Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

тен коэффициент безопасности, принятый в обоих случаях рав­ ным 15% и практически исключающий возможность перекрытия с проводов на людей и транспорт, которые могут находиться под линией.

При определении коэффициента запаса для промежутка «про­ вод—транспорт» или «провод—человек» количество ослаблен­ ных мест принимается значительно меньшим, чем для остальных промежутков. Это объясняется малой вероятностью появления транспорта или людей под проводами линии в большом числе пролетов и одновременном возникновении коммутационных перенапряжений. В этом случае со значительным запасом количество ослабленных мест может быть принято рав­ ным т — 20.

Разрядные напряжения воздушных промежутков при грозо­ вых импульсах. В СССР и за границей в течение ряда лет в раз­ ных лабораториях производились систематические исследования разрядных характеристик воздушных промежутков при грозовых импульсах, длительность которых не превышает несколько де­ сятков микросекунд. Применяемый при испытаниях типовой пол­ ный грозовой импульс апериодической формы характеризуется быстрым подъемом напряжения и последующим менее быстрым спадом его до нуля. Форма стандартного грозового импульса на­ пряжения показана на рис. 7-19. Длина фронта импульса Тф опре­ деляется как время, превышающее в 1,67 раза интервал време­ ни Т между моментами, когда напряжение составляет 30 и 90% своего амплитудного значения (точки А и Б на рис. 7-19).

Длина импульса Тя представляет собой интервал времени между условной точкой отсчета, находящейся левее точки Л, на время, равное 0,3 длины фронта, и моментом на хвосте импуль­ са, когда напряжение понизилось до половины амплитудного значения. В действующем стандарте длина фронта грозового импульса принимается 1,5 мкс, а длина импульса — 40 мкс.

200

В числе прочих результатов измерений получены показанные на рис. 7-2Э импульсные разрядные напряжения при положи­ тельной полярности воздушного промежутка «провод — пло­ скость». Анализ полученных результатов показал, что в отличие от измерений при промышленной частоте зависимость разряд­ ных напряжений при грозовых импульсах от длины промежут­ ков продолжает оставаться линейной даже при очень больших расстояниях между электродами. Следует также отметить, что при грозовых импульсах значительно меньше влияние конфигу­ рации электродов на величину разрядного напряжения. Измере­ ния, произведенные в НИИПТ, позволили установить, что им­ пульсные разрядные напряжения промежутков «провод — пло­ скость» и «провод — опора» близки между собой.

Результаты измерений также показали, что при одной и той же конфигурации электродов импульсное разрядное напряжение воздушных промежутков оказывается значительно ниже в тех случаях, когда провод или стержень имеет положительную по­ лярность.

В момент прямого удара молнии в опору или грозозащитные тросы на проводах линии электропередачи возникает электриче­ ская составляющая индуктированного напряжения, как прави­ ло, положительной полярности. Это объясняется тем, что 90% разрядов молнии имеют отрицательную полярность. Поэтому изоляционные расстояния при импульсных волнах выбираются по разрядным напряжениям положительной полярности.

Для определения изоляционных расстояний между проводом и опорой и проводом и землей используются разрядные харак­ теристики промежутка «провод — плоскость». Расстояния меж­ ду проводами и между проводом и тросом выбираются по разрядным характеристикам промежутка «стержень—стер­ жень».

Выбор расстояний между фазами и изоляционных расстоя­ ний между токоведущими и заземленными частями опор. На ли­ ниях сверхвысокого напряжения расстояние между фазами и между токоведущими и заземленными частями на опоре выби­ рается из условия работы проводов в пролете и обеспечения на­ дежной работы линии при воздействии рабочего напряжения, коммутационных и грозовых перенапряжений.

В расчетах по определению расстояний между фазами не­ обходимо учитывать вероятность появления ветра, направленно­ го поперек трассы линии, под действием которого свободно под­ вешенные поддерживающие гирлянды и провода могут прибли­ зиться к стойкам опор. Для выбора расстояний между фазами прежде всего необходимо определить изоляционные расстояния между токоведущими и заземленными частями, которые долж­ ны удовлетворять трем расчетным случаям.

1. Изоляционные расстояния должны обеспечивать надеж­ ную работу линии в нормальном эксплуатационном режиме.

Расчетное значение разрядного напряжения воздушного проме­ жутка между токоведущими и заземленными частями при дли­ тельном воздействии рабочего напряжения определяется по фор­ муле

где и пб — наибольшая величина фазного рабочего напряжения. При выборе расстояний непосредственно между фазами, на­ пример на специальных транспозиционных и т. п. опорах, в фор­

мулу вместо фазного напряжения подставляется линейное.

По найденным по формуле (7-40) значениям разрядных на­ пряжений и кривым рис. 7-14 определяются минимально допу­ стимые при воздействии рабочего напряжения изоляционные расстояния на опоре, а также расстояния между фазами. Резуль­ таты расчетов по определению изоляционных расстояний при­ ведены в табл. 7-11.

2. Изоляционные расстояния должны обеспечивать надеж­ ную работу линий при воздействии коммутационных перенапря­ жений с расчетной кратностью К, которая принимается равной 2,7 Нф для линий электропередачи 330 кВ, 2,5 Uф для линий электропередачи 500 кВ и 2,1 Uф для линий электропередачи

750 кВ.

Расчетное значение разрядного напряжения воздушного про­ межутка между токоведущими и заземленными частями при воз­ действии коммутационных перенапряжений подсчитывается по формуле

При выборе расстояний между фазами учитывается, что кратность междуфазных перенапряжений будет на 40% выше, чем кратность перенапряжений поотношению к земле. Поэтому при определении расчетного значения разрядного напряжения в формулу вместо расчетной кратности коммутационных перена­ пряжений К подставляется 1,4 К .

202

Величина коэффициента запаса /<3 для воздушных промежут­ ков различных конфигураций принимается в соответствии с дан­ ными, приведенными в табл. 7-10.

По найденным по (7-41) значениям разрядных напряжений и кривым на рис. 7-14 определяются минимальные изоляционные расстояния при коммутационных перенапряжениях.

В табл. 7-12 приведены расчетные значения минимально до­ пустимых при воздействии коммутационных перенапряжений изоляционных расстояний по воздуху от проводов до заземлен­ ных частей опоры.

3. Расчетное значение разрядного напряжения для опреде­ ления воздушного промежутка, эквивалентного воздействию грозовых перенапряжений, принимается равным импульсному 50%-ному разрядному напряжению выбранной гирлянды изоля­ торов без учета запасных элементов. В этом случае поправку для оценки влияния метеорологических условий вводить не сле­ дует, так как импульсная прочность фарфора и воздуха снижа­ ется примерно одинаково. Даже на высоте более 1 000 м, где ко­ личество изоляторов в гирлянде должно быть повышено, увели­ чения воздушного промежутка не требуется, так как на больших высотах наблюдается значительное снижение амплитуд токов молнии.

По величине 50%-ного импульсного разрядного напряжения гирлянды и кривым на рис. 7-20 определяются минимально до­ пустимые при грозовых перенапряжениях изоляционные расстоя­ ния по воздуху от проводов до стойки опоры или траверсы, а так­ же расстояния между фазами. Результаты расчетов по опреде­ лению изоляционных расстояний приведены в табл. 7-13.

ß

Рис. 7-21. Графический метод определения расстояния между фазами.

Следующий этап расчета по выбору расстояний между фа­ зами состоит в определении угла отклонения поддерживающих гирлянд под действием ветра, который определяется по формуле

стояния между фазами и между фазами и заземленными частя­ ми на опоре по известным углам отклонения гирлянды и изоля­ ционным расстояниям, приведенным в табл. 7-13. Габариты опор выбираются по наибольшему из трех полученных в результате графического построения значений отклонения гирлянды при -соответствующем каждому расчетному случаю изоляционном расстоянии.

В процессе построения необходимо учитывать, что в рассма­ триваемых трех расчетных случаях скорость ветра, а следова­ тельно, и углы отклонения гирлянд принимаются различными при воздействии рабочего напряжения, коммутационных и гро­ зовых перенапряжений. В первом случае при определении ми­ нимально допустимых изоляционных расстояний по рабочему напряжению скорость ветра, при которой определяется угол от­ клонения гирлянды, выбирается исходя из условия равнопроч­ ное™ всех элементов конструкций такой же, как в расчете про­ водов и опор линии электропередачи.

204