Комплексный подход к обеспечению грозоупорности ВЛ Механошин Б.И. – заместитель генерального директора – технический директор, Открытое акционерное общество «Холдинг МРСК» Богданова О.И. – генеральный директор, к.т.н., ОАО «Союзтехэнерго» Матвеев Д.А. – старший преподаватель, кафедра ТЭВН ФГБОУ ВПО «НИУ МЭИ», Гилязов М.З. – младший научный сотрудник, кафедра ТЭВН ФГБОУ ВПО «НИУ МЭИ» 1

Применение стальных канатов в качестве грозотросов растяжение; эолова вибрация; пляска; электротермические нагрузки при протекании токов КЗ; электротермические нагрузки при прямых ударах молнии. Области типового применения грозотросов на ВЛ 35 – 500 кВ Класс напряжения, кВТип грозотросаТермическая стойкость, кА 2 ·с 35 – 110С – 330С АС-70/72– Воздействия на грозотросы в эксплуатации: На подходах к большим городам и вблизи генерирующих центров термические воздействия при протекании токов КЗ составляют 70–400 кА 2· с

Повреждения грозотросов Перегрев стальных канатов вызывает отслоение цинкового покрытия и ускоренную коррозию стальной проволоки. При прямых ударах молнии наблюдался прямой пережог грозотросов. Применение оптических кабелей, встроенных в грозотрос, (ОКГТ) сопровождается аттестационными испытаниями, проводимыми на кафедре ТЭВН МЭИ под руководством Л.В. Левитовой Повреждения грозотроса а – суммарный заряд 76 Кл; б – суммарный заряд 85 Кл В 2008 году введен СТО ТУ «Канаты стальные (грозотрос) для защиты воздушных линий электропередач от прямых ударов молнии». Производители начали указывать стойкость изделий к термическому воздействию токов КЗ и сообщают о высокой стойкости к токам разрядов молнии, которая определена для грозотросов диаметром 22 мм.

Пробные испытания провода АС-240/39 на каф. ТЭВН Испытания проводились при натяжении провода 2000 даН вместо рекомендуемого значения 2350 даН при зарядах 54 – 144 Кл. Промежуток «электрод-провод» 5 смСуммарный заряд 54 Кл, I имп = 80 кА Суммарный заряд 144 Кл, I имп = 180 кАСуммарный заряд 144 Кл, I имп = 80 кА

Расчетная оценка энергетических воздействий на ОПН 110 кВ Опора типа УММ Опора типа ПММ 110-3Б

Результаты расчета грозоупорности Параметр U ном ОПН, кВ U нд, кВI п, А U ост, кВ при грозовом импульсе тока 8/20 мкс с амплитудой, А Значение Параметры подвесных ОПНп-110/800/88-10-III УХЛ1-П Удельные числа грозовых отключений ВЛ на опорах УММ а – ВЛ без ОПН; б – ВЛ с ОПН Удельные числа грозовых отключений ВЛ на опорах ПММ 110-3Б а – ВЛ без ОПН; б – ВЛ с ОПН

Результаты расчета повреждаемости ОПН Расчетные интегральные распределения вероятностей энергий, рассеиваемых в ОПН, установленных на опорах УММ а –R оп = 10 Ом; б – R оп = 100 Ом 1 – только удары в провод; 2 – только удары в опору; 3 – для обоих случаев а)б) n повр = N уд P(W > W доп ) = 90·0,032 3 повр./(100 км ·100 гр.ч.) при R оп = 10 Ом

Упрощенные схемы для оценки энергий в ОПН Удар молнии в опору Удар молнии в провод

Влияние грозотроса на энергетические воздействия на ОПН Расчетные средние удельные числа повреждений ОПН при различных сопротивлениях ЗУ опор 1 – ВЛ без тросов ОПН во всех фазах; 2 – ВЛ с тросом ОПН во всех фазах

Выводы 1. В случае создания ВЛ без тросовой защиты необходимо проведение исследований молниестойкости фазных проводов ВЛ, регламентирование процедуры их испытаний и разработка методик и регламентов по их восстановлению в процессе эксплуатации. 2. Для ВЛ с тросовой защитой необходима разработка рекомендаций по применению грозозащитных тросов в районах с различной грозовой активностью. 3. Для ВЛ, на которых применяются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), грозоупорность может быть повышена за счет подвески металлического оптического кабеля типа ОКГТ в межфазовом пространстве или под проводами вместо диэлектрического оптического кабеля. 4. Установка ОПН на ВЛ без грозозащитных тросов весьма эффективна в части снижения числа грозовых отключений – можно достичь числа отключений, на порядок меньшего, чем для линий с тросовой защитой. Для учета энергетических воздействий на ОПН рекомендуется ввести дополнительный параметр надежности – среднее число повреждений ОПН. Для ВЛ 110 кВ расчетное значение этого параметра может достигать 10 повр./(100 км100 гр.ч.). 5. Для эффективного, технически и экономически обоснованного обеспечения надежности ВЛ требуется комплексное рассмотрение всех влияющих факторов, которое должно найти отражение в создании нормативного документа, регламентирующего объем и содержание мероприятий по обеспечению требуемой грозоупорности.