가공 전력선의 낙뢰 보호

가공 전력선은 전기 시스템에서 가장 긴 요소입니다. 그것은 또한 시스템의 가장 일반적인 요소이며 가장 자주 번개에 맞았습니다. 전력 시스템 사고 통계에 따르면 가공 전력선 비상 정전의 75-80%가 낙뢰 정전과 관련이 있습니다.

번개 방전의 물리학

번개 - 스파크 길이가 매우 긴 가스 방전 유형입니다. 번개 채널의 총 길이는 수 킬로미터에 이르며 이 채널의 상당 부분은 뇌운 내부에 있습니다.

뇌우가 발생하려면 먼저 강한 상승 기류와 두 번째로 뇌우 지역에 필요한 공기 습도가 필요합니다.

상승 기류는 지구 표면에 인접한 공기층의 가열과 높은 고도에서 더 차가운 공기와 이러한 층의 열 교환으로 인해 발생합니다.

구름에는 여러 개의 전하 축적이 형성되어 서로 격리되어 있습니다 (구름의 아래쪽에는 음의 극성 전하가 축적됨). 번개는 일반적으로 여러 개입니다. 동일한 경로를 따라 발생하는 여러 개의 단일 방전으로 구성됩니다.

뇌운에서 전하 분리의 정확한 메커니즘은 여전히 ​​불분명합니다. 그러나 관측에 따르면 전하 분리는 구름에서 물방울이 어는 것과 일치합니다.

낙뢰로 인한 가공 전력선의 허용 중단 횟수

타당성 조사에 따르면 가공 전력선을 낙뢰로부터 완전히 보호하는 것은 불가능합니다... 가공 전력선이 1년에 제한된 횟수로 중단될 것이라고 의도적으로 가정해야 합니다. 전력선의 낙뢰 보호 작업은 낙뢰 차단 횟수를 최소화하는 것입니다.

연간 가공 전력선의 허용 정지 수 및 추가 종료는 다음 조건에 따라 결정됩니다.

a) 소비자에게 안정적인 전원 공급

b) 가공 전력선으로 이동하는 스위치의 안정적인 작동은 다음 공식으로 계산됩니다.

여기에서 nadditional — 연간 회선의 전원 공급 장치에서 허용되는 중단 횟수 nadd ≤ 0.1(중복이 없는 경우), nadd ≤ 1(중복이 가능한 경우), β — 110kV 회선에 대해 0.8-0.9와 동일한 APV 성공률 및 금속 및 철근 콘크리트 지지대에서 더 높습니다.

자동 리클로저(AR)는 아크 지지대의 절연 실패가 매우 드물기 때문에 라인을 계속 작동시킬 수 있습니다. 이 경우 낙뢰는 정전을 동반하지 않습니다.자동 재연결에 실패하면 전력선이 완전히 차단됩니다.

자동 재폐로의 빈번한 사용은 회로 차단기의 작동을 복잡하게 만들고 이 경우 특별한 수정이 필요하다는 점에 유의해야 합니다. 이를 바탕으로 스위치 종류에 따라 추가 종료 = 1 ~ 4가 허용됩니다. 중요한 회선의 경우 이 트립 횟수를 줄여야 합니다.

머리 위 송전선에 예상되는 낙뢰 수

라인에서 예상되는 낙뢰 정전 횟수는 주로 라인 경로 영역의 낙뢰 활동 강도에 따라 결정됩니다. 평균 수치를 기준으로 일반적으로 0.067번의 낙뢰가 1시간 동안 지구 표면에서 1km 떨어진 곳에서 발생하는 것으로 받아들여집니다. 선이 폭 6h(h는 a의 평균 높이 케이블 서스펜션 또는 케이블), 길이가 l인 선로에서 연간 N번의 낙뢰 수는

N = 0.067 × n × 6h × l × 10-3,

여기서 n은 연간 뇌우 시간입니다.

가공 전력선 절연의 겹침 수는 공식에 의해 결정됩니다.

ntape = n NS Pcloth,

여기서 Pln - 주어진 낙뢰 전류에서 라인 절연의 겹침 확률.

트리핑에는 임펄스 아크가 공급 아크로 통과해야 하므로 임펄스 절연의 모든 겹침에 라인 차단이 수반되는 것은 아닙니다. 전환 확률은 많은 요인에 따라 달라지며 엔지니어링 계산에서는 오버랩 경로 EСр = Urob / Lband, kV / m을 따라 작동 전압의 기울기로 결정하는 것이 일반적입니다.

공극이 긴 목재 지지대에 있는 선의 경우 펄스 아크로 전환할 확률 h는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

금속 및 철근 콘크리트 지지대에 있는 라인의 경우, 라인 전압이 최대 220kV인 경우 h = 0.7이고 공칭 전압이 330kV 이상인 경우 h = 1.0입니다.

nlent에 계수 η를 곱하면 연간 예상 낙뢰 횟수를 계산할 수 있습니다.

엔지니어링 실습에서 연간 30시간의 뇌우가 있는 지역을 통과하는 전선 100km당 중단 횟수가 일반적으로 사용됩니다.

회선에서 낙뢰 횟수를 줄이려면 다음을 수행할 수 있습니다.

• 접촉 와이어에서 피뢰침을 매달고 지지대 및 케이블의 낮은 임펄스 접지 저항을 제공하여 금속 지지대가 있는 가공 전력선에서 일반적으로 달성되는 낙뢰 중 절연 중첩 가능성을 줄입니다.

• 낮은 작동 전압 구배로 오버랩 경로를 확장하여 임펄스 아크에서 전력 아크로의 전환 계수 h를 줄입니다. 후자는 목재 지지대가 있는 가공 전력선에서 수행됩니다.

낙뢰 보호 성능의 영향

금속(철근 콘크리트)의 머리 위 전력선은 접지선 없이 지지합니다.

충격 지점에서 와이어를 치면 Z 와이어의 특성 임피던스의 절반에 해당하는 저항이 켜집니다.