Изоляционные конструкции в электрических системах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Оценка защитного действия молниеотводов

1.1 Параметры стержневых и тросовых молниеотводов

1.2 Определение высоты и места расположения молниеотвода

1.3 Оценка амплитуды напряжения, действующего на гирлянду изоляторов при ударе молнии в провод

2. Расчёт заземляющих устройств

3. Расчёт воздушных линий на грозоупорность

3.1 Влияние тросов на величины индуктивных напряжений

3.2 Расчёт удельного числа отключений линии

3.3 Определение расстояния между проводом и тросом

Заключение

Библиографический список



Введение

молниеотвод напряжение грозоупорность заземляющий

Техника высоких напряжений раздел электротехники охватывающий изучение и применение электрических явлений, протекающих в различных средах при высоких напряжениях. Высоким считается напряжение 250 в и выше относительно земли. Экономически целесообразно строить мощные электрические станции вблизи мест добычи топлива или на больших реках и получаемую электрическую энергию передавать (например, по проводам) в промышленные районы, иногда значительно удалённые от основных источников энергии. Передача больших электрических мощностей на далёкие расстояния при низком напряжении из-за потерь практически невозможна, поэтому с развитием электрификации растут и рабочие (номинальные) напряжения электрических сетей.

Поскольку основной причиной выхода из строя высоковольтного оборудования являются отказы изоляции, то наибольшие усилия направляются на сохранение её в целостности. И здесь особую роль играет знание закономерностей зарождения и развития разрядов в диэлектриках (в изоляции).

В высоковольтном оборудовании используются газообразные, жидкие, твердые изоляционные материалы и их комбинации. Изоляция разделяется на внешнюю (воздушные промежутки, внешние поверхности твёрдой изоляции или изоляторов, промежутки между контактами разъединителя, т.е. воздух и всё, что находится в воздухе) и внутреннюю (изоляция обмоток трансформаторов и электрических машин, изоляция кабелей, герметизированная изоляция вводов, изоляция между контактами выключателя, т.е. эта изоляция отделена от окружающей среды корпусами и может быть газообразной, жидкой, твердой или комбинированной). Распределительные электрические сети (PC) напряжением 0,4-10 кВ в последние годы оснащаются электрооборудованием, аппаратами, устройствами, изоляторами и проводами, изготовленными на новой современной технической базе. Эксплуатация таких сетевых объектов требует надёжной системы защиты от грозовых перенапряжений с использованием современных технических средств. Разработка технических средств и методов защиты от перенапряжений PC связана с количественной оценкой параметров молнии и вероятного числа грозовых повреждений.

Наиболее распространённым диэлектриком в электрических системах служит обычный воздух, окружающий провода линий электропередачи и другие элементы внешней изоляции электрических систем (например, опорные, проходные и подвесные изоляторы). Удельная электрическая прочность воздуха (отношение пробивного напряжения к расстоянию между электродами) резко падает с увеличением расстояния между электродами, поэтому габариты линий электропередачи должны расти быстрее, чем растёт номинальное напряжение. Это обстоятельство может положить предел увеличению рабочих напряжений воздушных линий электропередачи, который, по-видимому, составит около 1500 кВ по отношению к земле. Основной проблемой является создание надёжной высоковольтной изоляции, которая имела бы минимальные конструктивные размеры и малую стоимость. Каждая изоляционная конструкция обладает определёнными длительной и кратковременной электрическими прочностями, значения которых определяют габариты и стоимость изоляции. Кратковременная электрическая прочность изоляции характеризует её способность выдерживать кратковременные повышения напряжения (перенапряжения), возникающие в электрических системах при различных переходных процессах (например, при включении или отключении отдельных элементов системы, при коротких замыканиях и т.д.) либо при ударах молнии в линии электропередачи или другие токоведущие части. Перенапряжения первого вида называются внутренними и обычно продолжаются сотые доли секунд. Перенапряжения второго вида называются грозовыми, их длительность не превышает десятитысячных долей секунд.

1. Оценка защитного действия молниеотводов

Атмосферное перенапряжение, т.е. кратковременное повышение напряжения в электроустановке, возникает при грозовых разрядах. Различают два вида атмосферного перенапряжения: перенапряжение прямого удара, возникающее при непосредственном поражении молнией токоведущих частей и индуктированное, возникающее при грозовом разряде вблизи установки или при поражении разрядом её частей, нормально не находящихся под напряжением. Атмосферные перенапряжения могут достигать нескольких миллионов вольт, т.е. уровней, которые без дополнительных средств защиты промышленная изоляция не может выдержать.

Мероприятия по защите линейной и аппаратной изоляций от атмосферных перенапряжений предусматривают использование молниеотводов, которые ориентируют разряд на себя, отводят его от токоведущих частей, а также установку вентильных или трубчатых разрядников и искровых промежутков, отводящих заряд в землю. Для защиты протяженных объектов, например линий электропередач, от перенапряжений прямого удара молний используют тросовые молниеотводы, а для защиты сооружений - стержневые молниеотводы.

1.1 Параметры стержневых и тросовых молниеотводов

Стержневой молниеотвод.

Молниеприемник непосредственно воспринимает прямой удар молнии. Поэтому он должен надежно противостоять механическим и тепловым воздействиям тока и высокотемпературного канала молнии. Несущая конструкция несет на себе молниеприемник и токоотвод, объединяет все элементы молниеотвода в единую, жесткую, механически прочную конструкцию. В электроустановках молниеотводы устанавливаются вблизи токоведущих частей, находящихся под рабочим напряжением. Падение молниеотвода на токоведущие элементы электроустановки вызывает тяжелую аварию. Поэтому несущая конструкция молниеотвода должна иметь высокую механическую прочность, которая исключила бы в эксплуатации случаи падения молниеотвода на оборудование электростанций и подстанций. Молниеотвод должен иметь надёжную связь с землёй с сопротивлением 5-25 Ом растеканию импульсного тока. Защитное свойство стержневых молниеотводов заключается в том, что они ориентируют на себя лидер формирующегося грозового разряда. Разряд происходит обязательно в вершину молниеотвода, если он формируется в некоторой области, расположенной над молниеотводом. Эта область имеет вид расширяющегося вверх конуса и называется зоной 100%-го поражения.

Опытными данными установлено, что высота ориентировки молнии H зависит от высоты молниеотвода h. Для молниеотводов высотой до 30 метров:

(1)

а для молниеотводов высотой более 30 метров H=600 м.

Принято считать, что вершина конуса зоны 100%-го поражения располагается симметрично оси молниеотвода на высоте защищаемого объекта , а радиус его на высоте ориентировки:

(2)

где - активная часть молниеотвода, соответствующая его превышению над высотой защищаемого объекта :

(3)

Рисунок 1.1 Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода: 1 - граница зоны защиты; 2 - сечение зоны защиты на уровне .

Для расчёта радиуса защиты в любой точке защитной зоны, в том числе и на уровне высоты защищаемого объекта , используется формула:

(4)

где - поправочный коэффициент, равный 1 для молниеотводов высотой меньше 30 метров и равный для более высоких молниеотводов.

Зоны защиты протяженных объектов в которых используется несколько молниеотводов, целесообразно, чтобы зоны их 100%-го поражения смыкались над объектом или даже перекрывали друг друга, исключая вертикальный прорыв молнии на объект защиты Расстояние (S) между осями молниеотводов должно быть равно или меньше величины, определяемой из зависимости:

(5)

Зона защиты двух и четырёх стержневых молниеотводов в плане на уровне высоты защищаемого объекта имеет очертания, приведённые на рисунке 1.3, а, б.

Наименьшая ширина зоны защиты , показанный на чертеже радиус защиты определяется так же, как и для одиночного молниеотвода, а определяется по специальным кривым. На рисунке 1.2 показаны конструкции стержневых молниеотводов. Если у молниеотводах высотой до 30 метров, расположенных на расстоянии , наименьшая ширина зоны защиты равна нулю.

Рисунок 1.2 Конструкции стержневых молниеотводов на железобетонных опорах: а -из вибрированного бетона; б - центрифугированного бетона

Рисунок 1.3 Стержневые молниеотводы на металлических опорах: а - тросовый молниеотвод (несущая конструкция); б - стержневой молниеотвод (несущая конструкция)

На рисунке 1.3 показаны конструкции стержневых молниеотводов на металлических опорах. Радиусы защиты определяются в этом случае так же, как и для одиночных молниеотводов. Размер определяется по кривым для каждой пары молниеотводов. Диагональ четырёхугольника или диаметр окружности, проходящей через вершины треугольника, образованного тремя молниеотводами, по условиям защищённости всей площади должны удовлетворять зависимости:

- для молниеотводов высотой меньше 30 м:

(6)

- для молниеотводов высотой более 30 м:

(7)

Отдельно стоящие стержневые молниеотводы с металлическими опорами устанавливаются на железобетонных фундаментах. Токоотводамп для таких молниеотводов служат несущие конструкции. На металлических и железобетонных конструкциях ОРУ, как правило, устанавливаются молниеотводы с металлическими несущими частями. Конструкция их крепления определяется особенностями той конструкции ОРУ, к которой крепится стержневой молниеотвод. Обычно конструкция молниеотводов, устанавливаемых на конструкциях ОРУ, представляет собой стальную трубу, нередко состоящую из труб нескольких диаметров. Молниеотводы высотой более 5 м в основании имеют решетчатую конструкцию из угловой стали. Потенциал на молниеотводе в момент разряда определяется зависимостью:

(8)

где - импульсное сопротивление заземления молниеотвода 5-25 Ом;

- ток молнии в хорошо заземлённом объекте.

Потенциал на молниеотводе определяется:

(9)

где - крутизна фронта волны тока;

- точка молниеотвода на высоте объекта;

- удельная индуктивность молниеотвода.

Для расчёта минимального допустимого приближения объекта к молниеотводу можно исходить из зависимости:

(10)

где - допустимая импульсная напряжённость электрического поля в воздухе, принимаемая 500 кВ/м.

Руководящие указания по защите от перенапряжений рекомендуют расстояние до молниеотвода принимать равным:

(11)

Эта зависимость справедлива при токе молнии, равным 150 кА, крутизне тока 32 кА/мксек и индуктивности молниеотвода 1,5 мкГн/м. Независимо от результатов расчёта, расстояние между объектом и молниеотводом должно быть не менее 6 метров.

Тросовый молниеотвод. Значения коэффициентов k и z берутся в зависимости от допускаемой вероятности прорыва молнии в зону защиты. Вероятность прорыва молнии в зону защиты равна отношению числа разрядов молнии в защищаемое сооружение к общему числу разрядов молнии в молниеотвод и защищаемое сооружение. Если допускается вероятность прорыва молнии в зону защиты 0,01, то коэффициент 1, а при допускаемой вероятности 0,001, т. е. защитные зоны тросовых молниеотводов несколько меньше защитных зон стержневых молниеотводов. Форма зоны защиты двух параллельных тросовых молниеотводов высотой до 30 м. Внешние границы зоны защиты каждого троса определяются так же, как и для одиночного тросового молниеотвода. В зависимости от конструкции опор, могут быть применены один или два троса, наглухо присоединённые к металлической опоре или к заземляющим металлическим спускам деревянных опор. Для предохранения троса от пережога током молнии и контроля заземления опоры крепления троса производится с помощью одного подвесного изолятора, шунтированного искровым промежутком. Эффективность тросовой защиты тем выше, чем меньше угол, образованный вертикалью, проходящей через трос, и линией, соединяющей трос с крайним из проводов. Этот угол называют защитным углом, принимая его величину в пределах

Зона защиты двух тросовых молниеотводов высотой более 30 м. Метод построения зоны защиты для этого случая такой же, как и для тросовых молниеотводов высотой до 30 м, но на расстоянии от вершины зона усекается так же, как у одиночных тросовых молниеотводов. Ширина защитной зоны, исключающей прямое поражение проводов на уровне высоты их подвеса, определяется зависимостью:

(12)

Эта зависимость справедлива для высоты подвеса троса 30 м и ниже.

1.2 Определение высоты и места расположения молниеотвода

Стержневой молниеотвод предназначен для защиты подстанции шириной 35 м, длиной 55 м и высотой 7 м. Необходимо определить высоту и место расположения молниеотвода с учётом его допустимого приближения к объекту защиты, если ток молнии равен 170 кА, индуктивность молниеотвода - 1,5 мкГн/м и усреднённая крутизна фронта волны тока - 24 кА/мкс, сопротивление заземления молниеотвода в импульсном режиме 30 Ом.

Таблица 1.1

Данные для расчета

№ Вар.	а, м	b, м	h м, м	I м, кA	L 0, мкГн/м	а, кА/мкс	R з.и, Ом
1	2	3	4	5	6	7	8
32	20	40	10	170	1,8	25	25

Расчёт высоты молниеотвода производится так, чтобы с одной стороны его общая высота и радиус защиты на высоте объекта были наименьшими, а с другой стороны исключалась вероятность вторичных перекрытий с молниеотвода на объект. По формуле (9) определим потенциал на молниеотводе в момент разряда на уровне высоты объекта:

кВ

Приняв рекомендуемую допустимую импульсную напряжённость по воздуху кВ/м, определим удаление молниеотвода от объекта из выражения (10):

м

Это же расстояние определяется по зависимости (11):

м

То расстояние, которое оказалось наибольшим, принимается за расчётное. При установке молниеотводов на конструкциях подстанций вероятность обратных перекрытий изоляции тем выше, чем ниже номинальное напряжение подстанции. Это объясняется тем, что с понижением номинального напряжения подстанции снижается уровень изоляции ее оборудования. Наибольшую опасность для изоляции представляет установка молниеотводов на конструкциях подстанций с номинальным напряжением 35 кВ. Поэтому при установке молниеотводов на конструкциях ОРУ напряжением 35 кВ принимаются более жесткие меры для предупреждения обратных перекрытий изоляции при грозовых ударах в молниеотводы. Стойки порталов, к которым крепятся тросы, для лучшего стекания тока молнии присоединяются в трех-четырех направлениях к магистралям заземления, а на расстоянии 3--5 м от стойки портала с тросом на каждой магистрали дополнительно забивается по одному вертикальному электроду длиной 3--5 м. На подстанции 110 и 150 кВ можно заводить тросы и присоединять к заземленным конструкциям ОРУ, улучшив растекание тока молнии от портала с тросом по магистралям заземления не менее чем в двух-трех направлениях. На подстанции 220 кВ и выше тросы заводятся без всяких ограничений и никаких дополнительных мероприятий по повышению грозоупорности не требуется. При поражении молнией отдельно стоящего молниеотвода ток молнии, проходя по молниеотводу, создает падение напряжения на сопротивлении заземления и индуктивности L токоотвода показано на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 К определению допустимого расстояния между отдельно стоящим молниеотводом и токоведущими и заземленными частями распределительного устройства: 1 - деревянная стойка опоры молниеотвода; 2 - молниеприемник; 3 - токоотводящнй спуск, укрепленный на стойке; 4 - заземлитель; 5 - заземляющий контур подстанции.

Радиус защитной зоны определяется выражением:

(13)

Согласно (13):

м

Предположив, что высота молниеотвода будет больше 30 метров, и, используя зависимость (4), где , имеем:

Решив уравнение, получим м. Введя в расчётную формулу заданные величины, получим:

1.3 Оценка амплитуды напряжения, действующего на гирлянду изоляторов при ударе молнии в провод

Перевод нагрузки от массы провода на полимерные изоляторы пирующие тяги) при сдвоенных изолирующих подвесках в следующей последовательности на траверсу поднимают и закрепляют винтовой (гидравлический домкрат или винтовую стяжку с узлом крепления к траверсе полимерный изолятор (изолирующую тягу) Винтовая стяжка может располагаться и у провода, при этом она крепится к нижнему концу полимерного изолятора; электромонтер, находящийся на траверсе, соединяет верхний конец полимерного изолятора с домкратом или винтовой стяжкой, а электромонтеp, находящийся у провода, с помощью домкрата и полимерного изолятора освобождает изолирующую подвеску от провода. При одинарной изолирующей подвеске применяют один или два полимерных изолятора с захватами за провода расщепленной фазы. При использовании двух полимерных изоляторов они устанавливаются с разных сторон от изолирующей подвески и крепятся к траверсе специальной балкой. Волновое сопротивление канала молнии 130 Ом, волновое сопротивление провода с учётом короны 150 Ом. Статический ток молнии 190 кА.

Таблица 1.2

Данные для расчета

№ Вар.	z 0	z k	I м
	Ом	Ом	кА
1	2	3	4
32	150	180	190

(14)

где - статический ток молнии;

- волновое сопротивление провода с учётом короны.

Согласно (14):

кВ

Практически тот же результат можно получить, используя схему замещения по Петерсену, содержащую волновое сопротивление канала молнии и эквивалентное сопротивление двух лучей провода:

(15)

где - волновое сопротивление канала молнии;

- напряжение падающей волны:

кВ

Согласно (15):

кВ



2. Расчёт заземляющих устройств

Заземление электроустановок осуществляется преднамеренным соединением их с заземляющим устройством. Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющими проводниками называются металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем. Если через заземлитель пропустить ток, то на самом заземлителе и в точках земли, расположенных в непосредственной близости от него, возникнут потенциалы (относительно бесконечно удаленной точки), распределение. Основными характеристиками заземляющего устройства является сопротивление растеканию тока промышленной частоты и сопротивление растеканию импульсных токов грозового разряда. Величина нормированного сопротивления растеканию тока промышленной частоты находится в пределах 0,5-25 Ом. Исследования показывают, что характер распределения тока в почве зависит от его частоты, удельного сопротивления грунта, линейных размеров и взаимного расположения заземлителей.

С удалением от места расположения заземлителя потенциал уменьшается, так как поперечное сечение земли, через которое протекает ток, увеличивается. В удаленных точках потенциалы близки к нулю. Таким образом, в качестве точек нулевого потенциала могут служить точки, достаточно удаленные от заземлителя, потенциалы которых практически равны нулю. Обычно достаточно расстояние несколько десятков метров. Крутизна кривой распределения потенциалов зависит от проводимости грунта: чем больше проводимость грунта, тем более пологую форму имеет кривая, тем дальше расположены точки нулевого потенциала. Сопротивление, которое оказывает току грунт, называется сопротивлением растеканию. В практике сопротивление растеканию относят не к грунту, а к заземлителю и применяют сокращенный условный термин «сопротивление заземлителя». Сопротивление заземлителя определяется отношением напряжения на заземлителе относительно точки нулевого потенциала к току, протекающему через заземлитель. Отношение полного потенциала к величине тока, протекающего через заземлитель, определяет собой сопротивление растекания тока данного заземления:

(16)

где - полный потенциал, кВ;

- ток в заземлителе, кА.

Полный потенциал и характеристика распределения напряжения по радиусу от оси заземлителя определяют собой важные величины с точки зрения безопасности обслуживающего персонала:

- шаговое напряжение, под которым подразумевают ту наибольшую разность потенциалов, которую имеют ступни человека, оказавшегося на расстоянии 0,8 м друг от друга по радиусу от центра заземлителя;

- напряжение прикосновения, т.е. наибольшее напряжение между поверхностью заземлённого аппарата (к которому в момент разряда может прикасаться человек) и точками поверхности земли на расстоянии 0,8 м.

Расчёт заземляющего устройства носит поверочный характер в том случае, когда схема заземления задана или носит чисто расчётный характер, когда по заданной величине нормированного сопротивления создаётся его схема. Во всех случаях при расчёте необходимой величиной является удельное сопротивление грунта, причём наиболее желательными являются результаты непосредственных измерений. Величины удельных сопротивлений подвержены сезонным изменениям, причём наибольшее влияние оказывают влажность, температура, степень промерзания, наличие солей.

Чем глубже расположен заземлитель, тем стабильнее оказывается сопротивление грунта и лучше условия для растекания тока, поэтому заземлители располагают так, чтобы верхняя кромка вертикальных заземлителей или уровень горизонтальных находились на глубине 0,5-1,0 м от поверхности, а ниже - от 3 до 20 м. Чтобы исключить вероятность повышения удельного сопротивления, в расчётах используется удельное сопротивление, полученное непосредственным измерением на данном участке, умноженное на коэффициент сезонности, учитывающий возможность высыхания грунта:

(17)

где - измеренное удельное сопротивление;

- коэффициент сезонности.

Приближённое значение коэффициента сезонности принимается 1,4-1,8 для горизонтальных заземлителей, уложенных на глубине 0,5 м, и 1,2-1,4 для вертикальных заземлителей длиной 2-3 м, причём, если во время измерения удельного сопротивления земля сухая, то принимается меньшее значение, а если почва влажная - большая величина.



3. Расчёт воздушных линий на грозоупорность

3.1 Влияние тросов на величины индуктивных напряжений

Грозоупорность воздушных линий электропередачи характеризует способность линейной изоляции противостоять атмосферным перенапряжениям.

При наличии тросов, защищающих провода от прямого поражения молнией, расчёт величины индуктированных напряжений усложняется. Благодаря экранирующему действию троса величина индуктированного напряжения на проводах снижается примерно на 25% по отношению к индуктированному напряжению в линии без тросов. Экранирующее действие троса определяется взаимным расположением проводов и тросов и учитывается введением в расчёт геометрического коэффициента связи , который определяется как отношение взаимных волновых сопротивлений троса и провода к волновому сопротивлению самого провода .

При наличии троса разряд в вершину опоры или тросовый пролёт сопровождается протеканием разрядного тока по тросу. Возникающая при этом импульсная корона значительно увеличивает геометрический коэффициент связи, что в расчётах учитывается введением поправочного коэффициента .

При разряде молнии в опору, имеющую один трос, поправочный коэффициент на корону при напряжениях 35, 110 и 220 кВ принимают 1,2, 1,3 и 1,4 при наличии двух тросов и разряде в вершину опоры - 1,1, 1,2 и 1,3. При разряде молнии в середину тросового пролёта поправочный коэффициент может быть принят 1,5, независимо от числа тросов. Таким образом, величина индуктированного напряжения при наличии тросов определяется зависимостью:

(18)

При этих условиях, казалось бы, напряжение, действующее на изоляцию, должно выражаться зависимостью:

Однако это не так.

При ударе молнии в опору с тросом, ток молнии растекается по трём ветвям: по самой опоре и по тросам в обе стороны к заземлениям ближайших опор. Ток, протекающий по тросу, индуктирует в проводе потенциал того же знака, что и потенциал прямого разряда, что снижает напряжение на изоляции и учитывается введением отрицательной составляющей .

Таким образом, расчётное напряжение, действующее на изоляцию, соответствует зависимости:

(19)

Или окончательно после упрощения:

(20)

3.2 Расчёт удельного числа отключений линии

Опыт показывает, что как ни совершенна тросовая защита воздушных линий, через неё наблюдается прорыв молнии. Кроме того, при прямом ударе молнии в середину тросового пролёта или в вершину опоры может произойти перекрытие изоляции, как самих гирлянд, так и воздушного промежутка между проводом и тросом. В результате указанных явлений линия, естественно, будет отключена защитой. Число таких отключений, приходящихся в год на 100 км линии и 30 грозовых часов, характеризуется удельным числом отключений, которое обычно бывает равным величине от 0,1 до 1,5.

Число отключений линии кроме качества самой линии зависит от интенсивности грозовой деятельности в данной местности. Среднее число поражений поверхности земли в 1 , отнесённое к одному грозовому часу, близко к 0,06. Площадь, с которой линия собирает разряды, может быть представлена прямоугольником, одна сторона которого 100 км, а другая зависит от высоты тросов или проводов и принимается равной 10. Таким образом, при 30 часах грозы в год линия получает N ударов молнии:

(21)

где - средняя высота подвеса (троса).

Очевидно, что не каждое поражение грозовым разрядом вызовет переход импульса в дугу и отключение линии, что в свою очередь зависит от уровня средних напряжённостей электрических полей на рассматриваемом участке действием рабочего напряжения.

Вероятность (в процентах) возникновения токов молнии выше защитного уровня оценивается коэффициентом по кривым статической вероятности величины токов молнии. Таким образом, удельное число отключений может быть рассчитано по формуле:

(22)

где - коэффициент вероятности отключения.

При наличии тросов расчёт удельного числа отключений несколько усложняется и производится по формуле:

(23)

где - вероятность превышения токами молнии защитного уровня при ударе в середину пролёта троса;

- вероятность перехода импульсного перекрытия в дугу, вызывающую отключение, при ударе молнии в пролёт.

3.3 Определение расстояния между проводом и тросом

Разряд молнии произошёл в середину тросового пролёта. Волновое сопротивление троса с учётом импульсной короны принято 260 Ом. Коэффициент связи между проводом и тросом с учётом короны . Определить минимально допустимое расстояние между проводом и тросом, если ток молнии 90 кА, средняя допустимая напряжённость электрического поля между проводом и тросом кВ/м.

Таблица 3.1

Данные для расчета

№ Вар.	zтр	Iм
	Ом	кА
1	2	3
16	250	80

При ударе молнии в трос от места поражения по двум сторонам растекается волна с амплитудой напряжения, определяемой по формуле:

(24)

Ток, протекающий по тросу, индуктирует в проводах напряжение той же полярности, но меньшей по величине, в соответствии с коэффициентом связи:

(25)

Таким образом, разность напряжений между тросом и проводом:

(26)

Подставив в полученное выражение заданные величины, можно определить допустимое расстояние между проводом и тросом:

(27)

Согласно (27):



Заключение

В данной курсовой работе произведена оценка защитного действия молниеотвода. Все это связано с правильно проводимой эксплуатацией, а также с рациональным взаимодействием энергосистем и потребителей электроэнергии.

Электроэнергетические системы представляют собой сложный комплекс элементов, сочетания которых образуют подсистемы, входящие, в свою очередь, в подсистемы большей сложности и в итоге в энергосистемы, обслуживающие территории страны. В территориальном плане они образуют различные подсистемы: сетевые участки, включающие электрические сети и местные подстанции; сетевые предприятия, состоящие из ряда участков и более крупных объектов, имеющих обще территориальное значение; районные энергосистемы, включающие сетевые предприятия, крупные подстанции и электростанции; объединенные энергосистемы, обслуживающие регионы страны и включающие несколько районных энергосистем единая энергосистема, состоящая из объединенных энергосистем. Таким образом, электроэнергетика имеет иерархическую структуру. Каждый уровень иерархии имеет существенно различающиеся особенности и свойства, которые должны учитываться в процессе эксплуатации. В соответствии с этим задачи эксплуатации также имеют иерархическую структуру. Эксплуатация электрических систем, являющихся главной частью энергетического комплекса, постоянно совершенствуется. Для достижения более быстрого прогресса в этой области необходимо осмысление всей иерархической структуры задач, включая задачи как эксплуатации элементов, так и объединенных энергосистем. Что касается защиты распределительных сетей разрядниками, здесь отражены конструкции и принцип действия стержневых и вентильных разрядников, а так же их основные параметры и рассчитан ток одно- и трёхполюсного короткого замыкания в точке установки разрядника.

Библиографический список

1. Михалков А. В. Техника высоких напряжений // А.В. Михалков. М.: Высшая школа, 1965. 228 с.

2. Безруков Ф.В. Трубчатые разрядники // Ф.В. Безруков, Ю.П. Галкин, П.А. Юриков. М.: Энергия, 1964. 102 с.

3. Базуткин В.В. Техника высоких напряжений // В.В. Базуткин, В.П. Ларионов, Ю.С. Пинталь. М.: Энергоатомиздат, 1986. 464 с.

4. Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс // А.А. Чунихин. М.: Энергоатомиздат, 1988. 720 с.

5. Шпиганович А.Н. Методические указания к оформлению учебно-технической документации // А.Н. Шпиганович, В.И. Бойчевский. Липецк: ЛГТУ, 1997. 32 с.

Размещено на Allbest.ru

...