Расчет зон защиты молниеотводов

Молниезащита подстанций Лекция 15 Расчет зон защиты молниеотводов Молниезащита подстанций ОРУ подстанции 35 – 750 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии стержневыми молниеотводами. Возможны два способа защиты подстанций. 1. Установка молниеотводов на конструкциях и подсоединение их к общему заземляющему устройству подстанции. 2. Установка отдельно стоящих молниеотводов со своими обособленными заземлениями. Молниезащита подстанций Защиту от прямых ударов молнии ОРУ 220 кВ и выше необходимо выполнять молниеотводами, устанавливаемыми на конструкциях. Защиту ОРУ 110 кВ можно выполнять на конструкциях при эквивалентном удельном сопротивлении грунта в грозовой сезон   1000 Омм, а защиту ОРУ 35 кВ – при   500 Омм. Нужно обеспечить растекание тока молнии по заземляющему устройству!!! Молниезащита подстанций Молниеотводы можно конструкциях:  порталах  опорах линий  прожекторных мачтах  ЗРУ устанавливать на следующих Молниезащита подстанций Установка молниеотводов на трансформаторных порталах допускается при выполнении следующих дополнительных условий . 1. Удельное сопротивление грунта в грозовой сезон должно быть не более 350 Омм. 2. Точка присоединения конструкции с молниеотводом к ЗУ должно быть удалено по магистралям заземления от места присоединения бака трансформатора на расстояние не менее 15 м. Молниезащита подстанций 3. Непосредственно на выводах обмоток 3 – 35 кВ трансформаторов или на расстоянии не более 5 м от них должны быть установлены соответствующие ОПН или РВ. 4. Заземляющие проводники РВ или ОПН и силовых трансформаторов рекомендуется присоединять к ЗУ поблизости. 5. На подстанциях с ВН 35 кВ сопротивление заземляющего контура не должно превышать 4 Ом, гирлянды изоляторов на порталах следует выполнять на класс 110 кВ. Молниезащита подстанций Крышу ЗРУ, имеющую металлическую кровлю или ЖБ несущие конструкции, следует заземлять.  Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром 6-8 мм и иметь шаг ячеек площадью не более 150 м2  Токоотводы от сетки должны быть проложены к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру здания Молниезащита подстанций Для установки молниеотвода можно использовать концевую опору линии  у концевых опор с молниеотводами для линии 35 кВ и выше сопротивление заземления опор не должно превышать 10 Ом  гирлянды концевой опоры ЛЭП 35 кВ рекомендуется комплектовать как на 110 кВ Молниезащита подстанций В случаях, когда какое-то из выше перечисленных требований не может быть выполнено, установка молниеотводов на конструкциях не допускается. Молниезащита подстанций Расстояние между обособленным заземлителем молниеотвода и ближайшей к нему точкой заземляющего контура подстанции L з  0,2  R и где Rи - импульсное сопротивление заземления отдельно стоящего молниеотвода. Это расстояние должно быть не менее 3 м. Молниезащита подстанций Расстояние по воздуху от отдельно стоящего молниеотвода с обособленным заземлителем до токоведущих и заземленных частей распределительного устройства L в  0,12  R и  0,1 H где H – высота рассматриваемой точки над землей. Это расстояние должно быть не менее 5 м. Молниезащита подстанций Сопротивление заземляющего устройства молниеотвода не более 80 Ом. Для повышения безопасности персонала возможно снижение сопротивления до 10 Ом. Расчет зон защиты молниеотводов Зоной защиты молниеотвода называется пространство вокруг него, в котором объект защищен от прямых ударом молнии с определенной степенью надежности. Защищаемый объект не поражается молнией, если он целиком входит в зону молниеотвода. Расчет зон защиты молниеотводов Первая методика была предложена в ВЭИ на основе обширных лабораторных исследований на моделях, проведенных в 1936-1940 гг. А.А. Акопяном. По ней можно рассчитывать зоны защиты молниеотводов высотой до 60 м (Р≈0,999). Расчет зон защиты молниеотводов В дальнейшем эта методика была распространена и на молниеотводы высотой от 60 до 250 м. Для них была введена поправка, учитывающая то, что удар молнии не всегда попадает в вершину. Зона защиты представляет «усеченный шатер», верхняя часть молниеотвода Δh не защищена. Расчет зон защиты молниеотводов Радиус зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода на высоте hх для молниеотводов высотой до 60 м rх  1,6  h а  h  p, h  hх p – коэффициент для разных высот молниеотводов (р=1 при h≤30м; р = 5,5/ ℎ при высоте 30≤h≤60 м) Расчет зон защиты молниеотводов Зона защиты двух молниеотводов высотой не более 60 м показана на рисунке. Граница внешней зоны определяется так же, как и для одиночного молниеотвода Расчет зон защиты молниеотводов Граница зоны защиты между молниеотводами (в вертикальном сечении) определяется окружностью радиусом R, проходящей через вершины молниеотводов и точку А, расположенную на высоте: hо  h  a 7p а – расстояние между молниеотводами Расчет зон защиты молниеотводов Наименьшая ширина зоны защиты bx в середине между молниеотводами (на горизонтальном сечении) на высоте hx определяется по приближенной формуле b х  2  rх 7  hа  a 14  h а  a Расчет зон защиты молниеотводов Зона защиты трех и более молниеотводов значительно превышает сумму защиты одиночных молниеотводов. Расчет зон защиты молниеотводов Для четырех молниеотводов, лежащих в вершинах прямоугольника, при проверке защищенности всей площади на уровне hx нужно брать диагональ D. Расчет зон защиты молниеотводов Для получения внутренней зоны защиты между молниеотводами прибегают к введению фиктивного молниеотвода с высотой h1 Расчет зон защиты молниеотводов Вторая методика была предложена 60-e годы Энергетическом институте имени Г.М. Кржижановского (ЭНИН). Все расчетные формулы первой и второй методики совпадают, поэтому и высоты молниеотводов, полученных по ним, одинаковы. Она удобна для построения зон защиты двух молниеотводов, так как кривые заменены отрезками прямых. Надежность защиты Р ≈ 0,99. Расчет зон защиты молниеотводов Расчет зон защиты молниеотводов В третьей методике учтено, что вершина молниеотвода не защищена, поэтому зона защиты одиночного молниеотвода высотой до 150 м представляет собой круговой конус. Расчет зон защиты молниеотводов Зона защиты одиночного молниеотвода с надежностью Р≈0,995 имеет следующие размеры: ho = 0,85h; ro = (1,1- 0,002h)h; rx = (1,1- 0,002h)(h-hx/0,85) Расчет зон защиты молниеотводов Зона защиты двойного молниеотвода с надежностью Р≈0,995 при L≤2h имеет следующие размеры: hc = ho - (0,17+ 3∙10-4 h)(L-h); rc = ro; rcx = ro(hc –hx)/hc