1 Захист ліній від блискавки

1.5 Число відключень під час зворотного перекриття з троса на провід

Розрахункове річне число відключень лінії від удару блискавки в трос рівне:

                  (1.25)

Як уже наголошувалося, з віддаленням точки удару блискавки в трос від опори імовірність перекриття гірлянди знижується, але зростає імовірність перекриття повітряного проміжку поблизу точки удару. При цьому розглядається особливий розрахунковий випадок грозового ураження лінії, який умовно називається ударом блискавки в трос. Імовірність такого ураження може бути приблизно визначена за формулою:

а розрахункове річне число ударів блискавки в трос

В точці удару блискавки в трос відбувається підвищення напруги, величину якої оцінюють за еквівалентною схемою (electric circuit) рис. 1.11,а.

Рисунок 1.11 – Спрощена еквівалентна схема (а) і графік напруги на тросі (б) при ударі блискавки в трос у середині прогону

До приходу відбитих хвиль напруга в точці удару розраховується так само, як і під час удару блискавки в провід:

.

Найбільший час запізнення приходу відбитих хвиль в точку удару  важливий під час удару блискавки в середині прогону. При цьому 

,

де   – довжина прогону,

 – швидкість руху хвилі.

В цьому випадку розрахункова схема набуває вигляду, наведеного на рис. 1.11,а, де два відрізки тросу, які розходяться від точки удару блискавки, складено паралельно. Індуктивність , унаслідок її малого впливу на даний процес, може не враховуватися.

Оскільки величина , як правило, набагато менша хвильового опору троса , відбиті хвилі мають знак, протилежний знаку падаючої хвилі, а амплітуда і крутизна струму фронту хвиль за абсолютною величиною близькі до амплітуди і крутизни фронту падаючої хвилі, тому з моменту приходу відбитих хвиль зростання напруги в точці удару різко сповільнюється (рис. 1.11,б). Вони зустрічають в точці 1 опір, близький до хвильового опору еквівалентної лінії: , тому повторних віддзеркалень хвиль в точці 1 практично не відбувається і їх можна не враховувати. З урахуванням таких припущень амплітуду напруги  можна визначити за формулою:

.

Таким чином, максимальна напруга на тросі, в основному, залежить не від амплітуди, а від крутизни струму блискавки . За звичайних параметрів лінії ця напруга може досягати декількох мегавольт, і принципово можливі такі випадки пошкодження лінійної ізоляції: 1) перекриття повітряного проміжку трос-провід-земля в місці удару блискавки; 2) перекриття проміжку трос-земля, минаючи провід; 3) зворотне перекриття гірлянди ізоляторів на найближчій опорі.

Аналіз показує, що за умови

=0,02,

де   – відстань по вертикалі між тросом і проводом;

– довжина прогону,

найбільш імовірним на практиці є випадок зворотного перекриття гірлянди ізоляторів. Умову перекриття гірлянди у разі удару блискавки в трос в середній частині прогону можна записати у вигляді

Для ліній електропередачі напругою 220 кВ і вище імовірність перекриття гірлянд від ударів блискавки в трос у середній частині прогону виявляється, зазвичай, набагато меншою, ніж імовірність інших грозових уражень лінії, тому в розрахунках грозостійкості ліній нехтують цим видом уражень і приймають