Особенности расчета поражения молнией  элементов воздушных линий электропередачи

Инна [Inna] Евгеньевна [E.] Калугина [Kalugina]; Александр [Aleksandr] Георгиевич [G.] Темников [Temnikov]; Светлана [Svetlana] Вячеславовна [V.] Гундарева [Gundareva]; Леонид [Leonid] Леонидович [L.] Черненский [Chernensky]

doi:10.24160/1993-6982-2020-6-46-52

Инна [Inna] Евгеньевна [E.] Калугина [Kalugina]
Александр [Aleksandr] Георгиевич [G.] Темников [Temnikov]
Светлана [Svetlana] Вячеславовна [V.] Гундарева [Gundareva]
Леонид [Leonid] Леонидович [L.] Черненский [Chernensky]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-6-46-52

Ключевые слова: число ударов молнии, воздушная линия, нисходящий отрицательный лидер, встречный восходящий лидер с объекта, длина ступени лидера, вспышка стримерной короны, вероятность поражения, вероятностный подход

Аннотация

Представлены основные положения и особенности методики расчета поражения элементов линий электропередачи (ЛЭП) молнией на основе вероятностного подхода. Методика учитывает современные представления о процессе поражения молнией наземных объектов.

Предложена модель развития нисходящего лидера молнии, максимально приближенная к реальному процессу формирования отрицательного ступенчатого лидера. Разработана схема процесса ориентации лидера на наземный объект. Решение задачи в рамках трехмерного моделирования позволяет анализировать возможность возникновения встречного лидера не только с фазных проводов и молниезащитных тросов, но и с опор линии. Изложен вероятностный подход для условий перехода вспышки стримерной короны в восходящий лидер, основанный на экспериментальных и теоретических исследованиях. Рассмотрена возможность учета природно-климатических условий и топографии в районах прохождения трассы линии. Методика и разработанный на ее основе программный комплекс позволят наиболее обоснованно определять места ударов молнии в элементы воздушных линий и их вероятности, что поможет создать надежную защиту воздушной линии (ВЛ).

Сведения об авторах

Инна [Inna] Евгеньевна [E.] Калугина [Kalugina]

кандидат технических наук, доцент кафедры техники и электрофизики высоких напряжений НИУ «МЭИ», e-mail: bgb85@yandex.ru

Александр [Aleksandr] Георгиевич [G.] Темников [Temnikov]

кандидат технических наук, доцент кафедры техники и электрофизики высоких напряжений НИУ «МЭИ», e-mail: TemnikovAG@mpei.ru

Светлана [Svetlana] Вячеславовна [V.] Гундарева [Gundareva]

Гундарева Светлана Вячеславовна — младший научный сотрудник кафедры техники и электрофизики высоких напряжений НИУ «МЭИ», e-mail: gundareva-sv@rambler.ru

Леонид [Leonid] Леонидович [L.] Черненский [Chernensky]

кандидат технических наук, доцент кафедры техники и электрофизики высоких напряжений, заведующий НИЛ «Молниезащиты летательных аппаратов» НИУ «МЭИ», e-mail: ChernenskyLL@mpei.ru

Литература

1. Lightning Protection // IET Power and Energy. Ser. 58. London: Institution of Eng. and Technol., 2010.
2. Evaluation of Lightning Shielding Analysis Methods for EHV and UHV DC and AC Transmission Lines. CIGRE, 2017.
3. Калугина И.Е. Развитие вероятностной методики расчета молниезащищенности воздушных линий электропередачи // Электричество. 2011. № 11. С. 25—30.
4. Гундарева C.B., Калугина И.Е., Темников А.Г. Об особенностях методики расчета поражаемости наземных взрывоопасных объектов молнией // ЖТФ. 2016. Т. 86. № 10. С. 139—141.
5. Гайворонский А.С., Карасюк К.В. Новые методические принципы оценки грозоупорности воздушных линий электропередачи высших классов напряжения // Научный вестник НГТУ. 1998. № 2 (5). С. 9—32.
6. Li Z., Zeng R., Zhuang C., Yin H. Study on the Influence of Space Charge on the Upward Leader Emerging From the Conductors of UHVDC Transmission Lines // IEEE Trans. Power Delivery. 2015. V. 30. No. 1. Pp.106—113.
7. Mazur V., Ruhnke L.H., Bondiou-Clergerie A., Lalande P. Computer Simulation of a Downward Negative Stepped Leader and Its Interaction with a Ground Structure // J. Geophysical Res. 2000. V. 105. No. D17. Pp. 22361—22369.
8. Filipe N. e. a. A Methodology for Estimating Transmission Lines Lightning Performance Using a Statistical Approach // Proc. 33rd Intern. Conf. Lightning Protection. Lisbon, 2016. P. 105.
9. Lightning Parameters for Engineering Applications. CIGRE, 2013.
10. Vidal F. e. a. Modeling of the Air Plasma Near the Tip of the Positive Leader // IEEE Trans. Plasma Sci. 2002. V. 30. Pp. 1339—1349.
11. Темников А.Г., Гундарева С.В., Калугина И.Е., Герастенок Т.К. О критерии возникновения восходящего лидера с наземных объектов // Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40. № 3. С. 42—48.
---
Для цитирования: Калугина И.Е., Темников А.Г., Гундарева С.В., Черненский Л.Л. Особенности расчета поражения молнией элементов воздушных линий электропередачи // Вестник МЭИ. 2020. № 6. С. 46—52. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-6-46-52.
#
1. Lightning Protection. IET Power and Energy. Ser. 58. London: Institution of Eng. and Technol., 2010.
2. Evaluation of Lightning Shielding Analysis Methods for EHV and UHV DC and AC Transmission Lines. CIGRE, 2017.
3. Kalugina I.E. Razvitie Veroyatnostnoy Metodiki Rascheta Molniezashchishchennosti Vozdushnykh Liniy Elektroperedachi. Elektrichestvo. 2011;11:25—30. (in Russian).
4. Gundareva C.B., Kalugina I.E., Temnikov A.G. Ob Osobennostyakh Metodiki Rascheta Porazhaemosti Nazemnykh Vzryvoopasnykh Ob′ektov Molniey. ZHTF. 2016;86;10:139—141. (in Russian).
5. Gayvoronskiy A.S., Karasyuk K.V. Novye Metodicheskie Printsipy Otsenki Grozoupornosti Vozdushnykh Liniy Elektroperedachi Vysshikh Klassov Napryazheniya. Nauchnyy Vestnik NGTU. 1998;2 (5):9—32. (in Russian).
6. Li Z., Zeng R., Zhuang C., Yin H. Study on the Influence of Space Charge on the Upward Leader Emerging From the Conductors of UHVDC Transmission Lines. IEEE Trans. Power Delivery. 2015;30;1:106—113.
7. Mazur V., Ruhnke L.H., Bondiou-Clergerie A., Lalande P. Computer Simulation of a Downward Negative Stepped Leader and Its Interaction with a Ground Structure. J. Geophysical Res. 2000;105;D17:22361—22369.
8. Filipe N. e. a. A Methodology for Estimating Transmission Lines Lightning Performance Using a Statistical Approach. Proc. 33rd Intern. Conf. Lightning Protection. Lisbon, 2016:105.
9. Lightning Parameters for Engineering Applications. CIGRE, 2013.
10. Vidal F. e. a. Modeling of the Air Plasma Near the Tip of the Positive Leader. IEEE Trans. Plasma Sci. 2002;30:1339—1349.
11. Temnikov A.G., Gundareva S.V., Kalugina I.E., Gerastenok T.K. O kriterii Vozniknoveniya Voskhodyashchego Lidera s Nazemnykh Ob′ektov. Pis'ma v ZHTF. 2014;40;3:42—48. (in Russian).
---
For citation: Kalugina I.E., Temnikov A.G., Gundareva S.V., Chernensky L.L. Some Features of Calculating the Lightning-Induced Damages to Overhead Power Line Elements. Bulletin of MPEI. 2020;6:46—52. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-6-46-52.