1 Захист ліній від блискавки

1.6 Число відключень під час ударів блискавки поблизу лінії

Під час ударів блискавки поблизу ПЛ на фазних проводах виникають індуковані напруги, які мають електричну і магнітну складові:

.

Заряди каналу лідера блискавки викликають появу на проводах зв’язаних зарядів протилежної полярності. Поле зв’язаних зарядів проводу врівноважується полем лідера, тому потенціал фазних проводів рівний нулю (без урахування робочої напруги). Під час досягнення лідером землі починається стадія головного розряду. При цьому, зв’язані заряди на проводі звільняються і утворюються хвилі напруги, що розповсюджується в обох напрямах по лінії. Це і є електрична складова індукованої напруги. Як показали дослідження, електрична складова індукованої напруги  прямо пропорційна середній висоті фазного проводу над землею, заряду каналу лідера і обернено пропорційна найкоротшій відстані від точки удару блискавки до лінії.

Зміна магнітного поля струму головного розряду створює е.р.с. у петлі найближча опора-гірлянда-провід-земля. Найбільша е.р.с. виникає в петлі з найближчої до місця удару блискавки опорою, особливо, якщо блискавка ударила поблизу цієї опори. Максимальне значення напруги, що виникає при цьому, на гірлянді ізоляторів також залежить від максимального значення струму блискавки, висоти проводу над землею і відстані від місця удару блискавки до проводу. Повне число випадків появи на лінії індукованих перенапруг з максимальним значенням, що перевищує , пропонується розрахувати за формулою:

                 (1.26)

Результати розрахунку  для ліній 6–110 кВ на металевих опорах наведені на рис. 1.12, з якого видно, що індуковані перенапруги можуть достатньо часто перевищувати імпульсну міцність ізоляції ліній 6–10 кВ (20–30 разів на рік). Для ізоляції ліній 35 кВ небезпечні індуковані перенапруги виникають 4–5 разів на рік, а для ліній 110 кВ на металевих опорах без тросів – менше 1 разу на рік.

Число відключень лінії 110 кВ і вище через перекриття ізоляції внаслідок дії індукованих перенапружень  визначається за формулою:

                          (1.27)

де  – очікувана річна кількість небезпечних індукованих перенапруг з амплітудою, що перевищує імпульсний рівень ізоляції . Розрахунки показують, що для ліній 220 кВ і вище індуковані перенапруги практично не несуть з собою небезпеки і можуть не враховуватися під час оцінювання надійності блискавкозахисту.

Рисунок 1.12 – Часткове річне число індукованих перенапруг
(на 100 км довжини ЛЕП і 100 грозових годин):

1 –  =10 м; 2 –  =15 м; 3 –  =20 м