49. Схема развития грозовой аварии. Вероятность прорыва молнии через тросовую защиту.

Аварией воздушной линии следует считать событие её отключения, первичной причиной которого является попадание молнии в зону её трассы. При этом наступление этого события носит вероятностный характер и определяется целым рядом следственно зависимых событий, каждое из которых можно также характеризовать собственной вероятностью. Все возможные варианты этих последовательностей показаны на рисунке ниже.

Схема развития грозовых аварий ВЛ

Вероятность прорыва молнии сквозь тросовую защиту

Оценка вероятности прорыва делается по эмпирическим формулам на основе опытных данных. Здесь одним из главных параметров является угол тросовой защиты – угол отклонения оси грозотроса от оси провода. С увеличением данного угла вероятность прорыва молнии на провод возрастает.

Пример зависимости вероятности прорыва молнии от угла

тросовой защиты

Геометрия опоры

50.Оценка вероятности перекрытия изоляции при прорыве молнией тросовой защиты. (пум в провод)

Прямой удар молнии в провод (1) создаёт самый тяжёлый режим перенапряжений, напряжение при разряде молнии достигает 10 МВ, а ток 100 кА. Поэтому провода линии, особенно вблизи подстанций защищаются с помощью заземлённого грозотроса, снижающего вероятность прорыва молнии к проводу. Удар же в грозотрос (3) приводит к перенапряжениям с существенно меньшим уровнем воздействия.

Вероятность перекрытия гирлянды при прорыве молнии

Эквивалентная схема для расчёта величины напряжения на проводе при прорыве молнии сквозь тросовую защиту

Для расчёта вероятности перекрытия гирлянды при ударе молнии в провод вначале оценим величину воздействующего напряжения исходя из представленной на данном слайде схемы замещения, в которой фигурируют волновые сопротивления проводов,

отходящих от точки удара молнии и волновое сопротивление канала молнии.

h_ПР и r_П –высота и радиус сечения провода

При этом волновое сопротивление канала молнии убывает с ростом тока молнии, а волновое сопротивление провода определяется не только геометрическими характеристиками, но также зависит от явления коронного разряда, что учитывается с помощью поправочного коэффициента.

Далее используя экспериментальные зависимости вероятности перекрытия для конкретных гирлянд изоляторов, сопоставляя с величиной воздействующего напряжения в точке удара U_М=I_МZ_Э, находим искомую вероятность.

Напряжение в точке удара молнии U_М=I_МZ_Э. Волна напряжения данной амплитуды распространяется из точки x в обе стороны от места удара. Достигнув опор линии эта волна воздействует на гирлянды, создавая опасность их перекрытия. Сравнивая амплитуду волны Ux c импульсной электрической прочностью изоляции можно определить уровень грозоупорности линии I_{м пр}, как предельный ток молнии при ударе в фазный провод, не приводящий к перекрытию изоляции.

Грозоупорность - критический ток молнии, равный отношению импульсной электрической прочности к эквивалентному сопротивлению параллельного соединения провод-провод-канал молнии:

Вероятность перекрытия гирлянды равна вероятности появления тока молнии, превосходящего уровень грозоупорности линии ,

. можно найти, например, с помощью графика

ниже или с помощью аппроксимации: