Расчет грозоупорности ЛЭП: алгоритм расчета
Раздел. Атмосферные перенапряжения.
Образование грозовых облаков.
Образование грозовых облаков
Условия:
1. высокая влажность воздуха (80 - 100 %)
2. сильные восходящие потоки (30 - 50 м/с)
Нет 1 — торнадо, смерч
Нет 2 — туман
Поднимаясь, теплый воздух охлаждается и пар начинает конденсироваться в капли воды. При движении капли заряжаются и дробятся, образуя мелкую водяную пыль. Заряд минус.Разносятся ветром на большие расстояния. Остатки поднимаются выше и при Т~-10¸ -15°С(высота~5 км) капли замерзают и дробятся. Заряд плюс
Структура грозового облака
Суммарный заряд облака до разрядов q=0 Низ ~+4 Кл, середина ~ -20 Кл, верх ~+16 Кл
Стадии развития грозового облака
1. зарождение с разрастанием облака (10 – 15мин); 2. Зрелая стадия с интенсивными осадками, сопровождаемыми холодными нисходящими потоками и резкими порывами ветра (15 – 30 мин); 3. распад облака при прекращении восходящих и нисходящих потоков воздуха и постепенном выпадении осадков (около 30 мин).
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/ τφ
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
где М – число лет работу без грозовых отключений; Nоткл — ожидаемое
число случаев возникновения опасных грозовых перенапряжений в год. Например, для ВЛ
Nоткл = 0,9h ⋅10-3 ⋅ L ⋅ nд⋅ υпер ⋅ 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.
Прямой удар молнии в ЛЭП.??
Прямой удар молнии в опору ЛЭП
ПУМ может произойти в провод (трос) или в опору. Можно считать, что вероятности ударов равны 0,5. При ударе молнии в опору по ней протекает ток через заземлитель опоры в землю. На опоре наводится напряжение, которое имеет два основных слагаемых
Uоп = Iм × Rи + Ly × hTP × a
где— Rи импульсное сопротивление заземления опоры, Ly- удельная индуктивность опоры, hтр высота траверсы опоры, на которой подвешен провод, Iм и а – амплитуда тока молнии и крутизна фронта.
|
|
Удар молнии в середину пролёта.ЛЭП без тросовой защиты При ударе молнии в середину пролёта ЛЭП ток растекается в каждую сторону и на изоляторе ближейших опор возникнет перенапряжение U»Iм*Z/2; Z-волновое сопротивление провода Z=400¸450 Ом для проводов ВЛ Z=50¸100 Ом для кабельных линий При U>U50 — пробой провод — траверса Для ЛЭП 110 кВ U50 =700 кВ. Уже на фронте волны при токе ~ 3 кА произойдёт перекрытие по воздуху гирлянды изоляторов. Любой удар молнии в провод для ЛЭП с заземленной нейтралью приводит к импульсному перекрытию и отключению
Удар молнии в ЛЭП с тросовой защитой
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 2175; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!