Ситуационный анализ поражаемости разрядами молнии и оценка эффективности тросовой защиты ВЛ 1150 кВ В.А. Мезгин, А.Н. Новикова, М.И. Чичинский, О.В. Шмараго Санкт-Петербург 2014

1979 г. – появление гипотезы о влиянии U раб на P α (Э.М. Базелян) 1981 г. – разработка вероятностных методов расчета P α с учетом U раб 1986 г. – ввод 1-ой очереди ВЛ 1150 кВ «Экибастуз – Кокчетав» 1986 – 1992 гг. – полевые исследования на трассе ВЛ 1150 кВ 1996 г. – демонтаж и отказ от троса в проектах ВЛ СВН 2003 г. – введение новых расчетных климатических нагрузок С 2007 г. – начало использования ОПН на ВЛ СВН без троса 2 Этапы решения проблемы грозозащиты ВЛ СВН и УВН

3 N г.ч = 50 грозовых часов L = 493,2 км ВЛ 1150 кВ «Экибастуз – Кокчетав» Опоры промежуточныеанкерные Количество опор, шт (3,6%) Изоляция Тип подвескивертикальнаяоттяжная I кр, кА2518 0,360,52 Тросовая защита h тр, м 44,830,4 (транс. 44,9) S пр-пр, м 2 × 22,82 × 27 и более S тр-тр, м 2 × 17,5 = 352 × 27 = 54 и более h, м 14,410

Анализ причин намагничивания регистраторов на стойках АУ опор ВЛ 1150 кВ 4 стойки с намагниченным регистратором Место поражения АУ опор правого повороталевого поворота Стойка Число случаев Шлейф вокруг стойки /провод в пролете /провод на ВЛ Число случаев Стойка Число случаев Шлейф вокруг стойки /провод в пролете /провод на ВЛ Число случаев ,5 1- оп.509 0,5 - оп.907 тр оп ,5 0,5 - оп.907 тр оп оп Всего Число случаев намагничивания регистраторов: общее – 47; во внутренней зоне – (4+4+1( оп.509 )+1( оп.955 ))=10; во внешней зоне – (1( оп.386 )+1( оп.112 ))= 2

5 Оценка вероятности намагничивания регистраторов на АУ опорах ВЛ 1150 кВ от набегающих волн U раб = 500 кВ; 1986, 1987, грозовых отключения и полсезона 1989 г. U н, кВ 500 кВ Казахстан h = 9 м 750 кВ в режиме 750 кВ 500 кВ Россия h = 11,9 м Украина h = 14,5 м Россия h = 11,74 13,16 мh = 11,74 11,94 м Объём, тыс. км·лет 33,710,520,87,36,8 n г на 100 км и 100 грозовых часов 0,1470,0710,1530,1790,032

6 Связь грозовых отключений с регистрациями токов в стойках АУ опор п/п Дата Фаза Зона с к.з. от «Э», км АУ опоры в зоне l АУ от «Э», км Фазировка проводов и токи в стойках, кА U раб = 500 кВ B ,1 B ACдоп. 7,2 10,4 14,4– C ,6 A C Bдоп. ×– 10,6 – B ,3 доп.AC B –– 15,4 – U раб = 1150 кВ A ,9 CB A доп. 15,912,6– 28, A ,1 CB A доп. ––– 29, A нет данных 907 транспоз. 352,5 A CB B A C 12,4 –13,7– × – регистратор не сохранился

7 Ситуационный анализ намагниченности регистраторов на стойках транспозиционной опоры 907 ACB BAC 1990 –––13, –9,4 – ,4–13,7– Кокчетав Экибастуз 3 случая намагничивания регистраторов на опоре 907 (токи в кА)

8 Эффективность тросовой защиты ВЛ 1150 кВ По рекомендациям «Инструкции…» при надежности защиты 0,999: Эффективная высота подвеса троса h 0 = [0,75 - 4,28·10 -4 ·(h - 30)] h = [0,75 4,28·10 -4 ·( )]·33 = 24,7 м (h стойки 23 м) Проверка на наличие прогиба границы зоны защиты L с = [2,25 – 3,57·10 -3 ·(h 30)] h = [2,25 – 3,57·10 -3 ·(33 30)]·33 = 73,9 м L = 2 × 27 = 54 м, L < L с По результатам полевых исследований 1986 – 1992 гг. ПоказателиU раб, кВАУ опоры Промежуточные N ударов Зоны Оценка внутренняявнешняя средняя стойка провода и шлейфы дополнит. стойки провода и шлейфы minmax N прорывов (отключений) по ф-ле (2 )(1) > 1(1) P, о.е. 5000,140,10001,2· ,8· ,2100,040,08> 1,2· ,4·10 -3 Обобщённая P α для АУ опор, о.е. 5000, ,33

9 Заключение по результатам полевых исследований Основная причина грозовых отключений ВЛ 1150 кВ – пониженная эффективность тросовой защиты АУ опор Эффективность тросовой защиты внутренней и внешней зон АУ опор снижается с увеличением U раб Тросовая защита АУ опор может быть усилена за счет следующих мероприятий: наращивания высоты дополнительной стойки; подвеской поперечного троса между 4-мя стойками; подвеской дополнительного троса в прилегающих пролетах от дополнительной стойки к промежуточным опорам. «Инструкция….» должна быть модернизирована применительно к объектам, находящимся под СВН и УВН