Проблемы в распределительной сети
Вышеупомянутое обсуждение было сосредоточено на принципах молниеносных ударов и их смягчении. Тем не менее, молниеносные удары по электрическим линиям или подстанциям - это те, которые вызывают проблемы в распределительной сети, которые попадают прямо в наши резиденции и офисы.
Влияние удара молнии на электрические линии
Прямой удар молнии на проводнике силовой линии вызывает чрезвычайно высокие импульсы напряжения в точке удара, которые распространяются как бегущие волны в любом направлении от точки удара. Гребень импульса можно рассчитать как:
V = I × Z
Где:
V - напряжение гребня
I - пиковый ток молнии
Z - импеданс, наблюдаемый импульсом вдоль направления движения.
Импеданс Z равен половине волнового сопротивления линии при ударе в середине и может составлять примерно 150 Ом. Таким образом, для пикового тока 40 кА напряжение импульса может достигать 6000 кВ. Поскольку основной уровень изоляции большинства систем намного ниже этого значения, ясно, что такой импульс вызовет сбой изоляционных компонентов вдоль линии.
Поэтому необходимо, чтобы на фазных проводниках линии электропередачи не допускался прямой удар.
Это достигается путем наложения одного или нескольких экранирующих проводов вдоль фазовых проводов, достаточно над ними, так что экранирующие провода привлекают прямые удары, а не фазные проводники.
Защитный провод заземлен на каждой башне трансмиссии и, таким образом, молниевой ток надежно переходит в основную массу.
Зазор между фазными проводниками и экранирующим проводом должен быть выбран таким образом, чтобы воздушное пространство между ними не разрушалось высоким импульсным напряжением, генерируемым в экранирующих проводах. Это легко достижимо в системах с напряжением 66 кВ и выше.
Даже когда защищено указанным выше способом, поток импульса молниеносного тока в экранирующем проводе вызывает импульс индуцированного напряжения в фазных проводниках. Они намного меньше по стоимости, чем прямой импульс, безопасно проходящий по линии, не вызывая какого-либо отказа изоляции. Для защиты оборудования в точке окончания воздушных линий (таких как выключатели, трансформаторы, измерительные приборы и т. Д.) В точке прекращения предусмотрены разрядники молнии. Эти разрядники поглощают любые всплески в линии и препятствуют их перемещению в оборудование подстанции.
Эти разрядники являются, по существу, нелинейными резисторами в фарфоровом корпусе, который при нормальных напряжениях обладает очень высоким сопротивлением. Они предназначены для разрушения при напряжениях выше максимального рабочего напряжения системы (но ниже базового уровня изоляции системы), тем самым становясь хорошими проводниками и передавая энергию импульса молнии на землю. Как только напряжение падает (после истечения импульса), разрядники возвращаются в исходное состояние с высоким импедансом.
Амортизаторы размещаются на конструкциях и их линейных терминалах, подключенных к каждой фазе линии. Другой конец разрядника (клемма заземления) подключается к системе заземления подстанции через короткие заземляющие проводники соответствующей площади поперечного сечения.
Аресторы также могут быть дополнительно снабжены счетчиками перенапряжений с целью мониторинга их действия.
Ресурс: Практическое заземление, склеивание, защита и защита от перенапряжений Г. Виджаярагавана