Proteksyon ng kidlat ng mga linya ng kuryente sa itaas

Ang overhead power line ay ang pinakamahabang elemento ng electrical system. Ito rin ang pinakakaraniwang elemento ng system at kadalasang tinatamaan ng kidlat. Ipinapakita ng mga istatistika ng aksidente sa power system na 75-80% ng mga emergency outage ng overhead na linya ng kuryente ay nauugnay sa mga pagkawala ng kidlat.

Physics ng Lightning Discharge

Kidlat - isang uri ng gas discharge na may napakahabang haba ng spark. Ang kabuuang haba ng channel ng kidlat ay umaabot ng ilang kilometro, at isang makabuluhang bahagi ng channel na ito ay matatagpuan sa loob ng thundercloud.

Para magkaroon ng thunderstorm, una, malakas na updraft at, pangalawa, ang kinakailangang air humidity sa lugar ng thunderstorms.

Ang mga updraft ay nangyayari dahil sa pag-init ng mga layer ng hangin na katabi ng ibabaw ng lupa at thermally induced heat exchange ng mga layer na ito na may mas malamig na hangin sa matataas na lugar.

Sa ulap, maraming mga akumulasyon ng mga singil ang nabuo, na nakahiwalay sa bawat isa (sa ibabang bahagi ng ulap, ang mga singil ng negatibong polarity ay naipon), ang kidlat ay karaniwang maramihang, i.e. ay binubuo ng ilang solong discharges na umuunlad sa parehong landas.

Ang eksaktong mekanismo ng paghihiwalay ng singil sa isang thundercloud ay hindi pa rin malinaw. Gayunpaman, ipinapakita ng mga obserbasyon na ang paghihiwalay ng singil ay kasabay ng pagyeyelo ng mga patak ng tubig sa isang ulap.

Ang pinapayagang bilang ng mga pagkagambala ng mga linya ng kuryente sa itaas bilang resulta ng kidlat

Ang feasibility study ay nagpapakita na imposibleng gawing ganap na hindi kidlat ang mga linya ng kuryente sa itaas... Dapat nating sadyang ipagpalagay na ang mga linya ng kuryente sa itaas ay isasara ng limitadong bilang ng beses sa isang taon. Ang gawain ng proteksyon ng kidlat ng mga linya ng kuryente ay upang mabawasan ang bilang ng mga pagkagambala sa kidlat.

Ang pinahihintulutang bilang ng pagsususpinde ng mga overhead na linya ng kuryente bawat taon at karagdagang pagsasara ay tinutukoy ng mga kundisyon:

a) maaasahang suplay ng kuryente sa mga mamimili,

b) maaasahang operasyon ng mga switch na naglalakbay sa mga overhead na linya ng kuryente at kinakalkula ng formula:

kung saan nadditional — ang bilang ng mga pinapayagang pagkaantala sa supply ng kuryente sa linya bawat taon nadd ≤ 0.1 sa kawalan ng redundancy at nadd ≤ 1 kung available ang redundant), β — APV success rate na katumbas ng 0.8-0.9 para sa mga linyang 110 kV at mas mataas sa metal at reinforced concrete support.

Ang awtomatikong recloser (AR) ay maaaring panatilihing gumagana ang linya dahil ang mga kaso ng pagkabigo sa pagkakabukod ng mga suporta sa arcing ay medyo bihira. Sa kasong ito, ang pagtama ng kidlat ay hindi sasamahan ng pagkawala ng kuryente.Sa kaganapan ng pagkabigo ng awtomatikong muling pagkonekta, isang kumpletong pagsara ng linya ng kuryente ay magaganap.

Dapat pansinin na ang madalas na paggamit ng awtomatikong muling pagsasara ay nagpapalubha sa pagpapatakbo ng mga circuit breaker, na sa kasong ito ay nangangailangan ng pambihirang pagbabago. Batay dito, pinapayagan na magkaroon ng nadditional shutdown = 1 — 4 depende sa uri ng mga switch. Para sa mga kritikal na linya, dapat bawasan ang bilang ng mga biyaheng ito.

Tinatayang bilang ng mga tama ng kidlat sa mga linya ng kuryente sa itaas

Ang inaasahang bilang ng mga pagkawala ng kidlat sa linya ay pangunahing tinutukoy ng intensity ng aktibidad ng kidlat sa lugar ng ruta ng linya. Batay sa average na mga numero, karaniwang tinatanggap na ang 0.067 na pagtama ng kidlat ay nangyayari sa 1 km mula sa ibabaw ng lupa sa isang oras ng pagkidlat-pagkulog... Dahil kinokolekta ng linya ang lahat ng mga strike mula sa isang strip na may lapad na 6h (h ay ang average na taas ng isang cable suspension o cable), ang bilang ng N natamaan ng kidlat sa isang linya na may haba l bawat taon ay

N = 0.067 × n × 6h × l × 10-3 ,

kung saan ang n ay ang bilang ng mga oras ng thunderstorm bawat taon.

Ang bilang ng mga overlap sa pagkakabukod ng mga overhead na linya ng kuryente ay tinutukoy ng formula

ntape = n NS Pcloth,

kung saan ang Pln - ang posibilidad ng overlap ng pagkakabukod ng linya sa isang naibigay na kasalukuyang kidlat.

Hindi lahat ng overlap ng impulse isolation ay sinamahan ng line shutdown, dahil ang tripping ay nangangailangan ng pagpasa ng impulse arc papunta sa supply arc. Ang posibilidad ng paglipat ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan, at sa mga kalkulasyon ng engineering ay kaugalian na matukoy ito sa pamamagitan ng gradient ng operating boltahe kasama ang overlap na landas EСр = Urob / Lband, kV / m.

Para sa mga linya sa mga kahoy na suporta na may mahabang air gaps, ang posibilidad ng paglipat sa isang pulsed arc h ay tinutukoy ng formula

Para sa mga linya sa metal at reinforced concrete na suporta, h = 0.7 para sa boltahe ng linya hanggang 220 kV at h = 1.0 para sa nominal na boltahe na 330 kV at higit pa.

Ang pag-multiply ng nlent sa isang factor η, posibleng kalkulahin ang inaasahang bilang ng mga tama ng kidlat sa linya bawat taon

Sa pagsasanay sa engineering, ang tiyak na bilang ng mga line break nBilang ng mga break sa bawat 100 km ng linya na dumadaan sa isang lugar na may 30 oras na pagkidlat bawat taon ay karaniwang ginagamit:

Upang bawasan ang bilang ng mga tama ng kidlat sa linya, maaari mong:

• binabawasan ang posibilidad na magkasanib ang pagkakabukod sa panahon ng pagtama ng kidlat, na karaniwang nakakamit sa mga overhead na linya ng kuryente na may mga suportang metal sa pamamagitan ng pagsususpinde ng mga lightning rod mula sa contact wire at sa pamamagitan ng pagbibigay ng mababang impulse grounding resistance ng mga suporta at cable,

• pahabain ang overlap na landas na may mababang operating voltage gradient, na binabawasan ang coefficient h ng impulse arc sa power arc transition. Ang huli ay ginagawa sa mga overhead na linya ng kuryente na may mga kahoy na suporta.

Epekto ng pagganap ng proteksyon ng kidlat

Ang mga overhead na linya ng kuryente sa metal (reinforced concrete) ay sumusuporta nang walang ground wire.

Kapag ang wire ay natamaan sa punto ng epekto, ang isang pagtutol na katumbas ng kalahati ng katangian na impedance ng Z wire ay naka-on.