Громобранска заштита надземних далековода

Надземни далековод је најдужи елемент електричног система. Такође је најчешћи елемент система и најчешће га погађа гром. Статистике удеса у електроенергетском систему показују да је 75-80% хаваријских прекида надземних далековода повезано са испадом грома.

Физика пражњења грома

Муња - врста гасног пражњења са веома великом дужином искре. Укупна дужина канала муње достиже неколико километара, а значајан део овог канала налази се унутар грмљавинског облака.

За појаву грмљавине, прво, јаких узлазних струјања и, друго, неопходна влажност ваздуха у области грмљавине.

Узлазни струјни струји настају услед загревања ваздушних слојева који се налазе уз површину земље и термички изазване размене топлоте ових слојева са хладнијим ваздухом на великим висинама.

У облаку се формира више акумулација наелектрисања, изолованих једна од друге (у доњем делу облака се акумулирају наелектрисања негативног поларитета), муње су најчешће вишеструке, тј. састоји се од неколико појединачних пражњења које се развијају дуж истог пута.

Тачан механизам раздвајања наелектрисања у грмљавинском облаку је још увек у великој мери нејасан. Међутим, запажања показују да се раздвајање наелектрисања поклапа са замрзавањем капљица воде у облаку.

Дозвољени број прекида надземних далековода као последица удара грома

Студија изводљивости показује да је немогуће надземне далеководе учинити апсолутно отпорним на муње... Морамо намјерно претпоставити да ће надземни далеководи бити искључени ограничен број пута годишње. Задатак громобранске заштите далековода је да минимизира број громобранских прекида.

Дозвољени број обустава надземних далековода годишње и додатног искључења одређен је условима:

а) поуздано напајање потрошача,

б) поуздан рад прекидача који путују до надземних далековода и израчунава се по формули:

где је наддитионал — број дозвољених прекида у напајању електричне енергије на линији годишње надд ≤ 0,1 у одсуству редундансе и надд ≤ 1 ако је вишак доступан), β — стопа успешности АПВ једнака 0,8-0,9 за водове 110 кВ и више на металним и армиранобетонским носачима.

Аутоматски рецлосер (АР) може одржавати линију у раду јер су случајеви квара изолације лучних носача прилично ретки. У овом случају, удар грома неће бити праћен нестанком струје.У случају квара аутоматског поновног повезивања, доћи ће до потпуног гашења далековода.

Треба напоменути да честа употреба аутоматског поновног затварања компликује рад прекидача, који у овом случају захтевају ванредну ревизију. На основу овога, дозвољено је додатно искључење = 1 — 4 у зависности од типа прекидача. За критичне линије, овај број путовања треба смањити.

Процењени број удара грома у надземне далеководе

Очекивани број искључења грома на прузи углавном је одређен интензитетом грмљавинске активности на подручју трасе пруге. На основу просечних цифара, опште је прихваћено да се 0,067 удара грома догоди на 1 км од земљине површине у једном грмљавинском сату... С обзиром да линија прикупља све ударе из траке ширине 6х (х је просечна висина а кабл за вешање или кабл), број Н удара грома на линију дужине л годишње је

Н = 0,067 × н × 6х × л × 10-3 ,

где је н број сати са грмљавином у години.

Број преклапања у изолацији надземних далековода одређује се формулом

нтапе = н НС Пцлотх,

где је Плн — вероватноћа преклапања изолације водова при датој струји грома.

Није свако преклапање импулсне изолације праћено искључењем линије, пошто искључење захтева пролазак импулсног лука до доводног лука. Вероватноћа прелаза зависи од многих фактора, ау инжењерским прорачунима је уобичајено да се одреди градијентом радног напона дуж путање преклапања ЕСр = Уроб / Лбанд, кВ / м.

За водове на дрвеним носачима са дугим ваздушним празнинама, вероватноћа преласка на импулсни лук х одређује се формулом

За водове на металним и армиранобетонским носачима х = 0,7 за напон до 220 кВ и х = 1,0 за називни напон 330 кВ и више.

Помножећи нлент фактором η, могуће је израчунати очекивани број удара грома на линију годишње

У инжењерској пракси се обично користи специфичан број прекида линија нБрој прекида на 100 км линије која пролази кроз подручје са 30 сати грмљавине годишње:

Да бисте смањили број удара грома на линији, можете:

• смањење вероватноће преклапања изолације при удару грома, што се обично постиже на надземним далеководима са металним носачима качењем громобрана на контактну жицу и обезбеђивањем ниског импулсног отпора уземљења носача и каблова,

• продужити путању преклапања са ниским градијентом радног напона, што смањује коефицијент х прелаза импулсног лука у енергетски лук. Ово последње се изводи на надземним далеководима са дрвеним носачима.

Утицај перформанси громобранске заштите

Надземни водови на металним (армирано-бетонским) носачима без жице за уземљење.

Када се жица удари у тачку удара, укључује се отпор једнак половини карактеристичне импедансе З жице.