Защита электрических подстанций от прямых ударов молнии

Прямым ударам молнии подвергаются открытое распределительное устройство подстанции и подходы к ней. Для их защиты применяются молниеотводы. Защита открытых распределительных устройств электрических подстанций с напряжением 110 кВ и выше производится отдельно стоящими молниеотводами. Допускается также установка стержневых молниеотводов на конструкциях открытых частей электрических подстанций, которые присоединены к общему заземляющему контуру.

Молниеотвод должен быть сконструирован и расположен относительно защищаемого объекта так, чтобы не произошло обратного перекрытия с молниеотвода на защищаемый объект.

Высота отдельно стоящего молниеотвода должна быть не более 40 м (для отдельно стоящих) и не более 10 м для молниеотводов, располагаемых на конструкциях. Их следует располагать не ближе 5 м от защищаемой аппаратуры во избежание обратного перекрытия. Молниеотводы должны иметь надежное заземление с сопротивлением 10 Ом и менее.

Защитное действие молниеотводов определяется защитной зоной – пространством, которое защищено от удара молнии. Защитная зона одиночного стержневого молниеотвода показана на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Защитная зона одиночного стержневого молниеотвода.

На рис. 5.8 и на последующих приняты следующие обозначения:

Н – высота молниеотвода, м; Н_х – высота защищаемого объекта, м; Н_а = Н – Н_х

Пространство, защищаемое одиночным стрежневым молниеотводом, представляет собой конус с сечением в горизонтальных плоскостях (параллельно земле) в виде круга (рис. 5.8), радиус которого на высоте Н_х определяется по формуле

, (5.38)

где К – поправочный коэффициент, принимаемый равным: К = 1 для молниеотводов высотой до 30 м; для молниеотводов высотой свыше 30 м.

При двух молниеотводах, расположенных друг от друга на расстоянии L, защитная зона представлена на рис. 5.9.

Защитный радиус R_х находится по формуле для одиночного молниеотвода (5.38), а ширина защитной зоны В_х по кривым рис. 5.10 по задаваемым значениям L, Н_а, Н_х. Значения коэффициента К берутся такими же, как и для одиночного стержневого молниеотвода.

Рис. 5.9. защитная зона двух стержневых молниеотводов

Значение М определяется из выражения

Ширина защитной зоны В_х = 0 будет на высоте Н_а при L = 7 .

Низшая точка защитной зоны будет расположена на высоте

Площади, защищаемые тремя и более молниеотводами, определяются путем расчета величины В_х для каждой пары молниеотводов.

При четырех и более молниеотводах наибольшее расстояние между парами молниеотводов D определяется из выражения

.

По этой же формуле определяется диаметр окружности защищаемой площади, проведенный через места установки молниеотводов при трех молниеотводах.

Тросовые молниеотводы для защиты линий электропередачи от прямых ударов молнии выполняются в виде стальных проводов, подвешенных над ЛЭП.

Рис. 5.10. Кривые для нахождения ширины зоны В_х