Lynbeskyttelse af luftledninger

En luftledning er det længste element i det elektriske system. Det er også det mest almindelige element i systemet og oftest ramt af lyn. Elsystemulykkesstatistikker viser, at 75-80 % af nødafbrydelser i luftledninger er relateret til lynnedbrud.

Fysik af lynudladning

Lyn - en type gasudladning med en meget lang gnistlængde. Den samlede længde af lynkanalen når flere kilometer, og en betydelig del af denne kanal er placeret inde i tordenskyen.

For at et tordenvejr skal opstå, for det første kraftige opstrømninger og for det andet den nødvendige luftfugtighed i området med tordenvejr.

Opstrømninger opstår på grund af opvarmning af luftlag, der støder op til jordens overflade, og termisk induceret varmeudveksling af disse lag med køligere luft i store højder.

I skyen dannes flere ophobninger af ladninger, isoleret fra hinanden (i den nederste del af skyen ophobes ladninger med negativ polaritet), lyn er normalt flere, dvs. består af flere enkelte udledninger, der udvikler sig ad samme vej.

Den nøjagtige mekanisme for ladningsadskillelse i en tordensky er stadig stort set uklar. Observationer viser dog, at ladningsadskillelsen falder sammen med frysning af vanddråber i en sky.

Det tilladte antal afbrydelser af luftledninger som følge af lynnedslag

Forundersøgelsen viser, at det er umuligt at gøre luftledninger absolut lynsikre... Vi må bevidst antage, at luftledninger vil blive lukket ned et begrænset antal gange om året. Opgaven med lynbeskyttelse af elledninger er at minimere antallet af lynafbrydelser.

Tilladt antal suspensioner af luftledninger om året og yderligere nedlukning bestemmes af betingelserne:

a) pålidelig strømforsyning til forbrugere,

b) pålidelig drift af kontakter, der går til luftledninger og beregnes ved hjælp af formlen:

hvor yderligere — antallet af tilladte afbrydelser i strømforsyningen på linjen pr. år nadd ≤ 0,1 i fravær af redundans og nadd ≤ 1, hvis redundant er tilgængelig), β — APV succesrate lig med 0,8-0,9 for ledninger 110 kV og højere på metal- og armeret betonstøtter.

Automatisk genlukker (AR) kan holde ledningen i drift, da tilfælde af isolationsfejl i lysbueunderstøtninger er ret sjældne. I dette tilfælde vil lynnedslaget ikke være ledsaget af strømafbrydelse.I tilfælde af fejl i automatisk gentilslutning vil der ske en fuldstændig nedlukning af strømledningen.

Det skal bemærkes, at den hyppige brug af automatisk genlukning komplicerer driften af ​​afbrydere, som i dette tilfælde kræver ekstraordinær revision. Baseret på dette er det tilladt at have yderligere nedlukning = 1 — 4 afhængig af kontakttypen. For kritiske strækninger bør dette antal ture reduceres.

Estimeret antal lynnedslag på luftledninger

Det forventede antal lynafbrydelser på strækningen bestemmes hovedsageligt af intensiteten af ​​lynaktiviteten i området af linjeruten. Baseret på gennemsnitstallene er det generelt accepteret, at 0,067 lynnedslag forekommer 1 km fra jordens overflade på én tordenvejrstime... Givet at linjen samler alle nedslag fra en strimmel med bredden 6h (h er gennemsnitshøjden af ​​en kabelophæng eller kabel), er antallet af N lynnedslag på en linje med længden l om året

N = 0,067 × n × 6h × l × 10-3 ,

hvor n er antallet af tordenvejrstimer om året.

Antallet af overlapninger i isoleringen af ​​luftledninger bestemmes af formlen

ntape = n NS Pcloth,

hvor Pln — sandsynligheden for overlapning af ledningsisoleringen ved en given lynstrøm.

Ikke enhver overlapning af impulsisolering er ledsaget af en linjeafbrydelse, da udløsning kræver passage af en impulsbue til forsyningsbuen. Overgangssandsynligheden afhænger af mange faktorer, og i tekniske beregninger er det sædvanligt at bestemme det ved gradienten af ​​driftsspændingen langs overlapningsvejen EСр = Urob / Lband, kV / m.

For linjer på træstøtter med lange luftspalter bestemmes sandsynligheden for at skifte til en pulseret bue h af formlen

For ledninger på metal- og armeret betonstøtter er h = 0,7 for ledningsspænding op til 220 kV og h = 1,0 for nominel spænding 330 kV og mere.

Ved at gange nlenten med en faktor η er det muligt at beregne det forventede antal lynnedslag på linjen om året

I ingeniørpraksis bruges det specifikke antal linjebrud nAntal brud pr. 100 km linje, der passerer gennem et område med 30 timers tordenvejr om året:

For at reducere antallet af lynnedslag på linjen kan du:

• reduktion af sandsynligheden for overlapning af isolering under lynnedslag, hvilket normalt opnås på luftledninger med metalstøtter ved at ophænge lynafledere fra kontaktledninger og ved at give lav impulsjordingsmodstand for understøtninger og kabler,

• forlænge overlapningsvejen med en lav driftsspændingsgradient, som reducerer koefficienten h for impulsbuen til effektbueovergangen. Sidstnævnte udføres på luftledninger med træstøtter.

Effekt af lynbeskyttelsesydelse

Luftledninger på metal (armeret beton) understøtninger uden jordledning.

Når ledningen rammes ved anslagspunktet, tændes en modstand svarende til halvdelen af ​​Z-trådens karakteristiske impedans.