Разработка методов расчета механических сил и моментов, действующих на фазные провода и защитные тросы ЛЭП в поле лидера молнии

• Автор: Слышалов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.02, 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 187 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЛИДЕРА МОЛНИИ. ВТОРИЧНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ ПРИ УЧЕТЕ ЕЕ РЕАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
1.1 Анализ характеристик и параметров грозовых разрядов. Параметры и расчетная модель лидерного канала.

1.2 Разработка метода расчета поля зарядов, наведенных лидером на поверхности земли

1.3 Электрическая модель электрического ноля системы облако лидер земля

Выводы.
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИНДУКЦИОННОГО ЗАРЯЖЕНИЯ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ВЛЭП В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ ЛИДЕРА
2.1 Интегродиффереициадьные уравнения распределений индукционных зарядов по проводам и тросам линии. Применение интегрального преобразования Фурье к распределениям зарядов

2.2 Электростатическая модель для мгновенных распределений индукцион

ных зарядов по проводам и тросам в форме системы интегральных уравнений. Методика их решения
Выводы.
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СОВМЕСТНОГО РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ВОЗДУХЕ И ЗЕМЛЕ ПРИ СТЕКАНИИ ГОКОВ С ЗА
ЗЕМЛИТЕЛЕЙ.
3.1 Разработка метода расчета поля в воздухе при стенании тока молнии с поверхностного и заглубленного заземлителей
3.2 Электрическое поле одностоечной опоры ВЛЭП в воздухе и земле при стенании с се зазсмлителя тока молнии. Влияние на поле индуктивности опоры.
3.3 Индукционное действие на опору линии электропередачи электрических
полей облака и лидера молнии.
Выводы.
4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ИНДУКЦИОННЫХ ЗАРЯДОВ, НАВЕДЕННЫХ НА ПРОВОДАХ И ТРОСАХ ВЛЭП.
4.1 Сравнительная оценка электрических полей, создаваемых собственными зарядами линии, зарядами наведенными облаком и зарядами лидерного канала.
4.2 Метод расчета электрического поля зарядов, наведенных на проводах и
тросах ВЛЭП
5. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ СИЛ И ВЫЗЫВАЕМЫХ ИМИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ВЛЭП В ПОЛЕ ЛИДЕРА МОЛНИИ
5.1 Расчет распределения сил по длине проводов и тросов. Зависимости сил от времени
5.2 Анализ кривых провисания проводов и тросов. Уравнения для перемещений проводов и тросов.
5.3 Расчет пространственных перемещений проводов и тросов ВЛЭП в поле
лидера молнии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Методику инженерных расчетов механических сил, действующих на провода и тросы ВЛЭП в лидерной стадии грозового разряда, и вызываемых им перемещений проводов и тросов. Апробация работы. Техники и электрофизики высоких напряжений, Электрических систем, Теоретических основ электротехники ИГЭУ, г. Публикации по результатам исследований опубликовано печатных работ. Работа проводилась в рамках госбюджетной межвузовской научно технической программы Повышение надежности, экономичности и экологичности энергетической системы России. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из наименований и 5 приложений. Основной материал изложен на 3 страницах печатного текста. Работа содержит иллюстраций, таблиц. Общий объем работы составляет 6 страниц . В первой главе на основе известных результатов исследования грозового разряда и, в частности, его лидерной стадии вводятся расчетные допущения и числовые характеристики, относящиеся к продвижению лидерного канала, его индуктивному действию на провода и тросы ВЛЭП, заземленные проводящие объекты, поверхность земли. Исходя из концепции вторичных источников и закона непрерывности полного тока разрабатывается метод расчета плотности наведенных зарядов на поверхности земли в поле лидера. Устанавливаются условия применимости электростатической модели электрического поля для системы облако лидер земля. Вводится система относительных величин. На основе анализа преобразованных функций устанавливаются условия применимости для расчета распределений индукционных зарядов интегральных уравнений электростатики, соответствующих действию мгновенною поля лидера, проводится решение этих уравнений. Разрабатывается инженерный метод расчета линейной плотности индукционных зарядов на проводах и тросах ВЛЭП, оценивается его точность. В третьей главе рассматриваются электрические поля создаваемые вторичными источниками индукционными зарядами, наводимыми в поле лидера на опорах линий, деревьях и других проводящих объектах, и ноля, появляющиеся при растекании тока молнии с заземлителей или ударе молнии в землю. Разрабатываются методы совместного расчета электрического поля в воздухе и поля тока в земле при стскании с заземлителя объекта тока молнии. В четвертой главе разрабатывается медодика расчета напряженности поля, создаваемого распределением индукционных зарядов на проводах и тросах ВЛЭП, осуществляется сравнительная оценка полей собственных зарядов линии, зарядов наведенных облаком, индукционных зарядов и поля создаваемого лидером. Разрабатывается инженерный метод расчета напряженностей, оценивается его точность. В пятой главе излагается методика расчета перемещений проводов и тросов под действием импульсных сил. Решаются уравнения колебаний по вертикали и качаний проводов и тросов. Методика иллюстрируется на расчетах отклонений для тросов ВЛЭП0 кВ. В первой задаче рассматривается движение лидера по вертикальной траектории вблизи линии. Для этой же линии выполнен расчет ветровых отклонений проводов и отклонений при протекании ударных токов короткого замыкания. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ МОЛЕ ЛИДЕРА МОЛНИИ. Анализ характеристик и параметром грозовых разрядов. Математическая модель, при реализации которой находятся структура, заряд, продольный и поперечный размеры, скорость продвижения лидерного канала, константы ионизационных процессов в его объеме и на фронте и ряд других характеристик, определяющих цели исследования при изучении лидернон стадии грозового разряда, рассмотрены в учебной литературе 7,8,,,, многочисленных научных публикациях 6,7. Существенным здесь является следующее обстоятельство опубликованные материалы позволяют построить модель лидерного канала, использование которой для расчета электрического поля дает результаты подтверждаемые практикой. Этот параметр, изменяющийся, в общем случае, по длине лидерного канала, скорость продвижения от облака к земле и конфигурация ка нала образуют в совокупности модель лидера, использование которой при надлежащем выборе перечисленных характеристик обеспечивает, как показывают расчеты ряда авторов ,,,, соответствие определяемых величин измеряемым на практике значениям.