Содержание материала

Опыт эксплуатации показывает, что число грозовых перекрытий изоляции (см. § 1.4 гл. 3) достигает 50, а часто и 75% всех перекрытий изоляции системы. Так как дугогасящая катушка справляется также и с другими типами преходящих замыканий, то можно ожидать, что ее включение даст в результате снижение числа подобного рода аварий. Как правило, это действительно имеет место, как будет показано в § 2 гл. 7. Тем не менее иногда сообщалось о значительно меньшей эффективности дугогасящих катушек. Для успешной эксплуатации систем с резонансным заземлением нейтрали очень важно установить причины этих ненормальных явлений и затем устранить их.
Очевидной причиной этого рода неприятностей является наличие мест с ослабленной изоляцией, которые могут привести к замыканиям на землю в различных точках сети.
Нормальная работа системы невозможна, если процент многофазных перекрытий изоляции велик. В этом отношении показателен опыт эксплуатации восточной части системы 88  кВ Виктория Фоллз Трансвааль Пауэр Компани [Л. 41]. В этой системе процент замыканий, успешно гасимых дугогасящей катушкой, значительно выше при хорошей погоде, чем при грозе, как это видно из табл. 33 (см. также табл. 14, гл. 3).

Таблица 33


Год

Процент гасимых замыканий

Всего

Гроза

X орошая погода

1945

81

73

91

1946

80

72

100

1947

72

69

88

Очевидно, в этой системе многофазные перекрытия происходили сравнительно часто.
Менее заметная разница была обнаружена в системе 20  кВ, эксплуатируемой той же компанией (см. § 3.3 гл. 11).
При разрядах молнии в землю на всех проводах линии одновременно возникают практически одинаковые индуктированные перенапряжения. К счастью, уровень изоляции высоковольтных систем достаточно высок, чтобы противостоять большинству индуктированных волн (см. § 11.3 этой главы). Даже при более низких номинальных напряжениях индуктированные напряжения не представляют опасности, если только провода не подвешены на очень большой высоте относительно земли [Л. 42].
Применение тросов приводит к снижению индуктированных перенапряжений, как это было показано В. Петерсеном [Л. 43] и продемонстрировано табл. 34, взятой из работы Бьюлея и Хантера [Л. 44 и 45].

Таблица 34


Число тросов

Коэффициент снижения, %

рассчитано

измерено

0

100

100

1

54

49

2

38

34

3

29

32

Прямые удары молний (если они приводят к перекрытиям) сначала вызывают пробой изоляции только в одной фазе. При проектировании линии стремятся избежать последующих перекрытий изоляции других фаз. Если это не сделано и междуфазные перекрытия становятся частыми, дугогасящая катушка становится неэффективной и число отключений линии возрастает.
Линии на деревянных опорах без тросов имеют напряжение перекрытия между фазами меньшее, чем между фазой и землей. В этом случае дугогасящая катушка оказывается мало эффективной при грозовых перекрытиях. Есть, однако, тенденция искусственным образом направлять канал разряда не по поверхности деревянной опоры, где он вызывает ее разрушение, а по воздуху с помощью подкосов и других средств. Такие мероприятия создают условия для успешного гашения дуги и улучшают тем самым грозоупорность линий электропередачи.
Линии на деревянных опорах с незаземленными металлическими траверсами относятся к этой же категории. Так как такие линии не используют дерево траверсы в качестве изоляции, то в настоящее время они не применяются.
Удовлетворительный опыт эксплуатации ряда линий на деревянных опорах в системах с резонансным заземлением нейтрали, по всей вероятности, связан с наличием большого числа угловых и анкерных опор, на которых заземлялись подвески гирлянд. Перекрытия имели место главным образом на этих опорах с более слабой изоляцией, где они могут быть легко погашены (см. § 2 этой главы).
На линиях с деревянными опорами без тросов, но с заземленными металлическими траверсами или на линиях со стальными опорами без тросов прямой удар молнии вызывает сначала перекрытие на землю, которое затем может развиться в многофазное перекрытие путем механизма, называемого обратным перекрытием.

Если линия на деревянных опорах с заземленными металлическими траверсами или линия на стальных опорах оборудована тросами, то удары молнии будут поражать заземленные тросы или опоры (или молниеотводы, если они имеются). Дальнейший процесс в этом случае протекает аналогично. Снова сопротивление заземления опоры, коэффициент связи и ток молнии определяют, произойдет ли обратное перекрытие на провода.

Очевидно, что на линиях с тросами вероятность обратных перекрытий на провод невелика, так же как и вероятность междуфазных перекрытий на линиях без тросов. Эффективность тросов повышается также вследствие отсоса тока к соседним опорам, благодаря чему уменьшается величина тока через пораженную опору, а следовательно, и напряжение на изоляции.
Кратко обозревая причины того, что линии различных конструкций не имеют одного и того же абсолютного и относительного числа однофазных и многофазных грозовых перекрытий, можно сделать некоторые выводы. Очень существенно, чтобы сопротивление опор было низким, не выше 0,2 Ом на каждый киловольт напряжения системы. Заземленные тросы и, конечно, противовесы улучшают грозоупорность линий, даже при высоких сопротивлениях заземления опор. Желательно иметь большой коэффициент связи между поражаемым проводом и проводом, который может подвергаться обратным перекрытиям. При горизонтальном расположении проводов один трос является недостаточным, а при двухцепных линиях могут оказаться недостаточными и два троса. В системах с большим числом многофазных замыканий эксплуатация дугогасящих катушек неудовлетворительна, хотя некоторая выгода от их применения все же есть.
Было показано [Л. 27], что в системах с резонансным заземлением нейтрали можно получить экономические выгоды, применяя дешевые заземлители опор линий электропередачи и предоставляя возможность дугогасящей катушке ликвидировать возрастающее число перекрытий изоляции. Если принять это предложение, необходимо принять меры к тому, чтобы число междуфазных перекрытий не возрастало.