Труды КНЦ вып.26 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 7/2014(26))

Напряжения на проводах можно определить также через матрицы волновых сопротивлений и волновых проводимостей: Аналогично вычисляются напряжения в М-узле, созданные волнами, приходящими слева и справа по линии. Эти волны создаются отражениями от искажающих узлов и, возможно, от оконечных устройств. Результирующие напряжения на проводах в месте удара молнии определяются алгебраической суммой трех составляющих: от самой молнии и от волн, набегающих по линии к М-узлу с двух сторон. Многовариантные расчеты в схеме рис.1 с характерным шагом 1 м по пустым узлам линии и расстановкой Z- и Y-узлов через 10 м позволили сделать ряд выводов о необходимости учета подробностей конструкции линий в расчетах грозозащиты подстанций и для других исследовательских целей. Были выполнены расчеты волновых процессов в линиях различных конструкций для классов напряжения 110-330 кВ. Влияние параллельных проводов и тросов при напряжении ниже начала короны подробно исследовано авторами настоящей работы в [6]. Аналогичные результаты для коронирующих проводов, расположенных над хорошо проводящим грунтом, даны в [4]. Были выполнены расчеты деформации импульсов с очень крутыми фронтами (десятые доли микросекунды) для линий с треугольным расположением проводов и одним тросом, а также для линий с горизонтальным расположением фазных проводов и двумя тросами. Варьировались высоты расположения проводников, расстояния между ними и эквивалентные радиусы фаз, а также удельное сопротивление грунта. Во всех расчетах получены результаты влияния параллельных проводов и тросов, практически совпадающие с данными, описанными ниже для примера условной пятипроводной линии в габаритах 110 кВ. Были приняты следующие исходные данные: средние высоты подвеса всех трех фаз - 10 м; расстояния между соседними фазами - 4 м; средние высоты подвеса двух тросов - 15 м; расстояние между тросами - 4 м, т.е. тросы сдвинуты относительно вертикальной оси симметрии опоры на 2 м; фазы выполнены одиночными проводами с радиусом 1 см; радиусы тросов 5 мм; удельное сопротивление грунта - 10 кОм-м. Длина пробега по линии в примере составляла 2000 м, что составляет (с запасом) максимальную длину опасной зоны для линий, подходящих к подстанциям 110 кВ. Амплитуда напряжения волны отрицательной полярности была выбрана близкой к горизонтальному участку вольт-секундной характеристики типичной изоляции линий 110 кВ (6 изоляторов). Напряжение начала короны ~240 кВ. Опоры расставлены через 150 м. На них заземляются тросы. Фазные провода всегда изолированы по всей длине. Результаты расчетов для хорошо заземленных тросов приведены на рис.3. Кривая n=1 получена при расчете деформации волны в однопроводной линии. Вся энергия распространяется в волновом канале «провод - земля». Скорость распространения волн ниже скорости света в вакууме с=300 м/мкс, или t=3.333 мкс/км (на рис.3 вычтено запаздывание деформированных волн на 6.666 мкс). Начальная часть фронта волн существенно сглажена из-за потерь в грунте с высоким удельным сопротивлением. Эти же потери сглаживают резкий перелом в районе коронного порога, выше которого деформация определяется суммарнымдействием короны и потерь в земле. (7) (8)