Труды КНЦ вып.9 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 3/2018(9))

ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.16.3.7-23 УДК 621.311 Б. В. Ефимов, В. Н. Селиванов ВОЛНЫ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НА ОБОРУДОВАНИИ ПОДСТАНЦИИ ПРИ УДАРАХ МОЛНИИ ЗА ПРЕДЕЛАМИ ЗАЩИЩЕННОГО ПОДХОДА Аннотация Рассмотрен процесс распространения грозовых волн в многопроводной линии при напряжении ниже начала импульсной короны. Показана определяющая роль междупроводных каналов в процессе формирования начальных участков фронтов волн. Приведены расчеты деформации фронтов волн при пробегах от 5 км до 30 км для различных моделей линии электропередачи класса напряжения 330 кВ. Показано, что при обратных перекрытиях на опорах даже при дальних ударах молнии в ВЛ на подстанцию могут набегать волны с амплитудой в сотни киловольт и фронтами в доли микросекунды. Ключевые слова: грозовые волны, многопроводная линия электропередачи, волновые каналы, крутые фронты волн. B. V. Efimov, V. N. Selivanov TRAVELLING SURGES ON THE SUBSTATION EQUIPMENT UNDER LIGHTNING STRIKES OUTSIDE THE PROTECTION ZONE Abstract The processes of wave propagation in a multiconductor line at a voltage below the corona threshold are considered. The determining role of the aerial mode components in the formation of the initial parts of the wave fronts is shown. Calculations of the wavefronts deformation for runs from 5 km to 30 km for various models ofthe 330 kV transmission line are given. It is shown that for case of back flashover across the tower insulator even for long-distance lightning strikes in a high voltage transmission line, the waves with an amplitude of hundreds of kilovolts and front in fractions of a microsecond can run into the substation. Keywords: lightning surge waves, multi-wire power line, wave channels, steep wavefronts. Постановка проблемы. В 2017 году на Кольском полуострове произошло повреждение продольной (межвитковой) изоляции мощного трансформатора на одной из подстанций 330 кВ при коротком замыкании на ВЛ примерно в 30 км от этой подстанции. Короткое замыкание произошло во время грозы. Наиболее естественной причиной его возникновения можно считать удар молнии в линию Повреждение самой ВЛ, в том числе и линейной изоляции, обнаружено не было. На пораженном участке тросовая защита отсутствовала. Поэтому это мог быть или разряд непосредственно в провод или удар в опору с последующим (обратным) перекрытием линейной изоляции. В последнем случае на проводе может возникнуть волна напряжения с очень крутым фронтом. Однако общепринято считать, что при распространении этой волны на расстояние в десятки километров фронт сглаживается до величин, безопасных для 7