ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सचे विजेचे संरक्षण

ओव्हरहेड पॉवर लाइन ही विद्युत प्रणालीचा सर्वात लांब घटक आहे. हा प्रणालीचा सर्वात सामान्य घटक देखील आहे आणि बहुतेकदा विजेचा धक्का बसतो. पॉवर सिस्टम अपघात आकडेवारी दर्शविते की ओव्हरहेड पॉवर लाइन आपत्कालीन आउटेजपैकी 75-80% वीज खंडित होण्याशी संबंधित आहेत.

लाइटनिंग डिस्चार्जचे भौतिकशास्त्र

लाइटनिंग - एक प्रकारचा गॅस डिस्चार्ज ज्याची लांबी खूप लांब आहे. लाइटनिंग चॅनेलची एकूण लांबी अनेक किलोमीटरपर्यंत पोहोचते आणि या वाहिनीचा महत्त्वपूर्ण भाग मेघगर्जनामध्ये स्थित आहे.

गडगडाटी वादळ येण्यासाठी, प्रथम, जोरदार अपड्राफ्ट्स आणि दुसरे म्हणजे, गडगडाटीच्या क्षेत्रात आवश्यक हवेतील आर्द्रता.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला लागून असलेल्या हवेच्या थरांना गरम केल्यामुळे आणि उच्च उंचीवर थंड हवेसह या थरांचे थर्मल प्रेरित उष्णतेचे देवाणघेवाण झाल्यामुळे अपड्राफ्ट्स होतात.

ढगात, अनेक चार्जेस तयार होतात, एकमेकांपासून विलग होतात (ढगाच्या खालच्या भागात, नकारात्मक ध्रुवीयतेचे शुल्क जमा होतात), विजा सामान्यतः एकाधिक असतात, म्हणजे. एकाच मार्गावर विकसित होणारे अनेक एकल स्त्राव असतात.

मेघगर्जनामध्ये चार्ज वेगळे करण्याची नेमकी यंत्रणा अद्यापही अस्पष्ट आहे. तथापि, निरिक्षणांवरून असे दिसून आले आहे की शुल्काचे पृथक्करण ढगातील पाण्याच्या थेंबांच्या गोठण्याशी जुळते.

विजेचा परिणाम म्हणून ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सच्या व्यत्ययांची स्वीकार्य संख्या

व्यवहार्यता अभ्यास दर्शवितो की ओव्हरहेड पॉवर लाईन्स पूर्णपणे लाइटनिंग-प्रूफ करणे अशक्य आहे... आम्ही मुद्दाम असे गृहीत धरले पाहिजे की ओव्हरहेड पॉवर लाईन्स वर्षातून मर्यादित वेळा बंद केल्या जातील. पॉवर लाईन्सच्या लाइटनिंग संरक्षणाचे कार्य म्हणजे विजेच्या व्यत्ययांची संख्या कमी करणे.

दर वर्षी ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सच्या निलंबनाची अनुज्ञेय संख्या आणि अतिरिक्त शटडाउन अटींनुसार निर्धारित केले जाते:

अ) ग्राहकांना विश्वसनीय वीज पुरवठा,

b) ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सवर प्रवास करणाऱ्या स्विचचे विश्वसनीय ऑपरेशन आणि सूत्रानुसार गणना केली जाते:

जेथे nadditional — रिडंडंसीच्या अनुपस्थितीत प्रति वर्ष nadd ≤ 0.1 आणि रिडंडंट उपलब्ध असल्यास nadd ≤ 1) लाईनवरील वीज पुरवठ्यामध्ये स्वीकार्य व्यत्ययांची संख्या), β — 110 kV लाईन्ससाठी 0.8-0.9 च्या बरोबर APV यश दर आणि मेटल आणि प्रबलित कंक्रीट सपोर्ट वर जास्त.

ऑटोमॅटिक रीक्लोजर (एआर) लाइन चालू ठेवू शकते कारण आर्किंग सपोर्टच्या इन्सुलेशन बिघाडाची प्रकरणे फार दुर्मिळ आहेत. या प्रकरणात, विजेच्या स्ट्राइकसह वीज खंडित होणार नाही.स्वयंचलित रीकनेक्शन अयशस्वी झाल्यास, पॉवर लाइनचे पूर्ण शटडाउन होईल.

हे नोंद घ्यावे की स्वयंचलित रीक्लोजिंगचा वारंवार वापर सर्किट ब्रेकर्सच्या ऑपरेशनला गुंतागुंत करतो, ज्यास या प्रकरणात असाधारण पुनरावृत्ती आवश्यक आहे. याच्या आधारावर, स्विचच्या प्रकारानुसार नॅडिशनल शटडाउन = 1 — 4 करण्याची परवानगी आहे. गंभीर ओळींसाठी, ट्रिपची ही संख्या कमी केली पाहिजे.

ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सवर विजेच्या झटक्याची अंदाजे संख्या

लाईनवरील वीज खंडित होण्याची अपेक्षित संख्या प्रामुख्याने लाईन मार्गाच्या क्षेत्रामध्ये विजेच्या क्रियाकलापांच्या तीव्रतेद्वारे निर्धारित केली जाते. सरासरी आकड्यांच्या आधारे, हे साधारणपणे मान्य केले जाते की एका वादळाच्या तासात पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून 1 किमी अंतरावर 0.067 विजांचे झटके येतात... हे दिले आहे की रेषा 6h रुंदीच्या पट्टीतून सर्व स्ट्राइक गोळा करते (h ही सरासरी उंची केबल सस्पेंशन किंवा केबल), प्रति वर्ष l लांबीच्या रेषेवर N विजेच्या झटक्यांची संख्या आहे

N = 0.067 × n × 6h × l × 10-3 ,

जेथे n दर वर्षी वादळाच्या तासांची संख्या आहे.

ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सच्या इन्सुलेशनमध्ये ओव्हरलॅपची संख्या सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते

ntape = n NS Pcloth,

जेथे Pln — दिलेल्या विजेच्या प्रवाहावर रेषेच्या इन्सुलेशनच्या ओव्हरलॅपची संभाव्यता.

आवेग अलगावच्या प्रत्येक ओव्हरलॅपमध्ये लाईन शटडाऊन होत नाही, कारण ट्रिपिंगला पुरवठा चापपर्यंत आवेग चाप जाणे आवश्यक असते. संक्रमणाची संभाव्यता अनेक घटकांवर अवलंबून असते आणि अभियांत्रिकी गणनेमध्ये ते ओव्हरलॅप मार्ग EСр = Urob / Lband, kV / m वर ऑपरेटिंग व्होल्टेजच्या ग्रेडियंटद्वारे निर्धारित करण्याची प्रथा आहे.

लांब हवेच्या अंतरांसह लाकडी आधारावरील ओळींसाठी, स्पंदित चाप h वर स्विच करण्याची संभाव्यता सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते.

मेटल आणि प्रबलित कंक्रीट सपोर्टवरील रेषांसाठी, 220 kV पर्यंतच्या लाइन व्होल्टेजसाठी h = 0.7 आणि नाममात्र व्होल्टेज 330 kV आणि अधिकसाठी h = 1.0.

एनलेंटचा η या घटकाने गुणाकार केल्यास, रेषेवर प्रतिवर्षी विजेच्या झटक्यांची अपेक्षित संख्या मोजणे शक्य होते.

अभियांत्रिकी प्रॅक्टिसमध्ये, दर वर्षी 30 तास गडगडाटी वादळ असलेल्या क्षेत्रातून जाणार्‍या प्रति 100 किमी रेषेच्या ब्रेकची संख्या सामान्यतः वापरली जाते:

लाईनवरील विजेच्या झटक्यांची संख्या कमी करण्यासाठी, तुम्ही हे करू शकता:

• विजेच्या झटक्यांदरम्यान इन्सुलेशन ओव्हरलॅपिंगची संभाव्यता कमी करणे, जे सहसा मेटल सपोर्टसह ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सवर संपर्क वायरमधून विजेच्या रॉडला निलंबित करून आणि सपोर्ट आणि केबल्सचा कमी आवेग ग्राउंडिंग प्रतिरोध प्रदान करून साध्य केला जातो,

• कमी ऑपरेटिंग व्होल्टेज ग्रेडियंटसह ओव्हरलॅप मार्ग विस्तारित करा, ज्यामुळे आवेग चापचा पॉवर आर्क संक्रमणाचा गुणांक h कमी होतो. नंतरचे लाकडी आधारांसह ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सवर केले जाते.

विद्युल्लता संरक्षण कामगिरीचा प्रभाव

मेटलवरील ओव्हरहेड पॉवर लाईन्स (प्रबलित कंक्रीट) ग्राउंड वायरशिवाय सपोर्ट करतात.

जेव्हा वायरला आघाताच्या बिंदूवर मारले जाते, तेव्हा Z वायरच्या वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधाच्या अर्ध्या समान प्रतिकार चालू केला जातो.