Детальная информация

В электрических сетях Российской Федерации большее внимание уделяется надежной эксплуатации распределительных сетей напряжением 6–35 кВ. На эксплуатацию распределительных ВЛ 6–35 кВ оказывают существенное влияние молниевые перенапряжения, связанные с прямым ударом молнии в линию, и индуктированные перенапряжения, при ударах молнии в землю вблизи ВЛ. Воздействующие на ВЛ 6–35 кВ молниевые перенапряжения приводят к повышению аварийности ВЛ при эксплуатации из-за относительно невысокой импульсной электрической прочности линейной изоляции линий. Применение тросовой защиты на ВЛ 6–35 для защиты от молниевых перенапряжений ВЛ в РФ не рассматривается. Как показывают расчеты установка заземленного троса на ВЛ за счет коэффициентов связи троса с проводом снижает величину индуктированных перенапряжений. Представлена математическая модель расчета электромагнитной составляющей индуктированного перенапряжения на основе подхода, использующего волновое уравнение линии с распределенным по ее длине источником напряжения, создаваемым индуктируемой током молнии ЭДС при наличии заземленного троса на линиях электропередачи 35 кВ. Исследованы вопросы индуктированных перенапряжений, возникающих при повторных разрядах молнии, которые могут приводить к большим амплитудам магнитной индуктированной компоненты перенапряжений по сравнению с главным разрядом тока молнии. Электростатическая компонента индуктированных перенапряжений при повторных разрядах молнии имеет меньшие значения, так как разряд происходит по частично ионизованному каналу, в условиях которого лидерная стадия разряда характеризуется меньшими напряженностями электрического поля. Показано, что наличие троса на ВЛ 35 кВ с распределенной проводимостью приводит к появлению потенциала на тросе, при этом величина потенциала на тросе при крутых фронтах тока молнии близка к 50% от величины магнитной составляющей индуктированного напряжения на фазном проводе.

In the electric grids of the Russian Federation, the reliable operation of distribution grids with a voltage of 6–35 kV is attracting more and more attention. Their operation is under significant influence of lightning overvoltages associated with a direct lightning strike into the line, and induced overvoltages when lightning strikes the ground near the overhead line. The lightning overvoltages affecting the 6–35 kV overhead lines lead to an increase in their accident rate during operation due to the relatively low impulse electric strength of the linear insulation of the lines. Cable protection against lightning overvoltages is not used for the 6–35 kV overhead lines in the Russian Federation. As calculations show, the installation of a grounded cable on overhead lines due to the coefficients of the connection between the cable and the wire reduces the magnitude of the induced overvoltages. The paper presents a mathematical model for calculating the electromagnetic component of an induced overvoltage based on an approach that uses the wave equation of a line with a voltage source distributed along its length, created by an EMF induced by lightning current in the presence of a grounded wire on 35 kV power lines. The issues of inductive overvoltage arising during repeated lightning discharges, which can lead to large amplitudes of the magnetic inductive component of overvoltages in comparison with the main discharge of the lightning current, are investigated. The electrostatic component of induced overvoltages has lower values during repeated lightning discharges, since the discharge occurs through a partially ionized channel, in which the leader stage of the discharge is characterized by lower electric field strengths. It is shown that the use of a grounded wire with distributed conductivity on a 35 kV overhead line causes a potential on the wire, which at steep fronts of the lightning current is close to 50% of the value of the magnetic component of the induced voltage on the phase wire.