Các chỉ tiêu bảo vệ chống sét đường dây- 123docz.net

1. Cường độ hoạt động của sét

a. Số ngày sét.

Cường độ hoạt động của sét được biểu thị bằng số ngày có giông sét hàng năm ( ). Các số liệu này được xác định theo số liệu quan trắc ở các đài trạm khí tượng phân bố trên lãnh thổ từng nước. Theo số liệu thống kê của nhiều nước ta có:

- Số ngày sét hàng năm ở vùng xích đạo : 100 150 ngày. - Số ngày sét hàng năm ở vùng nhiệt đới : 75 100 ngày. - Số ngày sét hàng năm ở vùng ôn đới : 30 50 ngày.

b. Mật độ sét

Để tính toán số lần có phóng điện xuống đất cần biết về số lần có sét đánh trên diện tích 1km2 mặt đất ứng với một ngày sét, nó có trị số khoảng ms = 0,1 0,15 lần/km2.ngày sét. Từ đó sẽ tính được số lần sét đánh vào các công trình hoặc lên đường dây tải điện. Kết quả tính toán này cho một giá trị trung bình.

2. Số lần sét đánh vào đường dây

Coi mật độ sét là đều trên toàn bộ diện tích vùng có đường dây đi qua, có thể tính số lần sét đánh trực tiếp vào đường dây trong một năm là:

N = ms.nng.s.F(lần) (3-1) Trong đó :

F :diện tích thu sét của đường dây (km2) ms: là mật độ sét vùng có đường dây đi qua

(m =0,1-0,15 lần/ng.sét.km2) nng.s: là số ngày sét trong một năm.

+ Trong trường hợp có một dây chống sét F = 6hL

+ Trong trường hợp có một dây chống sét F = (6h+s)L s : khoảng cách giữa hai dây chống sét (m). h : là chiều cao trung bình của các dây dẫn (m). L : chiều dài của đường dây (km). Lấy L = 100km

Ta có số lần sét đánh vào 100km dọc chiều dài đường dây có hai dây chống sét trong một năm.

N = (0,1 0,15).nng.s.(6h+s).100.10-3

= (0,01 0,015).nng.s.(6h+s)(3–2)

Tuỳ theo vị trí sét đánh quá điện áp xuất hiện trên cách điện đường dây có trị số khác nhau. Người ta phân biệt số lần sét đánh trực tiếp vào đường dây có dây chống sét thành ba khả năng.

- Sét đánh vào đỉnh cột : (3-3) - Sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn :

(3-4) Trong đó :N : tổng số lần sét đánh vào đường dây.

: là xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn, nó phụ thuộc vào góc bảo vệ và được xác định theo công thức sau:

(3–5) Trong đó: hc:là chiều cao của cột.

α :là góc bảo vệ.

Sét đánh vào điểm giữa khoảng vượt:

(3–6)

3. Số lần phóng điện do sét đánh vào đường dây

Khi bị sét đánh, quá điện áp tác dụng vào cách điện của đường dây (sứ và khoảng cách không khí giữa dây dẫn và dây chống sét) có thể gây ra phóng điện. Khả năng phóng điện được đặc trưng bởi xác suất phóng điện Vpđ. Như thế ứng với số lần sét đánh Ni số lần phóng điện :

Npđi = Ni. Vpđ (3–7)

Xác suất phóng điện Vpđ phụ thuộc trị số của quá điện áp và đặc tính cách điện (V–S) của đường dây.

(3–8)

a.Số lần cắt điện do sét đánh vào đường dây.

Khi có phóng điện trên cách điện của đường dây, máy cắt có thể bị cắt ra nếu có xuất hiện hồ quang tần số công nghiệp tại nơi phóng điện. Xác suất hình thành hồ quang phụ thuộc vào điện áp làm việc trên cách điện pha của đường dây và độ dài cách điện của đường dây. Có thể xác định theo bảng (3-1)

Bảng 3-1.Bảng xác suất hình hình thành hồ quang

50 30 20 10

0,6 0,45 0,25 0,1

Trong đó:

Ulv : điện áp pha làm việc. Lcs : chiều dài chuỗi sứ

(3–9)

Etb : là cường độ trường trung bình trên tổng chiều dài cách điện ( kV/m). Cuối cùng có thể tính số lần cắt của đường dây tương ứng với số lần sét đánh Ni:

(3-10) Số lần cắt điện tổng cộng của đường dây

(3–11)

b.Số lần cắt điện do quá điện áp cảm ứng.

Số lần phóng điện do sét đánh gần đường dây cảm ứng gây phóng điện trên cách điện đường dây.

Npđ cư = (3–12)

Trong đó : ns : là số ngày sét trong một năm. h : độ treo cao trung bình của dây dẫn. U50% : điện áp phóng điện 50% của chuỗi sứ.

Như vậy số lần đường dây bị cắt điện do quá điện áp cảm ứng ncđ cư = Npđ cư . (3–13)

Đường dây 220kV trở lên do mức cách điện cao (U50% lớn) nên suất cắt do quá điện áp cảm ứng có trị số bé và trong cách tính toán có thể bỏ qua thành phần này.