Линиях электропередач

Условие задачи.

Высоковольтная линия электропередач (ВЛ) с номинальным напряжением U и волновым сопротивлением расположена в зоне грозовой деятельности.

Импульсная прочность изоляции ВЛ равна , высота металлической опоры и высота подвеса провода равна , стрела провеса провода равна , индуктивность единицы длины опоры , импульсное сопротивление заземления опоры .

Требуется определить величину перенапряжения на ВЛ, кратность перенапряжения и вероятность перекрытия изоляции во время разряда молнии с амплитудой и длительностью нарастания (фронта) косоугольной волны тока равной :

- при ударе молнии в опору;

- при ударе молнии в провод;

- при ударе молнии на расстоянии «а» от ВЛ.

 

Исходные данные.

Напряжение линии, U ……………………………………………………….10 кВ

Импульсная прочность изоляции линии ……………………………...120кВ

Высота подвеса провода ……………………………………………………11м

Стрела провеса провода ……………………………………………………..2м

Амплитуда тока молнии ………………………………………………….30кА

Расстояние от места удара молнии до ВЛ «а»………………………………14м

 

Решение.

1. Определим величину перенапряжения на ВЛ при ударе молнии в опору, провод и на заданном расстоянии от ВЛ.

1.1. Величина перенапряжения на вершине опоры при прямом ударе молнии в опору равна сумме падений напряжения на импульсном сопротивлении заземления и индуктивности опоры:

 

,

где - средняя крутизна.

 

1.2. При ударе молнии в провод линии электропередач ток молнии растекается по пораженному проводу в обе стороны, поэтому амплитуда волны перенапряжения на проводах определяется по формуле:

 

 

1.3. Удары молнии вблизи ВЛ вызывают так называемые индуктируемые перенапряжения. Максимальное значение индуктируемого перенапряжения определяется по формуле:

 

,

где - средняя высота подвеса провода на опорах ВЛ.

 

 

2. Определим кратность перенапряжения изоляции ВЛ при ударе молнии в опору, в провод и на заданном расстоянии от ВЛ.

Кратность перенапряжения изоляции линии определяется как отношение величины перенапряжения к амплитудному значению фазного напряжения линии:

 

где - максимальное значение перенапряжения в зависимости от места удара молнии;

- действующее (эффективное) значение номинального (междуфазного) напряжения ВЛ.

 

2.1. Кратность перенапряжения изоляции линии при ударе молнии в опору:

 

 

2.2. Кратность перенапряжения изоляции линии при ударе молнии в провод:

 

 

2.3. Кратность перенапряжения изоляции линии при ударе молнии на расстоянии «а»:

 

 

3. Вычислим вероятность перекрытия изоляции во время разряда молнии в опору, в провод и на заданном расстоянии от ВЛ.

 

3.1. Вероятность перекрытия изоляции ВЛ при ударе молнии в опору:

 

 

3.2. Вероятность перекрытия изоляции ВЛ при ударе молнии в провод:

 

 

3.3. Вероятность перекрытия изоляции ВЛ при ударе молнии на расстоянии «а» :

 

 

4. Данные, полученные в пунктах 1, 2, 3 сведем в таблицу:

 

Показатели	При попадании молнии в
опору	провод	На расстоянии «а» от ВЛ
Величина перенапряжения, кВ
Кратность перенапряжения изоляции	56,951	551,135	76,424
Вероятность перекрытия изоляции	0,619	0,969	0,794

 

Как видно из таблицы, самое уязвимое место удара молнии – это провод.

Задача №2.