ВПЛИВ АМПЛІТУДИ РОЗРЯДНОГО СТРУМУ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАХИСТУ ПОВІТРЯНОЇ ЛІНІЇ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ ВІД ПРЯМИХ УДАРІВ БЛИСКАВКИ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2023.279574Ключові слова:
блискавка, мінімальний струм відмови блискавкозахисту, грозозахисний трос, електрогеометрична модель.Анотація
У даній статті досліджено ефективність захисту від блискавки, що забезпечується одним грозозахисним тросом, встановленим на вершині дволанцюгової ґратчастої опори лінії електропередачі класу 220 кВ загальною висотою 37,115 м. Згідно з електрогеометричною концепцією кожен фазний провідник лінії електропередачі має ділянку, де грозозахистний трос не забезпечує повного захисту від прямого удару блискавки. Ширина цієї незахищеної зони залежить від конструкції та розмірів опори повітряної лінії електропередачі, очікуваної величини струму блискавки та зменшується зі збільшенням амплітуди розрядного струму. Досліджено ефективність блискавкозахисту провідників верхньої та середньої фази. Розраховано значення мінімального струму блискавки, здатного спричинити перекриття ізоляції у разі відмови блискавкозахисту. Також визначено мінімальні значення струму блискавки, при яких досягається повний блискавкозахист. Було встановлено, що для провідника верхньої фази мінімальний струм, при якому досягається повний захист від блискавки, становить 7,597 кА, що менше, ніж мінімальний струм 8,604 кА, здатний спричинити електричне перекриття ізоляції лінії електропередачі. Для провідника середньої фази, найменший струм, при якому досягається повне захист від блискавки, становить 5,976 кА, що набагато менше, ніж мінімальний струм 9,206 кА, що призводить до перекриття ізоляції. Результати показують, що зазначена повітряна лінія електропередачі захищена від небезпечних струмів блискавки. Однак обчислення показують, що спрямовані донизу спалахи блискавки з меншою амплітудою струму здатні оминути грозозахисний трос і влучити у фазні провідники. У зв'язку з цим, через непередбачуваний характер блискавки, для покращення блискавкозахисту ліній електропередачі можуть бути застосовані інші заходи, у тому числі використання підвісних нелінійних обмежувачів перенапруги, встановлених на опорах або поблизу них в окремих точках лінії електропередачі. При збільшенні грозової активності внаслідок глобального потепління, посилення заходів блискавкозахисту є виправданим.
Посилання
Vaisala (2022), “Total lightning statistics. Annual lightning report 2021”, pp. 1-40, Ref. B212465EN-A.
Reeve, N., Toumi, R. (1999), “Lightning activity as an indicator of climate change”, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Vol. 125, No. 555, pp. 893-903, doi: 10.1002/qj.49712555507.
Romps, D. M., Seeley, J. T., Vollaro, D., & Molinari, J. (2014), “Projected increase in lightning strikes in the United States due to global warming”. Science, Vol. 346, No. 6211, pp. 851-854. doi: 10.1126/science.1259100.
Lenarczyk, K., Loboda, M. (2022), “Shutdowns of 220 kV and 400 kV power transmission lines caused by winter lightning strikes in Poland in January 2022”, 2022 36th International Conference on Lightning Protection (ICLP), Cape Town, South Africa, pp. 20-25, doi: 10.1109/ICLP56858.2022.9942605.
Ishii, M., Saito, M., Natsuno D., Sugita, A. (2014), “Lightning incidence on wind turbines in winter”, 2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, China, pp. 1734-1738, doi: 10.1109/ICLP.2014.6973409.
Nakada, K., Yokoyama, S., Yokota, T., Asakawa, A., Kawabata, T. (1998), “Analytical study on prevention methods for distribution arrester outages caused by winter lightning”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 13, No. 4, pp. 1399-1404, doi: 10.1109/61.714514.
IEEE Std 1243-1997, “IEEE Guide for improving the lightning performance of transmission lines”, pp. 1-44, doi: 10.1109/IEEESTD.1997.84660.
IEEE Std 1410-2010 (Revision of IEEE Std 1410-2004), “IEEE Guide for improving the lightning performance of electric power overhead distribution lines”, pp.1-73, doi: 10.1109/IEEESTD.2011.5706451.
CIGRE WG C4.407 (2013), “Lightning parameters for engineering applications”, Technical brochure 549, pp. 1-117.
Central Electricity Authority (2018), “Compendium of tested tower designs for EHV transmission lines”, Ministry of Power, Government of India, New Delhi, pp. 1-356.
LaForest, J. J. (1982), “Transmission line reference book (345 kV and above)”, Electric Power Research Institute (EPRI), Palo Alto, CA, 2nd edition.
Datsios, Z. G., Mikropoulos, P. N., Tsovilis, T. E. (2014), “Estimation of the minimum shielding failure flashover current for first and subsequent lightning strokes to overhead transmission lines”, Electric Power Systems Research, Vol. 113, pp. 141-150, doi: 10.1016/j.epsr.2014.03.008.
DEHN + SÖHNE (2014), “Lightning protection guide”, 3rd updated edition, pp. 1-488, ISBN 978-3-9813770-1-9.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
