§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.
§3.3. Зоны защиты тросовых молниеотводов
Вертикальное сечение зоны защиты тросового молниеотвода строится так же, как для стержневого, но с другими числовыми коэффициентами. Упрощенное построение зоны защиты одиночного троса приведено на рис. 5.5.
Внешняя часть зоны защиты двух параллельных тросовых молниеотводов, расположенных на расстоянии а, определяется так же, как и для одиночного троса. Внутренняя часть ограничена поверхностью, которая в сечении плоскостью, перпендикулярной тросам, дает дугу окружности; эта дуга проходит через три точки: два троса и точку посередине между ними на высоте
ho=h-a/4p. (5.6)
Условие защиты среднего провода при горизонтальном расположении проводов и двух тросах практически всегда осуществляется со значительным запасом:
a4p(h-hx)=4p(hтр-hпр). (5.7)
При рассмотрении условий защиты внешних проводов (или любого провода при одном тросе) обычно пользуются понятием не зоны защиты, а угла защиты α. Для защитной зоны на высоте более 0,7 h (рис. 5.5) α= arctg 0,6 = 31°.
Рис. 5.5. Зона защиты тросового молниеотвода
Наличие защитных тросов не гарантирует 100%-ной надежности защиты; всегда существует некоторая вероятность поражения провода — «прорыва молнии мимо тросовой защиты». В отличие от подстанций, территории которых поражаются молнией 1 раз в несколько лет, линии подвергаются прямым ударам десятки раз за грозовой сезон. Поэтому, даже весьма малая вероятность прорыва молнии имеет существенное значение. Эта вероятность подсчитывается по эмпирической формуле
,
(5.8)
где hoп — высота опоры.
При α = 30° и hoп =16 м Pα ≈0,002, а при hoп= 36 м Pα =0,01. Для снижения вероятности прорыва молнии уменьшают защитные углы на высоких опорах путем раздвигания тросостоек к концам траверсы; условия защиты среднего провода при этом обычно сохраняются.