твн / литература / Лисина,ТВН

Примечание. tСР – среднегодовая продолжительность гроз, ч/год. Определяется по картам, составленным на основании метеосводок за 10 лет.

Рисунок 3.1.4.1 Зона одиночного стержневого молниеотвода.

Рисунок 3.1.4.2 Зона защиты двойного стержневого молниеотвода равной длины.

121

Рисунок 3.1.4.3 Зона защиты двойного стержневого молниеотвода разной длины.

Рисунок 3.1.4.4. Зона защиты (в плане) многократного стержневого молниеотвода.

122

Рисунок 3.1.4.5. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.

Рисунок 3.1.4. 6. Зона защиты двойного тросового молниеотвода.

123

Рисунок 3.1.4.7.Зона защиты двух тросовых молниеотводов

3. 1.4.1 Примеры расчѐтов молниезащиты сооружений

Пример 1.

Дано: h = 50 м

hX = 20 м В = 20 м

N = 61/(км2 год)

Тип молниезащиты – одностержневая

Требуется:

-определить параметры зон молниезащиты и изобразить их;

-определить габаритные размеры защищаемого объекта;

-определить возможную поражаемость объекта.

Решение:

1. По формулам (таблица 3.1) для одиночного стержневого молниеотвода определяются параметры молниезащиты (м/з) для зон.

В масштабе изображаются зоны А и Б (рис.3.1.4.8)

Зона А:

h0 = 0,85h = 0,85 50 = 42,5 м;

r0 = (1,1 - 2 10-3h)h = (1,1- 2 10-3 50) 50 = 50 м;

124

rХ = (1,1 - 2 10-3h)(h – 1,2 hХ) = (1,1- 2 10-3 50) (50 - 1,2 50) = 26м; hМ = h - h0 = 50 - 42,5 = 7,5 м;

hА = h – hХ = 50 – 20 = 30 м;

(А) = arctg(r/r0) = arctg(75/46) = 58о.

2. Определяются габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне молниезащиты. Для этого на расстоянии В/2 от средней линии параллельно проводится линия до пересечения с окружностью (рис.3.1.4.8)

Зона А:

(А) = arcsin(В/2rX(А)) = arcsin(20/52) = 22,6о. cos (А) = cos 22,6о= 0,92;

А(А) = 2rX(А))cos (А) = 2 26 0,92 = 48 м;

А х В х H = 48 х 20 х 20 м.

Зона Б:

(Б) = arcsin(В/2rX(Б)) = arcsin(20/84) = 13,8о. cos (Б) = cos 13,8о= 0,97;

А(Б) = 2rX(Б))cos (Б) = 2 42 0,97 = 81,6 м.

Принимается А = 81 м.

А х В х H = 81 х 20 х 20 м.

125

3. Определяется возможная поражаемость защищаемого объекта в зонах при отсутствии молниезащиты.

NА = [(В+6hХ)(А(А)+6hХ) – 7,7hХ2]n 10-6= =[(20+6 20)(48+6 20) – 7,7 202] 6 10-6 =12,3 10-2 поражений.

NБ = [(В+6hХ)(А(Б)+6hХ) – 7,7hХ2]n 10-6 = =[(20+6 20)(81+6 20) – 7,7 202] 6 10-6 =15 10-2 поражений.

В зоне молниезащиты Б количество поражений в год больше.

Ответ: Параметры зон молниезащиты указаны (рис. 3.1.4.8)

Для зоны А: А х В х H = 48 х 20 х 20 м, NА =12,3 10-2 поражений. Для зоны Б: А х В х H = 81 х 20 х 20 м, NБ = 15 10-2 поражений.

Пример 2.

Дано:

Тип молниезащиты – двойная тросовая. hОП1= hОП2= 22 м

hX = 10 м L = 25 м

а = 40 м

N = 71/(км2 год)

Требуется:

-определить параметры зоны А молниезащиты и изобразить еѐ;

-определить габаритные размеры защищаемого объекта;

-определить возможную поражаемость объекта.

Решение:

1. По формулам (таблица 3.1) для двойных тросовых молниеотводов одинаковой высоты определяются м/з для зоны А.

В масштабе зона А изображается на плане (рис.3.1.4.9) так как а 120 м, то

h = hОП -2 = 22 - 2 = 20 м; h0 = 0,85h = 0,85 20 = 17 м;

r0 = (1,35 - 25 10-4h)h = (1,3525 10-4 20) 20 = 26 м;

hС = h0 – (0,14+5 10-4 h)(L - h) = 17 – (0,14 + 5 10-4 20) (25 – 20) = 16,05 м; rС = r0 = 26 м;

127

rСХ = r0(hС – hХ)/ hС = 26 (16,05-10)/16,05 = 9,8 м;

rХ = (1,35 - 25 10-4h)(h – 1,2 hХ) = (1,3525 10-4 20) (20 – 1,2 10) = 10,4 м;

Примечание. При пересечении верхней отметки сооружения с линией в пролете определяется r`Х.

= arctg(r0/h0) = arctg(26/17) = 56,8о.

2.Определяются максимальные габариты защищаемого сооружения на рисунке 3.4.9.

А= а +2 rСХ = 40 + 2 9,8 = 59,6 м.

Принимается целое значение А = 59 м.

B = L +2 rХ = 25 + 2 10,4 = 45,8 м

Принимается целое значение В= 45 м.

Ах В х H = 59 х 45 х 10 м.

3.Определяется возможная поражаемость защищаемого объекта в зоне А при

Рисунок 3.1.4.9 Зона А защиты двойного тросового молниеотвода одинаковой высоты

Ответ: Параметры зоны А молниезащиты (рис.3.1.4.9) А х В х H = 59 х 45 х 10 м. N = 8,2 10-2 поражений.

128

3.1.4.2Индивидуальные задания для расчета молниезащиты

Вкаждом варианте требуется:

-определить параметры зоны молниезащиты и изобразить их;

-определить наибольшие габаритные размеры защищаемого объекта;

-определить возможную поражаемость объекта.

Примечание.

L – расстояние между двумя стержневыми молниеотводами (для типа м/з 2С) или расстояние между опорами тросового молниеотвода (для м/з типа Т); а – длина пролет между опорами троса (для м/з типа 2Т);

h1, h2 – высота опор (для м/з типа Т); 1С – одиночная стержневая м/з; 2С – двойная стержневая м/з; 1Т – одиночная тросовая м/з; 2Т – двойная тросовая м/з.

129

3.2Внутренние перенапряжения

Перенапряжением называется повышение напряжения до величины, опасной для изоляции электроустановки. Перенапряжения в электрических установках можно подразделить на две группы: коммутационные и атмосферные.

Коммутационными перенапряжениями называются перенапряжения,

возникающие в электрических установках при изменении режима их работы, например при отключении короткого замыкания, включении или отключении нагрузки, внезапном значительном изменении нагрузки.

Атмосферные перенапряжения возникают вследствие воздействия на электроустановки грозовых разрядов.

Волны перенапряжений, возникшие на линиях при ударах молнии, распространяются по проводам, доходят до подстанции и могут представлять опасность для изоляции установленного на подстанции оборудования. Такой же опасности могут подвергаться отдельные места на линии, имеющие ослабленную изоляцию или особенно ответственные участки (транспозиционные опоры, пролеты пересечения, переходы через транспортные магистрали, большие реки и т.д.). В этих случаях наряду с защитой от прямых ударов с помощью молниеотводов применяется защита от набегающих волн. Для предупреждения повреждения какой-либо изоляционной конструкции параллельно может быть включен искровой промежуток ИП (рис. 3.2.1,а), вольт-секундная (Up-tp) характеристика которого должна лежать ниже Up-tp характеристики защищаемой изоляции (рис.3.2.1, соответственно кривые 2 и 1). При соблюдении этого условия падение волны перенапряжений вызовет пробой ИП с последующим резким падением (―срезом‖) напряжения на ИП и защищаемой изоляции.

3

1

2

а )

Рис. 3.2.1. Принцип защиты от набегающих волн:

а – принципиальная схема; б – вольт-амперные характеристики

130