд— число грозовых дней в году; υпер — вероятность перекрытия изоляции ВЛ при ударе молнии; η — вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу.