1.2 Quá điện áp cảm ứng trên đường dây phân phối 22kV:
1.2.3 Phạm vi ảnh hưởng của sét gây quá điện áp cảm ứng:
Thông thường sét sẽ đánh vào các vật thể gần đường dây (cây cối, cơng trình,…) có độ cao nhất định. Những vật thể này như vật chắn cho đường dây, sét đánh vào các vật chắn này thay vì đường dây. Tuy nhiên trong khoảng cách nhất định, đường dây vẫn chịu một điện áp cảm ứng, nếu điện áp cảm ứng này đủ lớn thì vẫn gây ra phóng điện qua cách điện.[9]
IEEE 1410 xây dựng một mơ hình “electrogeometric” dựa trên ý tưởng một đường dây hoặc một vật thể đều có một bán kính thu sét, bán kính thu sét này phụ thuộc vào độ cao vật thể và biên độ dịng điện sét của cú phóng đầu tiên.[9]
Hình 1. 10: Mơ hình electrogeometric và mơ hình Rusck quyết định phạm vị sét đánh trực tiếp hay sét đánh cảm ứng [9]
Dựa vào hình 1.10, ta nhận thấy sét đánh gây quá điện áp cảm ứng trên đường dây khi sét đánh vào khoảng (ymin, ymax). Nếu khoảng cách sét đánh y < ymin, xem như sét đánh trực tiếp vào đường dây. Nếu khoảng cách sét đánh y > ymax, điện áp cảm ứng gây ra trên dây khơng đáng kể, có thể bỏ qua.[9]
Điều kiện để có quá điện áp cảm ứng gây phóng điện trên đường dây là sét phải đánh gần đường dây nhưng không nằm trong phạm vi đánh trực tiếp tức là sét phải
18
đánh vào khoảng (ymin, ymax) và dòng điện sét I0 đủ lớn đển làm điện áp đường dây tăng lên vượt ngưỡng cách điện của vật liệu cách điện của đường dây, tức là điện áp cảm ứng (Umax) phải đủ lớn hơn điện áp cách điện của vật liệu cách điện (CFO)[9].
Khoảng (ymin, ymax) sẽ thay đổi theo giá trị dòng sét I0, mỗi một giá trị I0 ta tính được một khoảng (ymin, ymax) bất kì. Vậy ta cần xác định phạm vi sét đánh cảm ứng (ymin, ymax).
Khoảng cách ngắn nhất ymin(I0) phụ thuộc và độ cao của đường dây (h) và dòng sét I0 (cú phóng sét đầu tiên):
rs = 10.I00.65 rg = 0.9rs
ymin(I0) = − ( − ℎ) = (10 . ) − (9 . − ℎ) (1.6) Trong đó: rs – khoảng cách từ điểm sét đánh đến dây dẫn (m)
rg – khoảng cách từ điểm sét đánh đến mặt đất (m) h – độ cao dây dẫn (m)
I0 – độ lớn dịng sét cú phóng đầu tiên (kA)
Theo như vào hình 1.10, để phóng điện được qua lớp cách điện thì điện áp cảm ứng lớn nhất (Umax) gây ra phải lớn hơn 1.5 lần điện áp cách điện cho phép (CFO). Đồng thời điện áp cảm ứng phụ thuộc vào khoảng cách, sét đánh càng ra xa đường dây thì điện áp cảm ứng lớn nhất gây ra càng giảm, giảm đến khi Umax = 1.5CFO thì ngay tại khoảng cách đó là khoảng cách lớn nhất mà sét đánh vẫn còn gây ra quá điện áp cảm ứng. Nếu vượt quá khoảng cách ymax(I0) thì sét vẫn gây ra điện áp cảm ứng lên đường dây, nhưng có thể bỏ qua vì khơng đáng kể.[9]
Khoảng cách lớn nhất ymax(I0) có thể được tính thơng qua giá trị điện áp cách điện cho phép của vật liệu cách điện (CFO). Tức là khi điện áp cách điện cho phép càng cao thì khoảng ymax càng nhỏ, xác xuất quá điện áp cảm ứng gây phóng điện càng thấp. [9]
19