Определение границ зоны защиты
Для
многостержневых молниеотводов зона
защиты строится посредством совмещения
зон каждой пары молниеотводов. При этом
каждая пара молниеотводов считается
двойным молниеотводом, если расстояние
между молниеотводами не превышает
предельной величины
.
В противном случае оба молниеотвода
рассматриваются как одиночные. При
высоте молниеотвода менее 30 м согласно
[21]:
Lmax = 4,75 17 = 80,75 м.
Поскольку
80,75 м = Lmax
,
делаем вывод, что любая из пар молниеотводов
может рассматриваться как двойной
молниеотвод.
Рассмотрим двойной молниеотвод (рисунок 5).
Зона
защиты между каждой парой молниеотводов
снижается при приближении к центру,
образуя провес зоны защиты. Высоту
провеса
можно рассчитать по выражению:
,
м
где
–
расстояние между молниеотводами, меньше
которого провес вообще не образуется:
Lc = 2,25 17 = 38,25 м.
Рисунок 5 – Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 30 м
Проверим попарно молниеотводы на наличие провеса:
– 1
и 2 молниеотводы: 21 м = Ɩ1
Lc
=
38,25 м
–
провес не образуется;
– 1 и 3 молниеотводы 30 м = Ɩ2 Lc = 38,25 м – провес не образуется;
– 2 и 3 молниеотводы: 39,96 м = L Lc = 38,25 м– провес образуется.
Определим величину провеса между молниеотводами 2 и 3 по следующему выражению :
hc
=
В том случае, если провес образуется, необходимо чтобы выдерживалось соотношение:
,
в противном случае необходимо увеличивать высоту молниеотводов.
В нашем случае
13,05 м = hc hx = 5,25 м.
Можно утверждать, что зона защиты из четырех молниеотводов охватывает всю территорию подстанции (рисунок 6).
Рисунок 6 – План и профиль подстанции с указанием зоны молниезащиты
Проверка на грозоупорность
Определим среднее количество ударов молнии в подстанцию за год:
,
где
–
количество грозовых часов в году (для
Южного Урала n
.
N = 0,06 50 (46 + 10 17) (33 + 10 17) 10-6 = 1,31 уд/год
Определим количество отключений подстанции вследствие ПУМ в год:
,
где
–
вероятность прорыва молнии сквозь зону
защиты молниеотводов
;
–
вероятность перекрытия изоляции при
прямом ударе молнии
;
–
вероятность перехода импульсного
перекрытия в силовую дугу
.
.
Грозоупорность подстанции (количество лет без аварий по причине ПУМ) составляет:
.
m
=
Этого достаточно, поскольку намного превышает средний срок службы подстанции.