Лабораторная работа № 7 исследование зон защиты стержневыхмолниеотводов
Цель работы: изучить расчетные методы определения зон защиты стержневых молниеотводов ивыполнить экспериментальное исследование защитных зон стержневых молниеотводов с использованием ГИН.
Пояснения к работе
Защита подстанций от прямых ударов молнии (ПУМ)осуществляется с помощью стержневых молниеотводов, установленных на её территории. Их число, расположение и высота выбираются так, чтобы все провода и оборудование подстанции находились в пределах зоны защиты молниеотводов. Если защита подстанции от ПУМ выполнена с соблюдением зон защиты, то вероятность прорыва молнии на защищаемые объекты не превышает 0,001.Тросовые молниеотводы на основной территории подстанции применять не рекомендуется, т. к. в случае обрыва троса он может упасть на сборные шины и вывести из строя всю подстанцию.
Реальный молниеотвод состоит из молниеприемника в виде стержня, возвышающегося над объектом защиты, токоведущих спусков и заземлителя.
Зоны защиты определяются опытным путем на моделях. При этом принимается, что зоны защиты реальных молниеотводов геометрически подобны зонам, полученным для лабораторных моделей. В качестве "модели" молнии используется импульсный искровой разряд.
В результате опытов установлено, что зона защиты одиночного молниеотвода высотой h представляет собойкруговой конус высотой h0<h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода (рис.7.1). Габариты зоны определяются тремя параметрами: высотой конуса h0, радиусом конуса на уровне земли r0инадежностью защиты.
В соответствии с СО 153-34.21.122 – 2003 при надежности защиты 0,99 и высоте молниеотвода h< 30 м высота конуса стандартной зоны защиты h0= 0,8h, радиус конуса на уровне земли r0=0,8h. Радиус горизонтального сечения rx на высоте hx определяется по формуле:
Рис.7.1. Зоны защиты одиночного молниеотвода.
Испытательная установка (рис. 7.2) состоит из ГИН (см. лаб. работу № 3); стержня, имитирующего конец лидерного канала на высоте ориентировки; заземленной плоскости; модели стержневого молниеотводов; модели объекта защиты.
Рис. 7.2. Схема установки для исследования молниезащиты.
Максимальное значение амплитуды импульса ГИН, используемого в лабораторной работе200 кВ. Высота модели стержневого молниеотвода hм принята равной 3 см, высота модели объекта защита hоб=0,5hм
Порядок выполнения работы
По заданным размерам модели молниеотвода и объекта защиты рассчитать радиус защиты отдельно стоящего стержневого молниеотвода на уровне земли r0м и на уровне высоты объекта защиты rxм.
Нарисовать полученные зоны защиты в разрезе и в плане на уроне поверхности земли и на уровне высоты защищаемого объекта.
Ознакомиться со схемой установки (рис. 7.2), изучить на месте расположение оборудования и объекта испытания.
Выполнить опытную проверку эффективности установки молниеотвода на модели:
- установить модель молниеотвода на расстоянии 3,5hм от оси стержня, а модель объекта защиты на расстоянии(2-4)rxм от оси молниеотвода;
- включить ГИН и определить вероятность поражения объекта для заданного числа разрядов (10-20);
- установить модель объекта защиты на расстоянии менее rxм от оси молниеотвода;
- включить ГИН и определить вероятность поражения объекта для заданного числа разрядов (10-20);
5. Сделать выводы по работе, сравнив вероятность поражения объекта защиты при установке модели молниеотвода на различных расстояниях от объекта защиты.