Инструменты и расчеты

Удельное число грозовых отключений конкретной линии в год подсчитывается по формуле. При этом вероятность перекрытия находится из «защитного уровня» данной линии по кривой. Коэффициент перехода импульсной искры в силовую дугу определяется по той же формуле, что упоминалась выше, а количество грозовых часов в году для местности, где проходит трасса ВЛ, определяется по карте среднегодовой продолжительности гроз.
При поражении грозовым разрядом опоры с тросом на линейной изоляции возникает напряжение, состоящее из следующих составляющих: падения напряжения на заземлителе пораженной опоры; магнитной составляющей индуктированного напряжения; напряжения на проводе, индуктированного токами в тросах; рабочего напряжения. При поражении ток молнии растекается по тросам в обе стороны, но большая часть его стекает через пораженную опору в землю.
Величина воздушного промежутка, имеющего высокую электрическую прочность равна около 300 см, что соответствует нормам. Наименьший воздушный промежуток равен 110— 115 см, по нормам, требуется 115 см. Кроме того, в таблицах обычно приводятся нормированы расстояния между проводами ВЛ, находящимися под напряжением, и осью стойки деревянной опоры или телом стойки металлической и железобетонной опоры, при которых допускается работа с подъемом до верха опоры по правилам техники безопасности.
Если подвесные изоляторы имеют длину пути утечки не менее 25 см, то количество подвесных изоляторов в гирляндах 6—35 кВ рекомендуется применять: до 10 кВ — один изолятор, для 20 кВ — два изолятора, для 35 кВ — три изолятора, а для 35 кВ на деревянных опорах — в поддерживающей гирлянде два изолятора. Ввиду небольшой строительной высоты изоляции и значительных запасов по электрической прочности для 6—35 кВ количество изоляторов выбирается независимо от высоты над уровнем моря.
Воздушные промежутки между проводом и землей могут уменьшиться в случаях появления под проводами высоких предметов, например тракторов, автомашин и т. п. Разрядная характеристика такого промежутка определяется по кривой. Изоляция выбирается из условий обеспечения надежной работы при рабочем напряжении и проверяется по условию воздействия коммутационных перенапряжений.
В натяжных гирляндах у анкерных и угловых опор вследствие больших механических нагрузок значительно чаще повреждаются изоляторы, чем в поддерживающих гирляндах. Кроме того, заменить изоляторы в натяжных гирляндах труднее, чем в поддерживающих. Поэтому рекомендуется в натяжных гирляндах 110 кВ увеличивать количество изоляторов еще на один.
Электрическая схема комбинированной изоляции на деревянных опорах состоит из активных сопротивлений гирлянды и древесины, которые под дождем составляют соответственно 1—10 МОм/м й 0,2—1 МОм/м, и емкости —70 пФ/м и 4 пФ/м. При рабочем напряжении и коммутационных перенапряжениях «распределение напряжения по комбинированной изоляции определяется в основном активным сопротивлением. При импульсных воздействиях напряжения распределяются обратно пропорционально емкостям.
Рабочее напряжение неравномерно распределяется по изоляторам гирлянд. Эта неравномерность обусловлена наличием емкости каждого изолятора на землю и емкости на провод, без учета собственной емкости каждого изолятора. Поясним электрическую схему гирлянды изоляторов, из которой следует, что емкости уменьшают ток, проходящий через емкости (по мере удаления от провода).
При сложной форме изолятора дуга разряда на отдельных участках может открываться от поверхности изолятора и развиваться по наикратчайшему пути в воздухе. Этот эффективный путь может оказаться меньше геометрического пути утечки тока. Поэтому напряжение перекрытия изолятора по загрязненной поверхности пропорционально не геометрической, а эффективной длине утечки тока.
Рассмотрим процесс изменения напряжения и тока на емкости при прохождении мимо него бесконечно длинной прямоугольной волны. По мере заряда емкости ток снижается, а напряжение преломленной волны, на емкости возрастает. При бесконечно длинной падающей волне с прямоугольным фронтом амплитуда преломленной волны выражается формулой.