Разработка уточненной методики расчета числа ударов и прорывов молнии через тросовую защиту линий электропередачи

• Автор: Калугина, Инна Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 207 с.

Введение.

Глава 1. Методы оценки норажаемости молнией наземных

объектов

1.1. Экспериментальное определение зон защиты

молниеотводов на моделях

1.2. Электрогеометрический метод расчета

1.3. Оценка вероятности прорыва молнии на провод с помощью

эмпирических формул

1.4. Вероятностный метод расчета

1.5. Нетрадиционные методы расчета

1.6. Постановка задачи

Глава 2. Разработка математической модели ориентировки лидера молнии и методики расчета поражаемости молнией линий электропередач.
2.1. Основные положения методики.
2.1.1. Физические представления о процессе развития молнии.
2.1.2. Моделирование процесса ориентации
лидера молнии на объект
2.2. Реализация основных физических представлений
в алгоритм расчета
2.3. Вероятность угла подхода лидера к объекту
2.4. Определение вероятностей амплитуд токов молнии.
2.5. Параметры лидерного канала.
2.5.1. Модель лидерного канала.
2.5.2 Выбор вида функциональной связи между
параметрами главного и лидернот разряда молнии.
2.6. Расчет электрического поля.
2.7. Влияние параметров, определяющих условие
возникновения встречного лидера на результаты расчетов.
2.8. Определение оптимальных параметров разбиения
расчетной области положений лидера молнии
2.9. Влияние провеса проводов в пролете ЛЭП на число отключений линии. Возможность расчета по средним высотам проводов
2 Выводы.
Глава 3. Тестирование программы
3.1. База данных для тестирования программы.
3.2. Сравнительный анализ эксплуатационных данных
3.3 Уточнение основного влияющего параметра модели.
Введение


С другой стороны, амплитуда тока молнии в стадии главного разряда также является функцией заряда лидера, поэтому от связи пробивного расстояния с зарядом можно перейти к связи пробивного расстояния с током молнии. Важным фактором при таком подходе к задаче является обоснованный выбор величины критического градиента. Для этого пришлось обратиться к лабораторным исследованиям. На основании всего имеющегося материала принял значение критического градиента 5 кВсм для отрицательного удара молнии и 3 кВсм для положительного удара. Таким образом, пробивное расстояние, по практически соответствует высоте ориентировки или расстоянию поражения. Разработанные критерии поражения молнией объектов стали определяющими при дальнейшем развитии электрогеометрического метода. Представления были использованы в более поздних работах , и v . В итоге в был сделан достаточно важный вывод о том, что доля ударов, поражающих защищаемый объект провод, зависит не только от угла защиты, но и от высоты защищающего объекта троса над землей. Причем вероятность поражения провода возрастает с уменьшением высоты ориентировки молнии, а следовательно, и с уменьшением силы тока удара молнии. Следовательно, поражения провода должны сопровождаться преимущественно токами небольшой амплитуды, а поражения троса большими токами молнии. США и Англии. Примером могут служить работы, vi , и , и i . Безусловно, интересна работа , где авторы несколько модифицировали метод определения пробивного расстояния или пробивного радиуса в данном случае эти термины больше подходят, чем высота ориентировки, учитывая его зависимость от характера объекта. В модели рассматриваются различные расстояния поражения для троса, провода и поверхности земли и считается, что распределение ударов между ними может быть определено как функция высоты головки лидера. На основании этого авторами была разработана серия вспомогательных расчетных кривых, создающих впечатление, что вопросы вероятности прорыва молнии решены исчерпывающе для всех практических задач, включая даже учет провеса проводов в пролете. Несмотря на то, что подробная практическая методика , и i была опубликована еще в г. I в Копенгагене летом г. В дальнейшем в течение более лет электрогеометрический метод неоднократно пересматривался и совершенствовался , что по существу сводилось к уточнению зависимости между расстоянием поражения пробивным расстоянием и амплитудой тока молнии. Окончательное признание он получил лишь в г. МЭК по молниезащите зданий и сооружений . Основные положения утвержденного электрогеометрического метода соответствуют разработанным еще в ых годах представлениям ,. Кратчайшее расстояние между лидером и точкой удара в момент начала развития от нее встречного разряда называется расстоянием ориентировки Я. Это расстояние тем больше, чем выше заряд лидера и соответственно выше максимальное значение тока молнии, проходящего через пораженный объект. Я 9,ъ 1. Пользуясь значением , соответствующим определенному току 1М с известной вероятностью Р1М можно построить зоны захвата того или иного объекта, характеризуемые тем, что расстояние от любой точки ее поверхности до данного объекта будет меньше, чем до любого другого. Это значит, что лидер достигший области захвата какоголибо объекта, обязательно поразит именно его, а не другой соседний объект. Таким образом, расчет числа поражений объекта сводиться к определению его области захвата, что является чисто геометрической задачей, и к вычислению количества разрядов, попавших на ее поверхность. В табл. МЭК. Таблица 1. Стандарт МЭК касается молниезащиты зданий и сооружений, однако, как было показано ранее, впервые электрогеометрический метод был предложен для расчета защиты воздушных линий электропередачи. Рассмотрим применение электрогеометрического метода на примере расчета вероятности прорыва молнии на провода линии электропередач рис. В зависимости от траектории канал лидера молнии попадает в зону захвата троса А, в зону захвата провода В или в зону захвата земли С рис. Границей зон захвата молнии тросом и проводом является в поперечном сечении прямая, которая представляет собой перпендикуляр 1, восстановленный в середине отрезка, соединяющего трос и провод. Рис.