Басманов В.Г. Заземление и молниезащита. Часть 2 Молниезащита

Подождите немного. Документ загружается.

Для двух молниеотводов разной высоты построение зоны А двойного

стержневого молниеотвода выполняется при L ≤ 4h

min

, а зоны Б - при L ≤ 6h

min

При соответствующих больших расстояниях между молниеотводами они

рассматриваются как одиночные.

3. Многократный стержневой молниеотвод. Зона защиты многократного

стержневого молниеотвода (рис. А4) определяется как зона защиты попарно

взятых соседних стержневых молниеотводов высотой h≤150 м (см. п.2

настоящего приложения).

Основным условием защищенности одного или нескольких объектов

высотой h

с надежностью, соответствующей надежности зоны А и зоны Б,

является выполнение неравенства r

>0 для всех попарно взятых

молниеотводов. В противном случае построение зон защиты должно быть

выполнено для одиночных или двойных стержневых молниеотводов в

зависимости от выполнения условий п.2 настоящего приложения.

Рис. А4. Зона защиты (в плане) многократного стержневого молниеотвода.

Обозначения те же, что и на рис. А1

4. Одиночный тросовый молниеотвод. Зона защиты одиночного

тросового молниеотвода высотой h≤150 м приведена на рис. А5, где h - высота

троса в середине пролета. С учетом стрелы провеса троса сечением 35-50 мм

при известной высоте опор h

оп

и длине пролета a высота троса (в метрах)

определяется:

h = h

оп

- 2 при a

120 м; (А19)

h = h

оп

- 3 при 120 < a

150 м. (А20)

Зоны защиты одиночного тросового молниеотвода имеют следующие

габаритные размеры.

Зона А:

= 0,85 h; r

= (1,35 - 0,0025 h) h; (А21)

(1,35 0, 0025 )( / 0,85)

r hhh=--

(А22)

Зона Б:

= 0,92 h; r

= 1,7 h;

1, 7( / 0,92)

r hh=-

; (А23)

Рис. А5. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода.

Обозначения те же, что и на рис. А1

Для зоны типа Б высота одиночного тросового молниеотвода при

известных величинах h

и r

определяется по формуле

( 1, 85 ) / 1, 7

hrh=+

(А24)

5. Двойной тросовый молниеотвод. Зона защиты двойного тросового

молниеотвода высотой h≤150 м приведена на рис. А6. Размеры r

, h

, r

для зон

защиты А и Б определяются по соответствующим формулам п.4 настоящего

приложения. Остальные размеры зон определяются следующим образом.

Рис. А6. Зона защиты двойного тросового молниеотвода.

Обозначения те же, что и на рис. А2

Зона А:

при L ≤ h

= h

; r

= r

; r

= r

; (А25)

при h < L ≤ 2h

(0,14 5 10 )( )

h h hLh

=-+×-

;

(А26)

;

(А27)

= r

;

cx0cxc

( )/

r rhhh

;

(А28)

при 2h < L ≤ 4h

(0,14 5 10 )( )

h h hLh

=-+×-

;

(А29)

;

(А30)

0,2( 2)

éù

êú

ëû

(А31)

cxccxc

( )/.

r rhhh

(А32)

При расстоянии между тросовыми молниеотводами L> 4h для построения

зоны А молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

Зона Б:

при h < L

= h

; r

= r

; r

= r

; (А33)

при h < L ≤ 6h

0,12( );

h h Lh

=--

(А34)

;

(А35)

= r

;

cx0cxc

( )/.

r rhhh

(А36)

При расстоянии между тросовыми молниеотводами L> 6h для построения

зоны Б молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

При известных величинах h

(при r

= 0) высота тросового

молниеотвода для зоны Б определяется по формуле

( 0,12 ) /1, 06.

hhL=+

(А37)

Зона защиты двух тросов разной высоты h

и h

приведена на рис. А7.

Габариты h

, h

, r

определяются по формулам п.4 настоящего

приложения как для одиночного тросового молниеотвода. Для определения

размеров r

и h

используются формулы:

c 01 02

( ) / 2;

r rr=+

c c1 c2

( ) / 2,

h hh=+

(А38)

где h

и h

вычисляются по формулам для h

п.5 настоящего приложения.

Рис. А7. Зона защиты двух тросовых молниеотводов разной высоты

Далее по формулам того же п.4 вычисляются

Приложение Б

(информационное)

Пример расчета молниезащиты ГПП 35/10 кВ

Опасные грозовые воздействия на подстанционном оборудовании возникают

при ударах молнии непосредственно в подстанцию (ПC), а также при поражениях

BЛ и приходе по ним на распределительное устройство (РУ) и ПС грозовых волн.

Кроме того, для РУ 6 и 10 кВ опасны перенапряжения, индуктированные на

токоведущих частях при ударах молнии в землю или другие объекты вблизи BЛ

или ПС.

Защита оборудования подстанций от прямых ударов молнии обеспечивается

системой стержневых и тросовых молниеотводов.

Защитa ПС от набегающих с ВЛ волн грозовых перенапряжений основана на

выборе соответствующих защитных аппаратов (ОПН, разрядников), числа и места

их установки на ПС с тем, чтобы обеспечить такое снижение воздействующих волн

грозовых перенапряжений по амплитуде и крутизне, при котором в течение

нормированного срока безаварийной эксплуатации Т

н.в

не будут превышены

допустимые значения перенапряжений для наиболее ответственного и

дорогостоящего оборудования (трансформаторов, автотрансформаторов,

шунтирующих реакторов и т.д.).

На рис. Б1 показана компоновка ГПП 35/10 кВ, которое требуется

защитить от прямых ударов молнии. Исходными данными для расчетов

являются геометрические размеры конструктивных элементов ГПП:

- А- ширина ГПП, м;

- В- длина ГПП, м;

- высота защищаемого объекта, м;

- n – среднегодовое число ударов молний в 1 км² земной поверхности в

месте нахождения объект, в зависимости от среднегодовой продолжительности

гроз в часах.

Для защиты рассматриваемой ГПП от прямых ударов молний

применяются 4 молниеотвода, которые устанавливаются отдельно стоящими,

при этом должны соблюдаться условия, приведенные в табл. 6.10:

1. Если не могут быть выполнены условия установки молниеотвода на

конструкциях ОРУ.

2. Расстояние по земле l

между обособленным заземлителем молниеотвода и

заземляющим контуром ОРУ должно быть таким, чтобы исключать перекрытие по

земле между заземлителями с вероятностью не более 0,1. При этом должно

выполняться условие l

≥ 0,2R

и l

≥ 3 м.

3. Расстояние по воздуху l

от отдельно стоящего молниеотвода с

обособленным заземлителем до токоведуших частей, заземленных конструкций и

оборудования ОРУ должно быть таким, чтобы исключать перекрытия по воздуху с

вероятностью не более 0,1. При этом должно выполняться условие

В ИС

(0,12)

l RH

³+

иl

≥ 5 м.

4. Сопротивление заземлителя должно быть не более 80 Ом.

1. Определяется ожидаемое количество поражений молнией ГПП в год,

x xx

[( 6 )( 6 ) 7,7 ] 10

N А hВ h hn

= +× +× - ××

, (Б1)

где А- ширина ГПП, м,

В- длина ГПП, м,

- высота защищаемого объекта, м,

n – среднегодовое число ударов молний в 1 км² земной поверхности в

месте нахождения объекта, в зависимости от среднегодовой продолжительности

гроз в часах. Для нахождения n необходимо определить среднее число грозовых

часов в году по табл. 6.1 или по карте грозовой деятельности, приведенной в

приложении В. Для Кировской области среднее число грозовых часов в году

20 40

ч/год, тогда по приложению В

=2.

Рис. Б1. Конструктивное исполнение ГПП 35/10 кВ

Геометрические размеры ГПП А=30 м, В=40 м, а высота защищаемых

объектов на территории ГПП принимается равной высоте портала, h

=7,85 м.

[(30 6 7,85)(40 6 7,85) 7,7 7,85 ] 2 10 0,0125

= +× +× - × ×× =

2. Принимается тип зоны защиты Б, так как N<1.

3. Определяется высота молниеотвода из условия (6.6), по которому

уровень h

внутри остроугольного треугольника или прямоугольника,

образованного ближайшими тремя или четырьмя стержневыми

молниеотводами, будет защищен, если диаметр D окружности, проходящей

через вершины треугольника, или диагональ D прямоугольника удовлетворяют

условию

D < 8(h - h

)p, (Б2)

где коэффициент р =1 при h < 30 м.

При этом границы верхней части зон защиты определяются для каждой

пары молниеотводов.

В случае рассматриваемого примера диагональ D прямоугольника

определяется по выражению:

D LL

, (Б3)

где L

, L

– расстояние между молниеотводами по ширине и длине ГПП.

26, 2 25,8 36, 77 м

D= +=

36,77 < 8(h - 7,85) = 8h – 62,8.

Откуда h > 12,44 м, поэтому к исполнению принимаются молниеотводы

высотой h = 12,5 м.

4. Зона защиты многократного стержневого молниеотвода

определяется как зона защиты попарно взятых соседних стержневых

молниеотводов высотой h ≤150 м (см. п.2 приложения А). Зона защиты

двойного стержневого молниеотвода высотой предоставлена на рис. А2

Торцевые области зоны защиты определяются как зоны одиночных стержневых

молниеотводов, габаритные размеры которых h

, r

определяются по

формулам п.1 приложения А для зоны защиты типа Б.

Вершина конуса зоны защиты

0,92 0,92 12,5 11,5 м

hh=×=×=

Радиус основания конуса на уровне земли

1,5 1,5 12,5 18,75 м

rh=×=×=

Радиус зоны защиты на высоте h

х1x

1,5 ( 0,92) 1,5 (12,5 7,85 0, 92) 5,95 м

r hh=×- =× - =

Высота зоны защиты посередине между молниеотводами

c101

0,14 ( ) 11,5 0,14 (26, 2 12,5) 9,58

h h Lh=-×-=-× - =

м,

c202

0,14 ( ) 11, 5 0,14 (25,8 12,5) 9, 64 м

h h Lh=-×-=-× - =

Ширина горизонтального сечения совместной зоны защиты на высоте

от уровня земли

(

)

c1x

сх10

9,58 7,85

()

18,75 3,39 м

9,58

=×=×=

(

)

c2x

сх20

9,64 7,85

()

18, 75 3, 48 м

9,64

=×=×=

Ширина совместной зоны защиты

18,75м

rr==

5. Строится зона защиты стержневых молниеотводов. Если зона

защиты, построенная на высоте h

, не защищает какие-либо объекты, то

производится расчет параметров зоны защиты для высоты этих объектов. В

данном примере такими объектами являются здание ЗРУ и забор с h

= 4 м и

= 2,5 м соответственно.

6. Расчет параметров зоны защиты для здания ЗРУ.

Радиус зоны защиты на высоте h

х2 x2

1,5 ( 0,92) 1,5 (12,5 4,00 0,92) 12, 23 м

r hh=×-=×-=