Молниезащита. Принцип действия и методика расчета

Сентябрь 4, 2022

Главная
Физика
Молниезащита. Принцип действия и методика расчета

Содержание

2. Мо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой
7. Глобальная частота ударов молний (шкала показывает число ударов в год на квадратный километр)
8. Основными параметрами устройства защиты от перенапряжений являются его способность замыкать большие токи на землю (т.е. рассеивать
10. Параметры устройства защиты от импульсных перенапряжений Уровень защитного напряжения Up Напряжение, сохраняющееся на устройстве защиты от
11. Максимальное рабочее напряжение Uc Макс.среднеквадратичное напряжение или напряжение постоянного тока в линии, к которой защитное устройство
12. К ним относятся следующие стандарты: IEC-61024-1 (1990-04): "Молниезащита строительных конструкций. Часть 1. Основные принципы". IEC-61024-1-1 (1993-09):
13. Мероприятия по грозозащите воздушных линий электропередачи Надежность грозозащиты ВЛ обеспечивается: подвеской грозозащитных тросов с углами защиты
14. Открытые распределительные устройства и открытые подстанции 20–500 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии (ПУМ).
15. Защита объектов от прямых ударов молнии
16. Высоту отдельно стоящих молниеотводов выбирают из условия: L ≤ 8(h - hx ) , где h
17. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 150 м: 1 – граница зоны защиты на уровне
18. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 150 м: 1 – граница зоны защиты на уровне
20. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода: 1 – граница зоны на уровне земли; 2 – то же
21. 1. Параметрами молниезащиты являются (все размеры – в метрах): h – полная высота молниеотвода; h0 –
22. Определение надежности защиты подстанций от прямых ударов молнии N1 = 0,06∙n ∙(B + 10 ∙ hx
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Мо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и

сопровождающим её громом.

Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10-500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт. Мощность разряда — от 1 до 1000 ГВт. Количество электричества, расходуемого молнией при разряде — от 10 до 50 кулон.

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Глобальная частота ударов молний (шкала показывает число ударов в год на

квадратный километр)

Слайд 8

Основными параметрами устройства защиты от перенапряжений являются его способность замыкать большие

токи на землю (т.е. рассеивать значительное количество энергии) и ограничивать напряжение на минимально возможном уровне.
Распространение форм волны 10/350 и 8/20.
Для адекватного описания токов разряда молнии необходимо использовать два типа форм волны:
- длинная волна (10/350 мксек), которая соответствует прямому удару молнии, (тип 1)
- короткая волна (8/20 мксек), которая соответствует затухающему непрямому удару молнии. (тип 2)

Слайд 9

Слайд 10

Параметры устройства защиты от импульсных перенапряжений
Уровень защитного напряжения Up
Напряжение, сохраняющееся на

устройстве защиты от перенапряжений во время замыкания импульса тока на землю. Up не должно превышать напряжения, которое может быть выдержано оборудованием, включенным в линию после устройства защиты. Номинальный ток разряда In Максимальное значение тока, протекающего через устройство защиты от перенапряжений,имеющего форму волны 8/20. Устройства защиты от перенапряжения типа 1 (класс В) и типа 2 (класс С) должны выдерживать 15 разрядов при токе In в соответствии с IEC 61643,параграф 7.6.4.

Слайд 11

Максимальное рабочее напряжение Uc Макс.среднеквадратичное напряжение или напряжение постоянного тока в линии,

к которой защитное устройство постоянно подключено. Равно номинальному напряжению. Следует учитывать как номинальное напряжение в электросети Un, так и его возможные отклонения. Временное перенапряжение UT Максимальное среднеквадратичное значение перенапряжения или перенапряжение постоянного тока, которое должно выдерживать устройство защиты в течение заданного времени. При наличии перенапряжения и при аварии устройства защиты от перенапряжений не должно создаваться опасности для персонала, оборудования или вспомогательных устройств.

Слайд 12

К ним относятся следующие стандарты:
IEC-61024-1 (1990-04): "Молниезащита строительных конструкций. Часть 1.

Основные принципы".
IEC-61024-1-1 (1993-09): "Молниезащита строительных конструкций. Часть 1. Основные принципы. Руководство А: Выбор уровней защиты для молниезащитных систем".
IEC-61312-1 (1995-05): "Защита от электромагнитного импульса молнии. Часть 1. Основные принципы".
В России на сегодняшний день взамен РД 34.21.122-87 "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений" утверждена и внесена в реестр действующих в электроэнергетике документов "Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций" СО-153-34.21.122-2003 (утверждена приказом Минэнерго России от 30.06.2004 г. №280).

Стандарты в области молниезащиты

Слайд 13

Мероприятия по грозозащите воздушных линий электропередачи
Надежность грозозащиты ВЛ обеспечивается:
подвеской грозозащитных тросов

с углами защиты 20–30°;
снижением импульсного сопротивления заземления опор;
повышением импульсной прочности изоляции линий и снижением вероятности установления силовой дуги (в частности, использованием деревянных траверс и опор);
применением изолированной нейтрали или дугогасящей катушки;
использованием АПВ линий.
Применение грозозащитных тросов на линиях 6–500 кВ не требуется:
для всех ВЛ напряжением до 35 кВ;
для линий 110 кВ на деревянных опорах;
в районах с числом грозовых часов в году менее 20;
на отдельных участках ВЛ с удельным сопротивлением грунтов более 103 Ом×м;
на участках трассы с расчетной толщиной стенки гололеда более 20 мм.

Слайд 14

Открытые распределительные устройства и открытые подстанции 20–500 кВ должны быть защищены

от прямых ударов молнии (ПУМ). Допускается не защищать:
подстанции 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1,6 МВА и менее независимо от числа грозовых часов в году;
ОРУ и подстанции 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20;
ОРУ и подстанции 220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли r в грозовой сезон более 2×103 Ом×м при числе грозовых часов в году не более 20.
Здания ЗРУ и закрытых подстанций следует защищать от прямых ударов молнии в районах с числом грозовых часов более 20.

Мероприятия по грозозащите подстанций

Слайд 15

Защита объектов от прямых ударов молнии

Слайд 16

Высоту отдельно стоящих молниеотводов выбирают из условия:
L ≤ 8(h - hx

) ,
где h – высота молниеотвода, hх – габарит подстанции (hх = 7 м для 35 кВ и hх = 11 м для 110 кВ). Протяженные объекты защищаются тросовыми молниеотводами.

Слайд 17

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 150 м:
1 –

граница зоны защиты на уровне земли; 2 – то же на уровне hx.

Слайд 18

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 150 м:
1 –

граница зоны защиты на уровне земли; 2 – то же на уровне hx1; 3 – то же на уровне hx2.

Слайд 19

Слайд 20

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода:
1 – граница зоны на уровне

земли; 2 – то же на уровне hх.

Слайд 21

1. Параметрами молниезащиты являются (все размеры – в метрах):
h – полная

высота молниеотвода;
h0 – высота вершины конуса стержневого молниеотвода;
hм – высота стержневого молниеприемника;
hа – активная высота молниеотвода;
hх – высота защищаемого сооружения;
r0, rх – радиусы защиты на уровне земли и на высоте защищаемого сооружения;
hс – высота средней части двойного стержневого молниеотвода;
2rс, 2rх – ширина средней части зоны двойного стержневого молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта;
a – угол защиты (между вертикалью и образующей), град;
L – расстояние между двумя стержневыми молниеотводами;
а – длина пролета между опорами троса;
hоп – высота опоры троса;
rх + rx’ – ширина зоны тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения;
а + 2rсх – длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне защищаемого сооружения;
а + 2rс – длина зоны двойного тросового молниеотвода на уровне земли.
Для одиночного тросового молниеотвода h – высота троса в середине пролета. С учетом провеса троса сечением 35–50 мм2 при известной высоте опор hоп и длине пролета а высота троса (в метрах) определяется:
h = hоп – 2 – при а ≤ 120 м,
h = hоп – 3 – при 120 < а ≤ 150 м.

Слайд 22

Определение надежности защиты подстанций от прямых ударов молнии
N1 = 0,06∙n ∙(B

+ 10 ∙ hx )(A + 10 ∙ hx ) ∙ 10-6
где hx – наибольшая высота сооружения на подстанции, м;
А и В – длина и ширина объекта, м (если объект имеет сложную конфигурацию, то А и В – это стороны прямоугольника, в который вписывается на плане защищаемый объект);
n – число грозовых часов в год.

Считая (с некоторым запасом), что все удары молнии поражают токоведущие части подстанции, получаем вероятное число отключений в год от прямых ударов молнии:
g1 = N1 ∙ γi ∙ γg ,
где γi = 0,68 – вероятность перекрытия изоляции при прямом ударе молнии,
γg = 0,70 – вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу/

Вероятное число лет работы подстанции без отключений от ПУМ составляет:
m1 =1/ g1

Молниезащита отсутствует. Число ударов молнии в подстанцию в год может быть определено по формуле :

Молниезащита. Принцип действия и методика расчета

Содержание

Мо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и

Глобальная частота ударов молний (шкала показывает число ударов в год на

Основными параметрами устройства защиты от перенапряжений являются его способность замыкать большие

Параметры устройства защиты от импульсных перенапряженийУровень защитного напряжения Up Напряжение, сохраняющееся на

Максимальное рабочее напряжение Uc Макс.среднеквадратичное напряжение или напряжение постоянного тока в линии,

К ним относятся следующие стандарты:IEC-61024-1 (1990-04): "Молниезащита строительных конструкций. Часть 1.

Мероприятия по грозозащите воздушных линий электропередачиНадежность грозозащиты ВЛ обеспечивается:подвеской грозозащитных тросов

Открытые распределительные устройства и открытые подстанции 20–500 кВ должны быть защищены

Защита объектов от прямых ударов молнии

Высоту отдельно стоящих молниеотводов выбирают из условия:L ≤ 8(h - hx

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 150 м: 1 –

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 150 м: 1 –

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода: 1 – граница зоны на уровне

1. Параметрами молниезащиты являются (все размеры – в метрах):h – полная

Определение надежности защиты подстанций от прямых ударов молнииN1 = 0,06∙n ∙(B

Похожие презентации