Lynbeskyttelse av luftledninger

En luftledning er det lengste elementet i det elektriske systemet. Det er også det vanligste elementet i systemet og oftest truffet av lynet. Ulykkesstatistikk for kraftsystemet viser at 75-80 % av nødavbrudd i luftledninger er relatert til lynavbrudd.

Fysikk for lynutladning

Lyn - en type gassutslipp med en veldig lang gnistlengde. Den totale lengden på lynkanalen når flere kilometer, og en betydelig del av denne kanalen ligger inne i tordenskyen.

For at et tordenvær skal oppstå, for det første, sterke oppstrømninger og for det andre den nødvendige luftfuktigheten i området med tordenvær.

Oppstrømninger oppstår på grunn av oppvarming av luftlag som grenser til jordoverflaten og termisk indusert varmeveksling av disse lagene med kjøligere luft i store høyder.

I skyen dannes det flere ansamlinger av ladninger, isolert fra hverandre (i den nedre delen av skyen akkumuleres ladninger med negativ polaritet), lyn er vanligvis flere, d.v.s. består av flere enkeltutslipp som utvikler seg langs samme vei.

Den nøyaktige mekanismen for ladningsseparasjon i en tordensky er fortsatt stort sett uklar. Observasjoner viser imidlertid at ladningsseparasjonen sammenfaller med frysing av vanndråper i en sky.

Det tillatte antallet avbrudd i luftledninger som følge av lynnedslag

Mulighetsstudien viser at det er umulig å gjøre luftledninger absolutt lynsikre... Vi må bevisst anta at luftledninger stenges ned et begrenset antall ganger i året. Oppgaven med lynbeskyttelse av kraftledninger er å minimere antall lynavbrudd.

Tillatt antall suspensjoner av luftledninger per år og ytterligere stans bestemmes av forholdene:

a) pålitelig strømforsyning til forbrukere,

b) pålitelig drift av brytere som går til luftledninger og beregnes med formelen:

der tillegg — antall tillatte avbrudd i strømforsyningen på linjen per år nadd ≤ 0,1 i fravær av redundans og nadd ≤ 1 hvis redundant er tilgjengelig), β — APV suksessrate lik 0,8-0,9 for linjer 110 kV og høyere på metall- og armert betongstøtter.

Automatisk gjenlukker (AR) kan holde linjen i drift, da tilfeller av isolasjonssvikt på buestøtter er ganske sjeldne. I dette tilfellet vil ikke lynnedslaget være ledsaget av strømbrudd.Ved svikt i automatisk gjeninnkobling vil en fullstendig stans av kraftledningen skje.

Det skal bemerkes at hyppig bruk av automatisk gjenlukking kompliserer driften av effektbrytere, som i dette tilfellet krever ekstraordinær revisjon. Basert på dette er det tillatt å ha ytterligere avstengning = 1 — 4 avhengig av type brytere. For kritiske linjer bør dette antallet turer reduseres.

Estimert antall lynnedslag på luftledninger

Det forventede antallet lynavbrudd på linjen bestemmes hovedsakelig av intensiteten av lynaktiviteten i området til linjeruten. Basert på gjennomsnittstallene er det generelt akseptert at 0,067 lynnedslag skjer 1 km fra jordoverflaten i løpet av en tordentime... Gitt at linjen samler alle nedslag fra en stripe med bredde 6h (h er gjennomsnittshøyden på en kabeloppheng eller kabel), er antall N lynnedslag på en linje med lengde l per år

N = 0,067 × n × 6t × l × 10-3 ,

hvor n er antall tordentimer per år.

Antall overlappinger i isolasjonen av luftledninger bestemmes av formelen

ntape = n NS Pcloth,

hvor Pln — sannsynligheten for overlapping av linjeisolasjonen ved en gitt lynstrøm.

Ikke hver overlapping av impulsisolering er ledsaget av en linjeavstengning, siden utløsning krever passasje av en impulsbue til tilførselsbuen. Overgangssannsynligheten avhenger av mange faktorer, og i tekniske beregninger er det vanlig å bestemme den ved gradienten til driftsspenningen langs overlappingsbanen EСр = Urob / Lband, kV / m.

For linjer på trestøtter med lange luftspalter, bestemmes sannsynligheten for å bytte til en pulserende bue h av formelen

For ledninger på metall- og armert betongstøtter, h = 0,7 for linjespenning opp til 220 kV og h = 1,0 for nominell spenning 330 kV og mer.

Ved å multiplisere nlenten med en faktor η, er det mulig å beregne forventet antall lynnedslag på linjen per år

I ingeniørpraksis brukes vanligvis det spesifikke antallet linjebrudd nAntall brudd per 100 km linje som går gjennom et område med 30 timer med tordenvær per år:

For å redusere antall lynnedslag på linjen kan du:

• redusere sannsynligheten for overlapping av isolasjon under lynnedslag, som vanligvis oppnås på overliggende kraftledninger med metallstøtter ved å henge opp lynavledere fra kontaktledning og ved å gi lav impulsjordingsmotstand til støtter og kabler,

• utvide overlappingsveien med en lav driftsspenningsgradient, noe som reduserer koeffisienten h for overgangen fra impulsbuen til strømbuen. Sistnevnte utføres på luftledninger med trestøtter.

Effekt av lynbeskyttelsesytelse

Overhead kraftledninger på metall (armert betong) støtter uten jordledning.

Når ledningen blir truffet ved treffpunktet, slås en motstand lik halvparten av den karakteristiske impedansen til Z-tråden på.