Инструкция КР+лекции_1231178
.pdfОсновные особенности разработанной модели сводятся к следующему:
•при оценке помех цепи или элементы сооружения представляют как часть сети, а напряжения и токи в них определяют как наведенные в элементах сети. При таком подходе становится возможным анализ распространения импульса, если рассматриваемое сооружение достаточно дискретизировано и учтены паразитные емкости;
•математическая модель позволяет одновременно учесть взаимодействия между всеми токами, протекающими в различных ветвях элементов модели сети. При расчете активного сопротивления ветвей учитывается поверхностный эффект. Между двумя соседними узлами может быть помещена ветвь, представляющая RLC-цепочку. Если расстояние между ветвями много больше их размеров, то взаимные индуктивности между этими ветвями можно не учитывать;
•в модели наличие земли учитывают посредством отображений проводников на определенной глубине в земле, в зависимости от частоты тока и удельного сопротивления земли.
а — распределение импульсных токов по ветвям 1 и 2 объекта (смоделированного сеткой из медной проволоки диаметром 1 мм с ячейками размером 500 мм), полученное при воздействии импульсного тока стандартной формы; б — измеренное (пунктир) и расчетное (сплошная линия) значение тока в одной из ветвей проволочной сетки, обозначенной цифрой 1
Воздействие электромагнитного поля молнии на линии электропередачи или сооружения
Рассматриваемое воздействие имеет важное значение для распределительных линий низкого и среднего напряжения, поскольку на таких линиях возможно возникновение пробоев изоляции, вызванных индуцированными грозовыми перенапряжениями.
Амплитуда импульса напрямую зависит от расстояния от места удара молнии в землю до линии, возрастает при увеличении высоты линии и заметно уменьшается вследствие экранирования заземленными молниезащитными тросами, если они имеются.
В месте ВЛ, ближайшем к месту удара молнии, фронт импульса имеет такой же вид, как и при прямом ударе молнии, длительность импульса волны составляет 5—10 мкс. Выводы по поводу искажения формы импульса импульсной короной и пробоями изоляции, сделанные применительно к прямому попаданию молнии в провода ВЛ и обратным перекрытиям, одинаково применимы и к данному случаю.
Если сооружение имеет меньшие размеры (длину), чем ВЛ, то и запасаемая им электромагнитная энергия будет меньше. Возмущение же, переданное от сооружения к оборудованию, присоединенному или расположенному в непосредственной близости от сооружения, будет меньше, чем при прямом воздействии поля тока молнии. В этом случае сооружение выступает в роли экрана для излучаемого поля.
Стандартизированные параметры тока молнии
В стандарте МЭК 61312-1 приведены нормированные параметры импульса тока молнии
Удары молнии в молниеприемники на территории энергообъекта, как правило, вызывают нарушения в работе автоматизированных систем технического управления электротехническими объектами: повреждения кабелей и элементов устройств, нарушение функционирования отдельных устройств
При ударах молнии в территорию энергообъекта представляют опасность следующие воздействия:
•непосредственное попадание в оборудование высокого напряжения и здания;
•воздействие на автоматические и автоматизированные системы технологического управления электротехническими объектами импульсных магнитных полей от тока молнии;
•перекрытие с заземляющего устройства через грунт на кабели автоматической и автоматизированной системы технологического управления электротехническими объектами;
•перекрытие с поверхности земли на жилы кабелей;
•обратное перекрытие с молниеприемника на первичное оборудование; • индуцирование импульсных перенапряжений в цепях вторичной коммутации
Рассмотрим ситуацию при ударе молнии в стержневой молниеприемник, расположенный вблизи кабельного канала.
Сопротивление растеканию импульса тока молнии (первый импульс 100 кА, 10/350 мкс) может составлять от единиц до десятков Ом в зависимости от удельного сопротивления грунта. При этом потенциал молниеприемника Uмп при ударе молнии составит от сотен киловольт до нескольких мегавольт. Средняя напряженность пробоя в грунте обычно принимается Eср.пр = 300 кВ/м.
Минимально допустимое расстояние от молниеприемника или от его заземляющего устройства до кабельного канала по условию пробоя в грунте составит:
Минимальное расстояние от токоотводов молниеприемника до места размещения автоматических и автоматизированных систем технологического управления электротехническими объектами определяется также из условия
где I — ток; Hдоп — допустимая напряженность импульсного магнитного поля для рассматриваемых систем.
Для импульсных полей тока молнии коэффициент ослабления магнитного поля для зданий и шкафов, в которых размещаются автоматические и автоматизированные системы технологического управления электротехническими объектами, как правило, более 10.
Расчет наведенных в кабелях импульсных напряжений обычно производят с использованием специальных программ.