Вестник МГТУ. 2019, Т. 22, № 4.

Введение Отключение воздушной линии (ВЛ) в связи с попаданием в ее элементы грозовых разрядов доставляет проблемы как потребителям электроэнергии, так и ее поставщикам. Неуспешно сработавшее автоматическое повторное включение (АПВ) выводит линию из работы, и обслуживающая организация вынуждена заняться поиском причины отключения ВЛ. Часто грозовой разряд при попадании в опору ВЛ разрушает изоляторы, и обслуживающий персонал производит обход ВЛ по всей ее трассе с целью визуального поиска поврежденных изоляторов. При больших протяженностях отдельных линий поиск повреждений может составить длительное время, особенно при неблагоприятных метеоусловиях, что негативно сказывается на потребителях. Конечно, на подстанциях применяются специальные приборы, использующие волновой метод. В настоящее время ведутся различные исследования, направленные на улучшение этого метода (Куликов и др., 2014), создаются теоретические модели (Куликов и др., 2015а), закладываются основы для производства более совершенных аппаратных и программных продуктов (Куликов и др., 2009; 2016; 20156). Однако все исследования сводятся к созданию достаточно дорогих устройств, которые в огромных количествах требуются для установки на подстанциях, при этом предназначены эти приборы не только для обнаружения повреждений, вызванных грозовым разрядом. В настоящее время существует множество систем грозопеленгации, в том числе коммерческие (Vaisala, Boltek и др.) и любительские. Системы пеленгации могут состоять из однопунктовых и многопунктовых грозопеленгаторов, и, как правило, предоставляют некоторую гарантированную точность обнаружения атмосферных разрядов. На сегодняшний день уже разработаны методики определения места грозового разряда. Например, ряд систем работают по принципу Time-of-Arrival (Klebesadel et al., 1982): радиоволна от источника, попавшего в радиус действия точно синхронизированных между собой приемников, доходит до этих приемников, вследствие чего по времени события вычисляются координаты источника. С учетом разнообразности форм грозового разряда, его протяженности, направления развития и разветвлений точность определения может составлять от нескольких сот метров до нескольких километров. Точность напрямую зависит от плотности расположения детекторов: чем их больше расположено на конкретной территории, тем выше точность обнаружения места разряда молнии. Системы грозопеленгации, применяющие однопунктовые детекторы, основаны на приеме радиоволн, возникающих вследствие разряда молнии, в диапазоне очень низких частот (ОНЧ) с помощью EH-антенны (Watt, 1967). По полученным данным рассчитываются координаты разряда в полярной системе координат. Конечная цель большинства грозопеленгационных систем - это повышение точности определения места грозового разряда и предупреждение о надвигающемся грозовом фронте заинтересованных служб. Одной из них является служба по обслуживанию воздушных линий. В данной работе предлагается модель автоматического предупреждения диспетчерской службы воздушных линий о вероятном повреждении элементов ВЛ, расположенных в радиусе грозового разряда, зафиксированного системами грозопеленгации. Объекты и методы В рамках данной работы объектом исследования является энергосистема Мурманской области. В этой энергосистеме применяются классы напряжения до 330 кВ. Класс напряжения 330 кВ находится под ответственностью ПАО "ФСК ЕЭС". В Мурманской области работают 12 ВЛ этого класса напряжения. Классы напряжения 35-154 кВ распределены между филиалами "Колэнерго", "Центральные электрические сети" и "Северные электрические сети" ОАО "МРСК Северо-Запада". Всего указанные предприятия обслуживают в Мурманской области 78 ВЛ классом напряжения 154 кВ, 102 линии классом напряжения 110 кВ и 90 линий классом напряжения 35 кВ. Часть линий классом напряжения 35 кВ принадлежат частным предприятиям и данных по ним не получено. Однако они составляют крайне малую часть от общего количества воздушных линий электропередачи этого класса напряжения. Расположение исследуемых ВЛ на территории Мурманской области показано на рис. 1. Регистрация грозовой активности в исследуемом регионе осуществляется различными системами грозопеленгации. К таким системам относятся однопунктовые детекторы Boltek StormTracker, осуществляющие регистрацию грозовых разрядов с 2013 г. на базе КНЦ РАН (Бурцев и др., 2014), и немецкая любительская сеть Blitzortung. В статье (Бурцев и др., 2018) проводилось сравнение данных систем и их условия работы на территории Мурманской области, где было дано заключение, что для увеличения точности регистрации места грозового разряда целесообразно увеличить число детекторов системы Blitzortung на территории Мурманской области. К началу грозового сезона 2019 г. силами Центра физико-технических проблем энергетики Севера (ЦЭС) КНЦ РАН были установлены дополнительно 6 детекторов Blitzortung вблизи различных населенных пунктов области, в результате чего была повышена точность определения грозовых разрядов.