Причины возникновения коэффициента использования импульса

При больших импульсных токах, что имеет место при ударе молний, плотность проходящего через заземляющие электроды тока велика, поэтому в земле у поверхности электродов создаются очень высокие напряженности поля, превосходящие пробивные напряженности грунта. Вокруг электродов образуются зоны искрения, увеличивающие их эффективные размеры, и сопротивление заземления уменьшается. Быстрое же нарастание тока молнии на фронте импульса создает падение напряжения на индуктивности протяженного заземлителя, что ограничивает отвод тока с удаленных его частей. При этом сопротивление заземления, наоборот, увеличивается. В результате влияния того или иного фактора (образования зоны искрения или падения напряжения на индуктивности) сопротивление заземлителя при прохождении тока молнии отличается от стационарного сопротивления заземления. Такое сопротивление называется импульсным сопротивлением Rи . Отношение импульсного и стационарного сопротивлений заземления называется импульсным коэффициентом.

Типы грунтов и их влияния на грозоупорность ЛЭП.

Типы грунтов

1. Омм (чернозём, глина, суглинки, торф)

Омм (лёсс, супесь, глина с

влажностью до 40%)

Омм (песок, песок с галькой)

Омм (сухой песок, песок с галькой

и валунами)

Омм (степные пески с толщиной слоя

более 10 м, грунты с толщиной слоя менее 1,5 на

скальных основаниях

Гранит, базальтОмм

Заземление подстанций. От прямых ударов молнии.

Надежность защиты подстанций от перенапряжений должна быть значительно выше надежности защиты линий, поскольку ущерб от повреждения здесь значительно больше, а уровень изоляции ниже. Основные принципызащиты оборудования подстанций сводятся к следующему:

• • защита от прямых ударов молнии стержневыми молниеотводами;

• • защита оборудования от волн, приходящих с линии, с помощью разрядников или ОПН;

• • защита подходов линий от прямых ударов молнии.

    Заземлители подстанций с целью выравнивания потенциалов по их территории при аварийных замыканиях на землю и обеспечения таким образом электробезопасности персонала выполняются в виде сетки, образуемой горизонтально расположенными в земле полосами, которыми соединяются вертикальные электроды. К заземлителю присоединяются все металлоконструкции и металлические корпуса электрооборудования (баки трансформаторов, масляных выключателей и т. п.). В соответствии с нормами стационарное сопротивление заземления для подстанций 110 кВ и выше не должно превышать R =0,5 Ом. Подстанционные здания и сооружения защищаются путем заземления металлической кровли или, если крыша неметаллическая, посредством сетки размером 5X5 м2 из стальной проволоки диаметром 8 мм, которая располагается на крыше и присоединяется к заземлению.

    При продвижении волны вдоль линии фронт волны сглаживается (удлиняется) за счет импульсной короны, потерь в земле и в проводах, поэтому выполняют защиту подходов линий от прямых ударов молнии на определенной длине, что к тому же снижает величину тока в разрядниках подстанции. Количество и места установки ОПН и разрядников выбирают так, чтобы расстояние между разрядниками и защищаемыми объектами не превышали безопасной величины (от 30 м до 150 м для разных случаев).

Защита подстанций от набегающих волн.

Подстанции защищаются от набегающих грозовых импульсов вентильными разрядниками (РВ) и ограничителями перенапряжений (ОПН).

Импульсы грозовых перенапряжений, набегающие на подстанцию, могут иметь разную форму. Полные импульсы, близкие по форме к импульсам тока молнии, возникают при ударах в провода линии, если их амплитуда ниже импульсного разрядного напряжения изоляции линии. Если амплитуда тока молнии выше критического значения и при ударе в провод происходит перекрытие линейной изоляции, то образуется срезанный импульс грозового перенапряжения. Максимальное напряжение срезанного импульса определяется вольт-секундной характеристикой изоляции линии. Импульсы с очень крутым (практически вертикальным) фронтом возникают при ударах молнии в опору или трос с последующим перекрытием линейной изоляции.

Для образования чехла импульсной короны необходима энергия, которая отбирается на фронте импульса. На осциллограмме можно увидеть, что на фронте импульса образуется ступенька при напряжении возникновения импульсной короны. Образование импульсной короны ведет как бы к возрастанию емкости провода, в результате чего заряд на проводе растет не пропорционально напряжению, а в квадратичной зависимости от него. Происходит удлинение фронта импульсной волны. Если импульс короткий или срезанный, то импульсная корона приводит не только к удлинению фронта, но и к понижению амплитуды. В случае полных импульсов влияние импульсной короны сказывается в основном на удлинении фронта и в значительно меньшей степени - на снижении амплитуды. Снижение амплитуды происходит за счет активных потерь при возврате тока волны по земле и может быть рассчитано по формуле

(1)

 (см вопрос 13,14) При продвижении волны вдоль линии фронт волны сглаживается (удлиняется) за счет импульсной короны, потерь в земле и в проводах, поэтому выполняют защиту подходов линий от прямых ударов молнии на определенной длине, что к тому же снижает величину тока в разрядниках подстанции. Количество и места установки ОПН и разрядников выбирают так, чтобы расстояние между разрядниками и защищаемыми объектами не превышали безопасной величины (от 30 м до 150 м для разных случаев).

Принцип действия ОПН