Gaisvadu elektrolīniju zibensaizsardzība

Gaisvadu elektrolīnija ir garākais elektriskās sistēmas elements. Tas ir arī visizplatītākais sistēmas elements, un to visbiežāk iespēra zibens. Energosistēmu avāriju statistika liecina, ka 75-80% gaisvadu elektrolīniju avārijas atslēgumu ir saistīti ar zibens atslēgumiem.

Zibens izlādes fizika

Zibens - gāzizlādes veids ar ļoti lielu dzirksteles garumu. Zibens kanāla kopējais garums sasniedz vairākus kilometrus, un ievērojama šī kanāla daļa atrodas negaisa mākoņa iekšpusē.

Lai notiktu pērkona negaiss, pirmkārt, spēcīga augšupplūsma un, otrkārt, nepieciešamais gaisa mitrums pērkona negaisa zonā.

Augšupplūsma rodas zemes virsmai blakus esošo gaisa slāņu sasilšanas un šo slāņu termiski izraisītas siltuma apmaiņas dēļ ar vēsāku gaisu lielā augstumā.

Mākonī veidojas vairāki lādiņu uzkrājumi, kas izolēti viens no otra (mākoņa apakšējā daļā uzkrājas negatīvas polaritātes lādiņi), zibens parasti ir daudzkārtējs, t.i. sastāv no vairākām atsevišķām izplūdēm, kas attīstās pa vienu un to pašu ceļu.

Precīzs lādiņu atdalīšanas mehānisms negaisa mākonī joprojām lielā mērā nav skaidrs. Tomēr novērojumi liecina, ka lādiņa atdalīšanās sakrīt ar ūdens pilienu sasalšanu mākonī.

Pieļaujamais gaisvadu elektrolīniju pārtraukumu skaits zibens ietekmē

Priekšizpēte liecina, ka nav iespējams padarīt gaisvadu elektrolīnijas absolūti zibensdrošas... Apzināti jāpieņem, ka gaisvadu elektrolīnijas tiks slēgtas ierobežotu skaitu reižu gadā. Elektrolīniju zibensaizsardzības uzdevums ir maksimāli samazināt zibens pārtraukumu skaitu.

Gaisvadu elektrolīniju apturēšanas un papildu atslēgšanas pieļaujamo skaitu gadā nosaka nosacījumi:

a) uzticama elektroapgāde patērētājiem,

b) drošu slēdžu darbību, kas virzās uz gaisvadu elektropārvades līnijām, un to aprēķina pēc formulas:

kur nadditional — pieļaujamo strāvas padeves pārtraukumu skaits līnijā gadā nadd ≤ 0,1, ja nav dublēšanas, un nadd ≤ 1, ja ir pieejams redundants), β — APV panākumu koeficients, kas vienāds ar 0,8-0,9 līnijām 110 kV un augstāks uz metāla un dzelzsbetona balstiem.

Automātiskais atkārtotas slēdzis (AR) var uzturēt līniju darbībā, jo loka balstu izolācijas atteices gadījumi ir diezgan reti. Šajā gadījumā zibens spērienu nepavadīs strāvas padeves pārtraukums.Automātiskās atkārtotas savienošanas kļūmes gadījumā elektropārvades līnija tiks pilnībā izslēgta.

Jāņem vērā, ka bieža automātiskās aizslēgšanas izmantošana sarežģī slēdžu darbību, kas šajā gadījumā prasa ārkārtas pārskatīšanu. Pamatojoties uz to, ir pieļaujama papildu izslēgšana = 1 — 4 atkarībā no slēdžu veida. Kritiskajām līnijām šis braucienu skaits ir jāsamazina.

Paredzamais zibens spērienu skaits gaisvadu elektrolīnijās

Paredzamo zibens atslēgumu skaitu līnijā galvenokārt nosaka zibens darbības intensitāte līnijas trases zonā. Pamatojoties uz vidējiem skaitļiem, ir vispāratzīts, ka 0,067 zibens spērieni notiek 1 km attālumā no zemes virsmas vienā pērkona negaisa stundā... Ņemot vērā, ka līnija savāc visus spērienus no joslas, kuras platums ir 6h (h ir vidējais augstums). kabeļa piekare vai kabelis), N zibens spērienu skaits līnijā ar garumu l gadā ir

N = 0,067 × n × 6h × l × 10-3,

kur n ir pērkona negaisa stundu skaits gadā.

Pārklāšanās skaitu gaisvadu elektropārvades līniju izolācijā nosaka pēc formulas

ntape = n NS audums,

kur Pln — līnijas izolācijas pārklāšanās varbūtība pie noteiktas zibens strāvas.

Ne katru impulsu izolācijas pārklāšanos pavada līnijas izslēgšana, jo atslēgšanai ir nepieciešams impulsa loka pāreja uz barošanas loku. Pārejas varbūtība ir atkarīga no daudziem faktoriem, un inženiertehniskajos aprēķinos to parasti nosaka pēc darba sprieguma gradienta pa pārklāšanās ceļu EСр = Urob / Lband, kV / m.

Līnijām uz koka balstiem ar garām gaisa spraugām varbūtību pārslēgties uz impulsa loku h nosaka pēc formulas

Līnijām uz metāla un dzelzsbetona balstiem h = 0,7 līnijas spriegumam līdz 220 kV un h = 1,0 nominālajam spriegumam 330 kV un vairāk.

Reizinot nlent ar koeficientu η, ir iespējams aprēķināt paredzamo zibens spērienu skaitu līnijā gadā

Inženierpraksē parasti tiek izmantots konkrēts līniju pārtraukumu skaits nPārtraukumu skaits uz 100 km līnijas, kas šķērso apgabalu ar 30 stundām pērkona negaisu gadā:

Lai samazinātu zibens spērienu skaitu līnijā, varat:

• samazinot izolācijas pārklāšanās iespējamību zibens spēriena laikā, ko parasti panāk gaisvadu elektrolīnijās ar metāla balstiem, piekarinot zibensnovedējus no kontaktvada un nodrošinot balstu un kabeļu zemu impulsa zemējuma pretestību,

• paplašināt pārklāšanās ceļu ar zemu darba sprieguma gradientu, kas samazina impulsa loka un jaudas loka pārejas koeficientu h. Pēdējais tiek veikts uz gaisvadu elektropārvades līnijām ar koka balstiem.

Zibensaizsardzības veiktspējas ietekme

Gaisvadu elektropārvades līnijas uz metāla (dzelzsbetona) balstiem bez zemējuma vada.

Kad vads tiek notriekts trieciena punktā, tiek ieslēgta pretestība, kas vienāda ar pusi no Z stieples raksturīgās pretestības.