Определение числа ударов молнии в ЛЭП и числа аварий на ЛЭП на металлических опорах

Число ударов молнии в ЛЭП можно определить по “Руководящим указаниям по расчету зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов”[9] по формуле:

N = 2 3.5 h × n ч × n s × l × 10-3, где l- длина ЛЭП в км; h – высота опоры в м, n ч – число грозовых часов (в Омской n ч= 40-60 в год); n s – число ударов в 1 км2 за один грозовой час (n s = 0.067). Т.е. ЛЭП собирает все удары молнии с полосы шириной 2×3,5×h (рис.2.1). Например, для ЛЭП длиной 100 км на опорах высотой 20 м получим N » 47 раз.

В новом издании “Руководства по защите электрических сетей 6-1150 кВ” [2] эта формула изменена N = 2× k h × h × po × l × 10-3,где po – плотность ударов молнии на землю в 1 км2 po = 0.05× n ч (т.е. n s уменьшено до 0.05); k h – коэффициент, учитывающий зависимость ширины полосы, с которой ЛЭП собирает боковые удары, от высоты опоры h (рис. 2.2). Т.е. k h = 1.3 – 3.8, а не 3.5 как было раньше, но для h=20 м k h ≈ 3,5.

Рис. 2.1. Ширина полосы, с которой Рис. 2.2. Зависимость Kh=f(h)

ЛЭП собирает удары молнии

Число аварий на ЛЭП при N ударов молнии в ЛЭП можно оценить по формуле [5]: Nав = N P(Iм) Pд (1 - bАПВ)

Дело в том, что из всех ударов N опасны только те, которые будут завершаться перекрытиями гирлянд (рис. 3.1,а) - , где − вероятность перекрытия, оно произойдет, если ток молнии Iм превысит уровень грозоупорности, который для ЛЭП на металлических опорах определяется по формуле Iм = ,где U – напряжение импульсного перекрытия гирлянды; Zэ - эквивалентное сопротивление цепи в месте удара Zэ = 70 – 120 Ом.

Но из всех перекрытий опасны только те, при которых импульсное перекрытие заканчивается дуговым. Вероятность перехода импульсного замыкания в дуговое для ЛЭП на металлических опорах равна: на 35 кВ Pд = 0.6 – 0.7; на 110 кВ и выше Pд = 0.9 – 1.Для ЛЭП с автоматическим повторным включением (АПВ) авариями будут только те случаи, когда АПВ будут не успешными (bАПВ – коэффициент успешности АПВ). bАПВ = 0.75 – 0.9. Расчетный показатель грозоупорности nав = 1/ Nав » 7 – 15 лет.