Воздействие атмосферного электричества на линейные сооружения
Грозовые разряды возникают в результате сложных процессов, происходящих в атмосфере в присутствии облаков. При определенных условиях в облаке происходит разделение зарядов и оно поляризуется. На стороне, обращенной к земле сосредотачиваются заряды одного знака. В результате, между облаком и землей возникает электрическое поле. Когда напряженность поля достигает критической величины, происходит разряд, называемый молнией. Ток молнии может изменяться в пределах 10 – 200 кА при длительности разряда 5 – 100 мкс. Может наблюдаться до 30 повторных разрядов. Грозовые разряды могут оказывать опасные влияния на воздушные и кабельные линии, рельсовые цепи автоблокировки: разрушать опоры и провода воздушных линий, кабели и устройства, подключенные к ним, создавая опасность для жизни людей, обслуживающих эти устройства. Чаще всего молнии поражают наиболее высокие предметы: опоры воздушной линии или какое-либо другое сооружение. Могут быть грозовые разряды в землю и рельсы неэлектрифицированных железнодорожных линий. На электрифицированных участках тяговая сеть экранирует рельсы, воспринимая разряды на себя. В земле ток молнии распространяется в область большей проводимости. Он может протекать по металлическим защитным оболочкам кабелей с малым сопротивлением. Поэтому наиболее часто наблюдается повреждение кабелей, проложенных в грунтах с малой проводимостью (песчаные, каменистые, вечномерзлые и т.д.). Повреждения кабелей могут быть разнообразными: расплавление свинцовой оболочки и жил, образование вмятин на оболочке, прогибы кабеля, разрыв ленточной брони, прожог изоляции между жилами и оболочкой, сплавление сердечника кабеля и др. Воздействие грозовых разрядов на воздушные линии разделяется на непосредственное (прямой удар молнии в провода, опоры) и индуктивное (удар молнии в землю или другое сооружение). При прямом ударе молнии в провода волна тока молнии распространяется в обе стороны от места удара. Провода оказываются под очень высоким напряжением относительно земли. Однако значение этого напряжения будет ограничено электрической прочностью изоляции между проводами и землей, которая обусловлена электрической прочностью опор (для деревянных опор 180…200 кВ/м), изоляторов (50…158 кВ в зависимости от типа) и траверс. В результате действия прямых ударов провода могут расплавиться, деревянные опоры расщепиться под действием паров испаряющейся влаги в капиллярах древесины. Может быть разрушена аппаратура, включенная в цепи, пробита изоляция кабельных вставок и т. д. Индуктивные явления возникают при ударах молнии в землю, деревья или сооружения, расположенные вблизи воздушных и кабельных линий. В результате на проводах воздушных линий и жилах кабелей индуцируется импульсное напряжение, электромагнитный импульс молнии (ЭМИ). Индуцированное напряжение Uи (В) на проводах воздушных линий зависит от тока молнии Iм , средней высоты подвеса проводов hср и расстояния а от линии до места разряда молнии: Uи = Iмhср/a. Так, при токе молнии 100 кА и а = 10hср напряжение провода относительно земли будет равно 300 кВ, что опасно для устройств, включенных в цепи линии. Возможность пробоя изоляции в магистральных кабелях при воздействии ЭМИ молнии и необходимость применения мер защиты проверяется сравнением электрической прочности кабеля и величин импульсных напряжений, наведенных на кабелях, существенно зависящих от удельного сопротивления земли. При длинах гальванически неразделенных участков кабеля и оптического кабеля с металлическими жилами для дистанционного питания более 20 километров наведенные напряжения не зависят от длины кабеля. Воздействие атмосферного электричества на кабельные и воздушные линии автоматики и связи снижается применением специальных мероприятий при их строительстве и эксплуатации линий. Для снижения числа повреждений кабельных линий, трассы для их прокладки выбирают в местах, где вероятность повреждения меньше, например, вдали от отдельно стоящих деревьев. Применяют кабели с повышенной проводимостью оболочки, или сигнально-блокировочные кабели без металлических оболочек. Отводят токи молнии от кабелей укладкой одного или нескольких биметаллических проводов или стальных тросов на расстоянии не более 1 – 1,5 м от кабеля на глубине, равной половине глубины прокладки кабеля. При защите кабеля двумя тросами они располагаются по обе стороны от кабеля. Так, применение одного стального троса ПС-70 позволяет снизить наводимое напряжение в кабелях на 20% и 15% соответственно для однокабельной и двухкабельной линий. Опоры воздушных линий защищают от прямого удара молнии молниеотводами, устанавливаемыми на наиболее ответственных опорах: угловых, кабельных, контрольных, ограничивающих пересечение с высоковольтными линиями, оконечных и др. Кроме того, молниеотводами оборудуют опоры, устанавливаемые взамен разрушенных грозовыми ударами, так как наблюдается повторяемость грозовых разрядов в одни и те же места. В качестве молниеотвода используют стальной провод диаметром 4—5 мм, прокладываемый вдоль опоры от ее верхней части и закапываемый в землю на глубину 0,7 м. Длина закапываемой части провода зависит от проводимости грунта. Для защиты от перенапряжений воздушных и кабельных линий а также рельсовых цепей применяют и специальные устройства – разрядники и нелинейные выравниватели.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (934)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |