Координация изоляции электрооборудования: Учебное пособие к практическим занятиям, страница 38

                                                I_м                                            I_м

Рис.6.4. Распределение                    Рис.6.5. Кривая  опасных напряжения                                         параметров на гирлянде изоляторов         

P(U_иmax > U_i) = P(I > I_м, a > a_м)    или

P(U_иmax > U_i) =

В соответствии с (6.3) имеем  f(I_м,a_м) = k_I exp(- k_I I_м) k_a exp(- k_a a_м), тогда P(U_иmax > U_i) =

= 1 -

Окончательно зависимость вероятности пробоя изоляции от влияющих параметров имеет вид:

73

   P(U_иmax > U_i) =        (6.5)

Следовательно, по (6.5) вероятность пробоя изоляции зависит от активного и индуктивного сопротивлений системы опора-заземлитель, импульсной электрической прочности изоляции и вероятностных характеристик тока молнии. Эта вероятность возрастает с увеличением R и L и c уменьшением U_i. При детальных расчетах используют вольтсекундную характеристику изоляции U_i(t), учитывают индуктированные напря-жения на проводе, на опоре за счет электромагнитного влияния тока в канале молнии.

Наряду с рассмотренным случаем, могут быть и другие схемы возникновения перенапряжений при ПУМ. Например, ПУМ происходит в молниеотвод, на некотором расстоянии от которого расположен защищаемый аппарат ( трансформатор, выключатель, кабель и т.п.), причем молниеотвод и металлический корпус аппарата присоединены к общему заземлителю по рис. 6.6. Тогда при протекании тока молнии по молниеотводу за счет падения напряжения на заземлителе на корпусе защищаемого объекта может появиться напряжение, опасное для его изоляции. С другой стороны, падение напряжения на индуктивности молниеотвода может привести к пробою воздушного промежутка S, что также недопустимо. Пусть импульсная электрическая прочность изоляции объекта равна U_i1, а воздушного промежутка – U_i2. тогда условие повреждения изоляции объекта характеризуется неравенством R I_M ³ U_i1, а пробой промежутка S – L a_M ³ U_i2.

74

                                                     a     оп                   т

                 молниеотвод                                                        пр

         i_M                                                       S                                           h_оп

                       S

                                         h                                   l_п

объект

                 R                                      R

    Рис. 6.6. ПУМ                             Рис. 6.7. ПУМ в ЛЭП, в молниеотвод                                    трос и опору

При этом соответствующие вероятности определяются уже не по системе двух случайных величин, а по одной из них  P(U_иmax1 > U_i1) = P(I > I_м) или P(U_иmax2 > U_i2) = P(a > a_м) по амплитуде и крутизне тока молнии.

Используя (6.5) и приняв соответственно L = 0 или R = 0, получим иные выражения

                   P(U_иmax1 > U_i1) = exp(- k_I ,                        (6.6)

                  P(U_иmax2 > U_i2) = exp(- k_a ,                       (6.7)

где I_защ =  называется защитным уровнем по току молнии, а a_защ =  - защитным уровнем по крутизне тока молнии.

6.3. ОЖИДАЕМОЕ ЧИСЛО ОТКЛЮЧЕНИЙ ЛЭП ПРИ ПУМ.

ЛЭП наиболее протяженные элементы электрической системы.

75

случаев под действием грозового импульса пробиваются воздушные промежутки или перекрываются по поверхности гирлянды изоляторов, что не вызывает разрушения изоляторов в этих гирляндах. Таким образом, допускается определенное число пробоев изоляции воздушных ЛЭП под действием ПУМ и, в конечном счете, отключений этих линий. Допустимое число отключений в год N_g определяется условиями надежности электроснабжения, работы выключателей и т.д. ожидаемое число грозовых отключений в год N₀ cвязано с интенсивностью грозовой деятельности, вероятностями пробоя изоляции и перехода этих пробоев в короткие замыкания (к. з.). Задача заключается в том, чтобы обеспечить условие N₀ £ N_g.