9 Заземление опор.

Заземление опор ВЛ выполняют с помощью забитых в грунт 2—10 стальных стержней из уголковой стали 50 х 50 х 5 мм2 длиной 2,5 м и соединенных между собой стальными шинами 4 х 2,5 мм2. Заземляющие спуски мачтовых подстанций выполняют стальным прутком диаметром не менее 10 мм. Для заземления опор ВЛ до 1 кв используют пруток диаметром не менее 6 мм. Защитное действие молниеотвода характеризуется его зоной защиты, т. е. пространством вблизи молниеотвода, вероятность попадания молнии в которое не превышает определенного достаточно малого значения. В настоящее время в связи с потребностями практики нормированы зоны защиты молниеотводов высотой до 150 м. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h ≤150 м представляет собой круговой конус (рис. 2.3) с вершиной на высоте h0 < h , сечение которого на высоте hx имеет радиус rx .

Зона защиты стержневого молниеотвода

Граница зоны защиты находится по формулам (все размеры — в метрах)

h o=h*0,85

rx=(1,1-0,002h)(h-hx/0,85)

При этом вероятность прорыва молнии через границу зоны не пре-

вышает 0,005.

При 0,05 ho=h*0,92

Rx=1,5(h-hx/0,92)

Зона защиты тросового молниеотвода

а) при вероятности прорыва Pпр = 0,005

h o=h*0,85

rx=(1,35-0,0025h)(h-hx/0,85)

б) при вероятности прорыва Pпр = 0,05

ho=h*0,92

rx=1,7(h-hx/0,92)

Зона защиты двух молниеотводов

10 Различие сопротивления заземления на частоте 50Гц и импульсного заземления.

Горизонтальный

R _~=(ρ/2πL)(Ln2L/d+LnL/2h)

Вертикальный

R_~=(ρ/2πL)(Ln2L/d+0,5Ln4h+L/4h-L)

d=0.95b для уголка со стороной b

Контурный заземлитель

R_~=(ρ/2π^2Dэ)(Ln8Dэ/d+Ln πDэ /4h)

D э=D Dэ=√4ab/π

Многоэлементные заземлители

Н а ОРУ п/с используется сетка из вертикальных заземлителей, объединённых горизонтальными полосами Rи ~0,5 Ом, R~ ~2,5 Ом; для ЛЭП Rи < 30 Ом

Импульсные коэффициенты заземления

hи=Rи/R~

Сопротивления заземления на промышленной частоте и при ударе молнии — различны. Вертикальные заземлители - hи < 1 hи убывает с ростом Iм и r Горизонтальные заземлители - 0,1 < hи < 10

hи растёт с увеличением длины L и крутизны фронта импульса тока молнии а. Протяжённые заземлители — длина сопоставима с длиной волны ЭМП на фронта импульса l =c·tф. При tф=1 мкс l =300 м. При L > 30 м – протяжённый

11 Причины возникновения коэффициента использования импульса

При больших импульсных токах, что имеет место при ударе молний, плотность проходящего через заземляющие электроды тока велика, поэтому в земле у поверхности электродов создаются очень высокие напряженности поля, превосходящие пробивные напряженности грунта. Вокруг электродов образуются зоны искрения, увеличивающие их эффективные размеры, и сопротивление заземления уменьшается. Быстрое же нарастание тока молнии на фронте импульса создает падение напряжения на индуктивности протяженного заземлителя, что ограничивает отвод тока с удаленных его частей. При этом сопротивление заземления, наоборот, увеличивается. В результате влияния того или иного фактора (образования зоны искрения или падения напряжения на индуктивности) сопротивление заземлителя при прохождении тока молнии отличается от стационарного сопротивления заземления, формулы для которого приведены выше. Такое сопротивление называется импульсным сопротивлением Rи . Отношение импульсного и стационарного сопротивлений заземления называется импульсным коэффициентом.

α_u= R/Rи

Если заземлитель состоит из n труб или полос, то его импульсное сопротивление равно

Rи= α_u*R/ η_u n

где η и - импульсный коэффициент использования заземлителя, учитывающий ухудшение условий растекания тока молнии вследствие взаимного экранирования электродов.