Аналіз впливу грозових перенапруг на повітряні лінії електричних мереж України

Анотація

В статті розглядаються питання впливу грозових перенапруг на повітряні лінії. Визначені можливі наслідки при ударі блискавки у різні елементи повітряної лінії. Запропоновані варіанти вирішення проблеми, які виникають в наслідок удару блискавки у повітряну лінію. Зазначено, що джерелом грозових перенапруг є природна електрика грозових хмар, яка у вигляді блискавки уражає об’єкти на землі. Показано, що хвилі перенапруги, які виникають у струмоведучих частинах під час ударів блискавки, поширюються, проникаючи в обмотки трансформаторів, машин, впливаючи на ізоляцію ліній і апаратів. Час впливу атмосферних перенапруг дуже малий (від одиниць до сотень мільйонних часток секунди), однак величина цих перенапруг за відсутності спеціальних заходів захисту може сягати мільйонів вольтів. Обгрунтовано, що головною небезпекою для лінії є прямий удар блискавки у фазні проводи з подальшим перекриттям ізоляції від перенапруг, що виникають при цьому. Після закінчення імпульсу струму блискавки на місці перекриття залишається провідний канал з газом, який не встиг деіонізуватися, по якому під дією робочої напруги може продовжувати протікати струм промислової частоти. В процесі ліквідації замикань на лінії, викликаних грозою, витрачається ресурс роботи вимикачів; трансформатори та інше устаткування мережі піддаються електродинамічним і термічним діям струмів короткого замикання. Значна частина замикань супроводжується подальшим розвитком аварії, що вимагає відключення лінії на тривалий термін з порушенням нормального електропостачання споживачів. Ймовірність грозового відключення лінії залежить від багатьох причин: інтенсивності грозової діяльності в районах, розташованих уздовж траси лінії, номінальної напруги мережі, її конструкції, матеріалу опор та ін. Показано, що ефективність блискавкозахисту визначають окремо для розрахункових випадків ураження лінії. Запропоновано заходи, що визначають ефективність блискавкозахисту окремо для розрахункових випадків ураження та які здатні запобігти безпосередні удари блискавки в захищені об'єкти і організувати протікання струмів блискавки по безпечному шляху. Визначено окремі місця ліній, які вимагають додаткових заходів захисту.