§2.1. Защита от прямых ударов молнии

Молниеотводы как средство защиты от прямых ударов молнии применя­лись задолго до начала нашей эры, но получили всеобщее признание только в середине XVIII века в результате работ Ломоносова и Франклина.

Назначение молниеотводов — воспринять подавляющее число ударов молнии в пределах защищаемой территории и отвести ток молнии в землю.

Каждый молниеотвод состоит из молниеприемника, возвышающегося над защищаемым объектом, заземлителя и токоотвода, соединяющего молние-приемник с заземлителем. По типу молниеприемников различают стержневые и тросовые молниеотводы. Стержневые молниеотводы выполняются в виде вертикально установленных стержней (мачт), соединенных с заземлителем, а тросовые — в виде горизонтально подвешенных тросов. Металлический стержневой молниеотвод или опора одновременно выполняют функции токо­отвода. Если же молниеприемник молниеотвода (стержень, трос) расположен на изолирующих опорах (дымовые трубы, деревянные опоры), то по ним про­кладываются тросы, соединяющие молниеприемник с заземлителем.

Защитное действие молниеотводов основано на явлении избирательной поражаемости молнией высоких объектов. Высота над поверхностью земли, при которой лидер начинает ориентироваться по направлению к наиболее вы­сокому наземному объекту, называется высотой ориентировки молнии (Н). Ес­ли головка лидера на высоте ориентировки находится в точке, расположенной над молниеотводом, то разряд поразит молниеотвод. По мере удаления точки ориентировки от молниеотвода повышается вероятность удара молнии в зем­лю, а при достаточном удалении точки ориентировки от молниеотвода разряды будут поражать в основном землю.

Если вблизи молниеотвода поместить более низкий по высоте защищае­мый объект, то при определенном расстоянии между молниеотводом и объек­том разрядное напряжение промежутка лидер молнии — объект будет всегда больше разрядных напряжений промежутков лидер молнии — молниеотвод и лидер — земля. Объект будет защищен от прямого удара молнии.

Необходимым условием надежной защиты является хорошее заземление молниеотвода, так как при ударе молнии в плохо заземленный молниеотвод на нем создается весьма высокое напряжение, способное вызвать пробой с мол­ниеотвода на защищаемый объект.

§3.2. Применение тросов для защиты линии электропередачи

На линиях с металлическими и железобетонными опорами применяется тросовая защита. В отсутствие тросов защитный уровень этих линий очень низкий и отключение линий вследствие грозовых поражений происходит очень часто. Многолетний опыт эксплуатации линии на металлических опорах пока­зал, что хорошо заземленные тросы обеспечивают малое удельное число от­ключений линий. Подвеска тросов незначительно повышает стоимость линии.

На линиях 110 кВ и ниже с деревянными опорами подвеска тросов требу­ет применения опор большой длины, что приводит к значительному удорожа­нию стоимости линии и утяжелению конструкции опор. При этом линии на де­ревянных опорах без троса обладают удовлетворительными грозозащитными характеристиками, а стоимость их значительно ниже стоимости линий на ме­таллических и железобетонных опорах. Поэтому на линиях с деревянными опорами тросовая защита используется только на участках, примыкающих к подстанциям, где по условиям защиты подстанционной изоляции необходимо предотвратить прямой удар молнии в провода.