Индуктированные перенапряжения на ЛЭП

Грозозащита линий электропередачи

Атмосферные перенапряжения на ЛЭП возникают как при непосредственном ударе молнии в ЛЭП, так и при ее ударе в землю вблизи ЛЭП. Поскольку при ударе молнии в провод выделяется вся энергия разряда, а при индуктированных напряжениях только ее часть, можно заранее утверждать, что перенапряжения прямого удара молнии представляют наибольшую опасность.

При прямых ударах молнии на проводах возникают весьма высокие потенциалы, приводящие в большинстве случаев к импульсным перекрытиям изоляции. Само по себе импульсное перекрытие не опасно, потому что длительность его составляет не более 100 мкс и не вызывает отключение линии. Однако вслед за импульсным перекрытием возникает силовая дуга, что ведет к отключению линии.

Лидер грозового разряда представляет собой спускающийся от облака к земле канал, несущий отрицательный заряд. Отрицательные заряды лидера индуктируют на проводе линии положительные заряды, т. е. продольная составляющая Е_x напряженности электрического поля Е стягивает положительные заряды в точку a (рис. 1.46, а).

а б

Рис. 1.46. Удар молнии вблизи ЛЭП

Ввиду относительно небольшой скорости лидера ток положительных зарядов в линии мал, поэтому потенциал на проводе равномерен.

В стадии главного разряда вдоль канала лидера со скоростью, близкой к скорости света, движется разрядная волна, которая уменьшает потенциал канала до нуля, электрическое поле распадается. Заряды, которые были притянуты к одной точке, разбегаются в разные стороны в виде волн с крутым фронтом (рис. 1.46, б). Крутизна его соответствует крутизне фронта молнии. Индуктированное напряжение можно вычислить по формуле

, (1.48)

где I _м – величина тока молнии, А; b – расстояние от линии до места удара молнии, м; h – высота подвеса провода, м.

Пусть на расстоянии 50 м от линии, провода которой находятся на высоте 10 м, в землю ударила молния с током 50 кА, тогда индуктированное перенапряжение

.

Индуктированные перенапряжения возникают одновременно на всех проводах линии, поэтому межфазная изоляция не подвергается воздействию. В линиях на металлических опорах индуктированные перенапряжения могут вызвать импульсное перекрытие с провода на опору.

Дата добавления: 2014-12-16