Данные для расчета грозовых перенапряжений
1. Интенсивность грозовой деятельности характеризуется числом грозовых дней n или числом грозовых часов n’ в году, причем между этими величинами имеется приближенная связь: 
. На рис. 40-20 приведена карта грозовой деятельности, на которой нанесены линии равного числа грозовых дней в году (изокеранические линии).
2. Число ударов молнии в 1 км2 поверхности земли в среднем составляет 0,1 за один грозовой день.
Число ударов молнии в отдельно стоящий молниеотвод высотой h, м, приблизительно равно
Число ударов молнии в год в линию электропередачи длиной l, км, со средней высотой подвеса верхнего провода или троса 
, м,
3. Ток молнии имеет форму апериодического импульса (рис. 40-21) и характеризуется тремя параметрами (
).
Вероятность 
того, что амплитуда тока молнии равна или больше 
, кА, для равнинных местностей (высота над уровнем моря не более 500 м), может рассчитываться по формуле
или определяться по рис. 40-22.
Вероятность 
того, что средняя крутизна тока молнии равна или больше а, кА/мкс, может оцениваться по формуле
или определяться по рис. 40-23.
Длина волны тока молнии 
в большинстве разрядов изменяется в пределах 20-80 мкс. В расчетах обычно принимают 
.
Рис. 40-20.
Карта грозовой деятельности. Цифры около изокеранических линий указывают число грозовых дней в году.
Рис. 40-21.
Форма волны тока молнии
— амплитуда тока молнии; 
— длина волны; 
— длина фронта; 
— средняя крутизна тока на фронте.
Рис. 40-23.
Кривая вероятности средних крутизн тока молнии (ориентировочная)
Рис. 40-22.
Кривая вероятности амплитуд токов молнии для районов с небольшими высотами над уровнем моря (менее 500 м). Для горных районов ординаты кривой следует уменьшить приблизительно вдвое
4. Волновое сопротивление одиночного провода воздушной линии определяется по формуле
где 
— средняя высота подвеса провода, м; 
— радиус провода, м, или по кривой «1 трос» (рис. 40-24, I).
Волновые сопротивления кабелей определяются по табл. 40-10.
| Таблица 40-10 Волновые сопротивления (Ом) трехфазных кабелей 3-10 кВ | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Номинальное сечение, мм2 | Движение волны по одной фазе | Движение волны по трем фазам | ||||
| 3 кВ | 6 кВ | 10 кВ | 3 кВ | 6 кВ | 10 кВ | |
| 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 | 19,5 16,5 13,5 11,5 10 9 8 7,5 6,5 6 | 29 25,5 22,5 19 16,5 15 13 11,5 10 9 | 37 32 29 25,5 22 20 17,5 16 14 12,5 | 10 8,5 7 6 5 4,5 4 3,5 3,2 3 | 15 13 11,5 9,5 8,5 7,5 6,5 6 5,2 4,5 | 19 16 14,5 13 11,5 10,5 9 8 7 6,2 |
5. Коэффициент связи k между проводом
и тросом при отсутствии короны на тросе (геометрический коэффициент связи) определяется по номограмме рис. 40-24.
При наличии короны коэффициент связи равен gk, причем поправочный коэффициент g определяется по формуле
где U — мгновенное значение напряжения на тросе, кВ; E=9 кВ/см для положительной полярности; Е=21 кВ/см для отрицательной полярности.
Рис. 40-24.
Номограмма для определения геометрического коэффициента связи, собственного и взаимного волновых сопротивлений. Порядок пользования номограммой:
I — по 
и d определяется собственное волновое сопротивление одного троса 
; II — по отношениям 
, 
и 
определяются взаимные волновые сопротивления между проводом и тросами 
и 
; III — по найденным 
, 
и 
находятся 
, 
и 
.
Примечания:
1. Все расстояния определяются по средним высотам подвеса проводов и тросов.
2. При наличии одного троса или при определении коэффициента связи между проводами следует пользоваться нижней кривой первого квадранта.
6. Деформация фронта волны под действием короны может количественно оцениваться по формуле
где 
— длина фронта исходной волны, мкс; 
— эквивалентная длина фронта деформированной волны после пробега пути l, км; с=0,3 км/мкс — скорость света;
7. Вероятность перехода импульсного перекрытия в устойчивую силовую дугу η зависит от среднего градиента рабочего напряжения вдоль пути перекрытия 
и может ориентировочно определяться по формуле
Примечания: а) Для металлических опор (однофазные перекрытия) 
и 
равна длине гирлянды. Для деревянных опор (однофазные перекрытия) 
и 
равна расстоянию между фазами по дереву плюс удвоенная длина гирлянды.
б) Если по формуле получается η>1 или η<0,1, то следует принимать соответственно η=1 и η=0,1.
8. Вероятность прорыва молнии через тросовую защиту 
ориентировочно определяется по формуле
где 
— полная высота опоры, м; α — угол защиты крайнего провода, град.
9. Импульсные характеристики изоляции линии определяются с помощью табл. 40-11 или рис. 40-25 (гирлянды изоляторов) и 40-26 (воздушные промежутки). При ориентировочных оценках вольт-секундная характеристика линейной изоляции может приниматься по рис. 40-27.
10. Допустимые импульсные напряжения определяются гарантированной импульсной прочностью, которая для изоляторов, аппаратов и измерительных трансформаторов на 10- 15%, а для силовых трансформаторов на 25% ниже импульсных испытательных напряжений.
| Таблица 40-11 Минимальное импульсное разрядное напряжение изоляции линий электропередачи | ||||
|---|---|---|---|---|
| Номинальное напряжение, кВ | Тип опоры | Тип и количество изоляторов | Минимальное импульсное разрядное напряжение, кВ | |
| на землю | между фазами | |||
| 35 | Металлические Деревянные Деревянные с тросом | 3хПФ-6 2хПФ-6 2хПФ-6 | 315 - 385 | - 770 - |
| 110 | Металлические Деревянные Деревянные с тросом | 7хПФ-6 6хПФ-6 6хПФ-6 | 645 - 760 | - 1520 - |
| 150 220 330 500 | Металлические То же То же То же То же | 9хПФ-6 8хПФ-11 13хПФ-11 11хПФ-11 13хПФ-11 20хПФ-11 | 780 830 780 830 1180 1570 | |
Рис. 40-25.
Зависимость минимального импульсного разрядного напряжения гирлянд изоляторов от их длины. Сплошные линии - положительная полярность на проводе; пунктир - отрицательная полярность; 1 - ПФ-11 и стеклянные изоляторы; 2 - ПФ-6.
Рис. 40-26.
Минимальные импульсные разрядные напряжения типовых воздушных промежутков. Сплошные линии - отрицательная полярность; пунктир - положительная полярность; 1 - промежутки стержень-плоскость и провод-плоскость; 2 - промежуток стержень-стержень.
Рис. 40-27.
Усредненная вольт-секундная характеристика линейной изоляции.
Перенапряжения и защита от перенапряжений
Характеристика уровней изоляции сетей 6-3 5кВ
Характеристика внутренних перенапряжений
Перенапряжения при однофазных замыканиях на землю
Перенапряжения при холостых режимах ЛЭП
Перенапряжения при неполнофазных режимах
Перенапряжения в линиях с продольной компенсацией
Перенапряжения при отключении индуктивностей
Защита от прямых ударов молнии
Заземлители для отвода токов молнии
Данные для расчета грозовых перенапряжений