Защита от прямых ударов молнии

Лекция №15.

Защита от прямых ударов молнии.

Для защиты от прямых ударов молнии служат стержневые и тросовые молниеотводы.

Стержневые молниеотводы применяют для защиты сосредоточенных объектов (ОРУ станций и подстанций, отдельные сооружения и т.п.).

Защитные свойства стержневого молнинеотвода характеризуются зоной защиты, под которой понимают пространство вокруг молниеотвода, где поражение защищаемого объекта атмосферным разрядом маловероятно. Радиус защиты r_x одиночного стержневого молниеотвода определяют по формуле:

                                                              (26.1)

26.1. схема защитной зоны одиночного стержневого молниеотвода.

Рекомендуемые материалы

26.2. схема защитной зоны двойного стержневого молниеотвода.

где h – полная высота молниеотвода;

h_x – высота защищаемого объекта.

Защищающее действие одиночного молниеотвода характеризуется коэффициентом защиты:

                                                                            (26.2)

где h_a – активная высота молниеотвода.

Подставив в формулу (26.2) значение r_x, найденное по формуле 26.1, получим:

                                                                       (26.3)

Предельное значение К_α при высоте молниеотвода < 30 м равно 1,6, а наибольший радиус защиты r_x=1,6 h_a.

Если высота стержневого молниеотвода больше 30 м, то:

                                                             (26.4)

и

                                                                  (26.5)

Для двойного стержневого молниеотвода значения r_x и К_x во внешних областях зон защиты определяют также, как и для одиночного молниеотвода.

Расчетную ширину внутренней зоны защиты (2b_x) на высоте h_x находят по формуле:

                                                        (26.6)

Зону защиты для групп, состоящих из трех или четырех молниеотводов, определяют следующим образом:

при h ≤ 30 м D ≤ 8h_a ;                                                                       (26.7)

при h > 30 м D ≤ 8(5,5)h_a                                                            (26.8)

де «D» - диаметр окружности, проходящей через вершины треугольника, образованного тремя молниеотводами, или диагональ четырехугольника, образованного четырьмя молниеотводами.

Внешний радиус защиты r_x в этом случае определяют так же, как и для одиночного молниеотвода, а расчетную ширину внутренней зоны защиты – по формуле 26.6 или по специальным кривым.

Тросовые молниеотводы применяют для защиты протяженных объектов (линии электропередачи, подходы к подстанциям, электростанциям и т.п.).

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода на высоте подвеса проводов представляет собой пространство в форме полосы шириной 2r_x. Радиус защиты одиночного тросового молниеотвода:

                                                                 (26.9)

где h – высота подвеса троса;

h_x – высота подвеса провода.

Коэффициент защиты одиночного тросового молниеотвода:

                                                     (26.10)

где h_a – активная высота молниеотвода;

a - защитный угол молниеотвода (принимаемый = 80°).

Внешние зоны защиты двух параллельно расположенных тросовых молниеотводов так же, как и для одиночного, но защитный угол принимают обычно равным 20°. Для защиты среднего провода ВЛ необходимо соблюдение условия:

H_a ³ a/4,

где «а» - расстояние между точками закрепления тросов.

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода.

Конструктивное выполнение грозозащитных устройств.

Молниеприемники стержневых молниеотводов выполняются в виде стоек, возвышающихся над сооружением.

Молниеприемники тросовых молниеотводов выполняются в виде тросов, натянутых над сооружением.

Молниеприемником сеточного молниеотвода является сетка, проложенная непосредственно по кровле здания.

Стержневые молниеотводы в сравнении с тросовыми более эффективны, просты и экономичны. Тросовые молниеотводы применяются для защиты протяженных объектов, а также в тех случаях, когда густая сеть коммуникаций не позволяет установить стержневые молниеотводы. Установка сетчатых молниеотводов не гарантирует 100% защиты объекта от прямого удара молнии и поэтому может быть рекомендована только для защиты неответственных объектов.

Токоотводы должны быть приложены по кратчайшим путям от молниеприемника к заземлителю. Минимальное сечение стальных токоотводов должно быть равно 25 мм². Токоотводы от коррозии необходимо защищать масляной краской или оцинковкой. Соединения следует выполнять в основном сваркой.

Рекомендуемые типы молниеприемников.

Таблица 11-7

Пример: выбрать стержневой молниеотвод для защиты от прямых ударов молнии трансформаторной подстанции «У»=35 – 10 кВ с трансформатором S=2500 кВА. Молниеотвод необходимо установить на концевой опоре ВЛ – 35 кВ. На расстоянии 9 м от концевой опоры расположен портал с электрооборудованием Н=5м; на расстоянии 17 м – РУ 10 кВ, Н=4м.

Решение: определим высоту h молниеотвода при r_x=17 м и h_x=4 м;

17=1,6h(h-4)/(h+4);

откуда                                   17h+68=1,6h²-6,4h.

Решая квадратное уравнение 1,6h²-23,4h-68=0, находим, что:

м.

Определяем радиус защиты для объекта h=5 м:

м.

Следовательно, портал с электрооборудованием, находится на расстоянии 9 м от молниеотвода Н=17,2 м, также будет входить в зону его защиты.

Пример: выбрать трубчатые разрядники для грозозащиты разъединительного пункта, установленного на ВЛ 10 кВ. полное результирующее сопротивление элементов электроустановки до разъединительного пункта, приведенное к среднему номинальному «У» ступени К.З. У_ср=10,5 кВ, равно 14 Ом.

Решение: определяем действительное значение тока при трехфазном К.З.:

Вместе с этой лекцией читают "Действие и статус в контексте деловой культуры".

                                           кА

при К.З. на ВЛ 10 кВ       кА.

Принимаем к установке трубчатые разрядники РТФ – 10/0,2 – 1

>кА;

<кА.

И. П. Качанов «Курсовое и дипломное проектирование», страница 312.