Исследование параметров главного разряда молнии и грозоупорности воздушных линий электропередачи с тросовой защитой

• Автор: Барабошкина, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 05.14.02, 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 146 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ О ПАРАМЕТРАХ

ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ, МЕТОДАХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЖИДАЕМОГО ЧИСЛА ОТКЛЮЧЕНИЙ ПРИ УДАРАХ МОЛНИИ В ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, СПОСОБАХ

ПОВЫШЕНИЯ ГРОЗОУПОРНОСТИ.

1.1. Параметры грозового разряда

1.1.1. Основные стадии развития разряда молнии.

1.1.2. Параметры главного разряда, используемые при расчете грозоупорности ВЛЭП.

1.2. Грозоупорность воздушных линий электропередачи с тросовой защитой.

1.3. Влияние конструктивных параметров ВЛЭП на ее грозоупорность.

1.4. Методы расчета главного разряда молнии.

1.5. Постановка задачи исследовании.
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ГЛАВНОЙ СТАДИИ
РАЗРЯДА МОЛНИИ.
2.1. Общие положения
2.2. Описание алгоритма расчета на основе физических представлений о стадии нейтрализации объемного заряда лидера
молнии.
2.3. Математическая модель расчета заряда, распространяемого
электромагнитной волной по каналу молнии.
2.4. Методика расчета длины зоны нейтрализации и скорости ее
распространения
2.5. Исследование параметров главного разряда молнии
2.6. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ТОКА МОЛНИИ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ОБЪЕКТОВ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ в
3.1. Методика расчета.
3.2. Результаты расчета тока в месте удара молнии при поражении объектов с распределенными параметрами
3.3. Выводы.
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ГРОЗОУПОРНОСТИ
ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ТРОСОВОЙ
ЗАЩИТОЙ
4.1. Алгоритм и методика расчета токов и напряжений на элементах ВЛЭГ1 при ударе молнии в фотозащитный трос
4.2. Результаты расчета токов и напряжений на отдельных элементах линии электропередачи.
4.3. Методика и результаты расчета фозоупориости ВЛЭП при поражении молнией грозозащитною троса.
4.4. Выводы.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ТРОСОВОЙ ЗАЩИТОЙ
5.1. Грозоунорностъ воздушных линий электропередачи ПО кВ с тросовой защитой
5.2. Анализ результатов расчетов удельного числа фозовых отключений ВЛЭП 00 кВ на унифицированных и типовых опорах при различных сопротивлениях заземления.
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Математическую модель и метод расчета главного разряда, позволяющий определять ток молнии, размеры и скорость распространения зоны нейтрализации вдоль канала. Методику расчета главного разряда при поражении молнией объектов с распределёнными параметрами, позволяющую получить форму тока на различном расстоянии отточки удара. Методику расчета ожидаемого числа грозовых отключений ВЛЭП с тросовой защитой. Результаты исследования влияния конструктивных элементов ВЛЭП с тросовой защитой на их грозоупорность и рекомендации по повышению эффективности тросовой защиты линий электропередачи. Апробация работы. Д.П. Ледянкина, Иваново, ИГЭУ, г. Бенардосовскис чтения", Иваново, ИГЭУ в г. Казань, КГЭУ, г. Электрические системы" и "Высоковольтная электроэнергетика, электротехника и электрофизика". Публикации. Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, пять глав, -заключение, список литературы из 2 наименований и приложения. Основной материал изложен на 3 страницах машинописного текста, включая рисунков и таблицу. В первой главе проведен анализ результатов исследований, методов расчета параметров главного разряда молнии и существующих способов расчета грозоупорности воздушных линий электропередачи по литературным данным и нормативным документам, а также эксплуатационных данных о числе отключений ВЛЭП различных конструкций при воздействии разрядов молнии. Во второй главе предложена математическая модель и метод расчета процесса централизации объемного заряда лидерной стадии молнии, учитывающий время распространения электромагнитной волны вдоль канала от пораженного объекта до зоны нейтрализации и конечную скоросгь развития стримеров. В основу метода положена математическая модель расчета процесса нейтрализации объемного заряда лидера, основанная на решении уравнения баланса энергий. Расчетный . В третьей главе рассматривается методика расчёта стадии нейтрализации объемного заряда лидера и тока молнии при поражении объектов с распределёнными параметрами. Рассчитаны зависимости тока молнии от времени, которые удовлетворительно согласуются с опубликованными экспериментальными результатами, поэтому предложено использовать разработанную методику для оценки параметров главного разряда при ударе молнии в тросы ВЛЭП. В четвертой главе предложена уточнённая модель и разработана методика расчета грозоунорности воздушных линий электропередачи с тросовой зашитой, основанная на двух расчетных случаях поражения молнией линий: поражение фазных проводов, поражение тросовой защиты. Проведен анализ влияния конструктивных параметров ВЛЭП на величину токов и напряжений в точке удара молнии и на опорах. В пятой главе выполнены расчеты числа отключений воздушных линий электропередачи при воздействии разрядов молнии, представлена инженерная методика определения грозоупорности, проведен анализ влияния конструктивных параметров ВЛЭП на их грозоупориостъ. Показано, что изменением конструкции ВЛЭП можно регулировать грозоупорность линии. Разработка расчетного метода определения (розоупорности воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) может быть произведена только с использованием современных представлений о грозовом электрическом разряде - молнии. К настоящему времени о процессе развития разряда молнии накоплен богатый фактический материал [2-7, ,,-]. Молния представляет собой электрический разряд между облаком и землей или между облаками, которой предшествует процесс разделения и накопления электрических зарядов в грозовых облаках, происходящий в результате возникновения в облаках мощных восходящих воздушных потоков и интенсивной конденсации в них водяных паров [3]. В большинстве случаев (до %) молнии бывают отрицательными, то есть переносят на землю отрицательный заряд [2-7]. В [, , ] указывается, что центры отрицательно заряженных областей в облаках, которым обязано своим происхождением большинство молний, поражающих землю, в умеренных широтах располагаются на высоте около 2-3 км над землей. Заряд, переносимый молнией по данным [, ] находится в пределах от единиц до десятков кулон.