2 Блискавкозахист підстанцій

2.2 Захист від прямих ударів блискавки

Для вибору необхідного числа і місця розташування блискавковідводів на території підстанції необхідно знати зони захисту блискавковідводів. Зоною захисту називається та частина простору біля блискавковідводу, у якій число влучень блискавки в захищений об’єкт знижується не менш, ніж від 20 до 200 разів, тобто ймовірність прориву блискавки в захищений об’єкт не перевершує 0,05 або 0,005 щодо ймовірності влучення блискавки у випадку відсутності блискавковідводу. Границі зони захисту блискавковідводів визначалися шляхом моделювання каналу блискавки довгою іскрою в лабораторних умовах і наступного уточнення розрахунками, що враховують розходження в умовах формування траєкторії каналу блискавки і лабораторного розряду.

Зона захисту окремо встановленого стрижневого блискавковідводу (рис. 2.1) являє собою конус із вершиною, розташованою на висоті h₀<h, де h – висота блискавковідводу. Для ймовірності влучення блискавки в об'єкт Р_пр=0,05 величина h₀ становить h₀= 0,92h, а межа зони захисту описується рівнянням:

.

Рисунок 2.1 – Зона захисту окремо встановленого блискавковідводу

Для ймовірності влучення блискавки Р_пр=0,005 висота h₀ становить h₀=0,85h, а межа зони захисту:

.

Якщо два стрижневих блискавковідводи розташовані поблизу один одного на відстанях не більше (3-5)h, то зона захисту збільшується в порівнянні із сумою зон захисту кожного з них, як показано на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 – Зона захисту двох стрижневих блискавковідводів

Якщо кілька блискавковідводів розташовані поблизу один одного, на відстані не більше (3-5)h, то їхня сумарна зона захисту визначається попарними зонами захисту найближчих блискавковідводів. Якщо відстань між найближчими блискавковідводами перевищує 5h (за Р_пр=0,05) або 3h (за Р_пр=0,005), то кожний блискавковідвід бажано розглядати як окремо встановлений.

Для ймовірності прориву блискавки Р_пр=0,05 параметри зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу описуються формулами:

Для Р_пр=0,005:

Захист протяжних об’єктів (повітряних ліній електропередачі, перемичок між трансформаторами, встановленими на греблі ГЕС, і розподільними пристроями станцій й т.п.) здійснюється за допомогою тросових блискавковідводів. Блискавкозахисні троси натягають над проводами, які захищаються, на достатній висоті й заземлюють на опорах для вільного стікання струму блискавки в землю. Зона захисту окремо встановленого тросового блискавковідводу визначається за формулами:

h₀=0,95h,

для Р_пр=0,05:                           

h₀=0,85h;

для Р_пр=0,005:                

У випадку підвішування двох тросових блискавковідводів на відстанях l один від одного найменша висота зони захисту посередині між ними визначається за формулою:

Дослідження показують, що ефективність захисту блискавковідводів у значній мірі залежить від співвідношення зарядів, індукованих на захищеному об’єкті і на блискавковідводі під час наближення каналу лідера блискавки з оточуючими його об'ємними зарядами. Для підвищення надійності блискавкозахисту рекомендується змінити конструкцію блискавковідводу таким чином, щоб збільшити заряд, індукований на вершині блискавковідводу й у прилеглому просторі.