Вероятность максимального значения тока молнии:

1 ‒ Данные сигрэ; 2 ‒ измерение на вл высотой до 45 м; 3 –измерения на вл высотой до 20 м

Вероятность перекрытия гирлянды равна вероятности сочетания параметров I_M, I'_M (крутизна грозового импульса – показывает, насколько быстро изменяется ток), ложащихся на кривую опасных параметров. Если принять для каждого из параметров нормальный статистический закон распределения (распределение Гаусса), то двойное интегрирование (интегрирование по красной зоне в плоскости I_M, I'_M) даст приведённое ниже выражение для искомой вероятности.

где a=0,04 1/кА; b=0,08мкс/кА.

51.Обратные перекрытия с опоры на провод. Оценка числа отключений. Кривая опасных токов.

Схема обратного перекрытия изоляции при ударе молнии в опору

Удар молнии в заземлённый элемент устройства ЛЭП – опору или грозотрос, может привести к обратному перекрытию гирлянд изоляторов. При достаточно большой величине тока молнии его растекания в грунте в условиях высоких значений сопротивления заземления создаёт на гирлянде напряжение достаточное для её перекрытия.

Удар молнии в заземлённые элементы конструкции приводит к возникновению на них кратковременных перенапряжений, которые могут вызвать обратные перекрытия с заземлённых элементов на токоведущие. Для защиты от обратных перекрытий необходимо обеспечить малое сопротивление заземления опор, корпусов электрооборудования и молниеотводов на линиях и подстанциях.

Оценка числа отключений

1) Удар молнии в провод с последующим перекрытием с провода на опору или между проводами.

2) Удар молнии в вершину опоры с последующим перекрытием с опоры на провод.

3) Удар молнии в пролёт троса c последующими перекрытием с троса на провод или землю.

4) Удар молнии вблизи линии, сопровождающийся появлением перекрытий вследствие индуктированных перенапряжений (появляется вследствие резкого изменения электромагнитного поля).

Суммарное число грозовых отключений в год:

n  n_пр  n_о  n_тр  n_инд

1) Число отключений линии при ударе молнии в провод

2) Число отключений воздушной линии при обратных перекрытиях с опоры на провод

Здесь нам потребуется оценить вероятность перекрытия гирлянды падением напряжения на сопротивлении заземления опоры. Схема замещения теперь содержит не три, 4 параллельных ветви за счёт добавления ветви, эквивалентирующей опору и сопротивления её заземления. Вместо волнового сопротивления провода в данном расчёте фигурирует волновое сопротивление троса. Расчёты с применением полученной формулы показывают, что доля тока молнии, приходящаяся на ближайшую опору, составляет 0.8-0.95. Данная схема замещения справедлива до момента прихода отражённых волн от других мест заземления троса. Для характерных длин пролёта время прихода отражённых волн составляет 2-4 мкс. Формула для напряжения, прикладываемого к гирлянде содержит также слагаемое от падения напряжения на индуктивности опоры. Т.е. напряжение зависит и от крутизны грозового импульса.

Pд – вероятность перехода перекрытия в силовую дугу:

P_АПВ–вероятность успешного АПВ:

4) Число отключений от индуктированных перенапряжений

n_инд  N_индP_д(1 P_АПВ)

Кривая опасных токов

Условия перекрытия определяются суммой напряжения вызванного молнией и рабочего напряжения, которая должна превосходить импульсную электрическую прочность гирлянды. Математически это представлено последним неравенством: Причем левая часть этого неравенства может расти как вследствие роста Im, так и Im’, т. к.

Исходя из этого понятно, что в плоскости Im, Im’ существует линия, разграничивающая области выполнение и невыполнения условия перекрытия. Эта линия носит название кривая опасных параметров.

В качестве главного критерия перекрытия нами была получена кривая опасных параметров. Данную зависимость можно аппроксимировать выражением:

I_М  I_{М min}  I_M  A

З десь два параметра I_{M min} и А определяются расчётами или экспериментами для двух точек в плоскости I_M, I_M’. Для этого находят критический ток молнии для двух значений фронта импульса тока молнии 2 и 10 мкс. Полученная таким образом кривая, разделяет две области сочетания параметров тока молнии опасную (красный цвет) и допустимую (зелёный цвет). Кривая опасных токов: