Расчет напряженности электрического поля под проводами ВЛ

1.3 Расчет напряженности электрического поля под проводами ВЛ

Для ВЛ 750 кВ и выше высота провода выбирается по условию устранения вредного влияния электрического поля на живые организмы, в первую очередь на людей, т. е. такой, чтобы напряженность электрического поля на расстоянии 1,8 м от земли (высота роста человека) не превышала E = 15 кВ/м в населенной местности.

Для оценки уровня напряженности воспользуемся методом зеркальных отображений [4, с. 329].

Коэффициенты k имеют следующие значения:

Отрезки m и n являются гипотенузами соответствующих прямоугольных треугольников (рис. 1) и определяются следующими уравнениями, м:

Рис. 1. К определению напряженности электрического поля.

Емкость провода относительно земли определяется выражением:

Вычислим расчетный и эквивалентный радиус провода:

Построим кривую напряженности электрического поля на высоте человеческого роста.

Рис. 2. Кривая распределения напряженности на высоте 1,8 м над землей.

Как видно из графика напряженность в любой точке под ВЛ на высоте 1,8 м меньше, чем нормированная, следовательно высота подвеса провода выбрана правильно.

2. Определение параметров расчетной схемы

2.1 Определение параметров воздушной линии электропередачи

Для проведения дальнейших расчетов необходимо рассчитать следующие параметры ВЛ: индуктивности, емкости, волновое сопротивление и волновую длину линии прямой последовательности.

Погонные индуктивности и емкости линии прямой последовательности могут быть определены по выражениям:

δ – коэффициент, учитывающий влияние магнитного потока в проводе на величину индуктивности, для провода АС принимаем δ = 0,81.

Вычислим среднегеометрическое расстояние между фазами:

Волновое сопротивление линии и ее волновая длина для прямой последовательности фаз определяется как:

2.2 Определение параметров примыкающих систем

Суммарные реактивности систем могут быть определены по формуле:

3. Грозоупорность воздушных линий электропередачи

3.1 Определение числа отключений ВЛ при ударах молнии в провода

Число прямых ударов молнии в линию электропередачи [3, с. 19]:

где  - удельное число ударов молнии на 100 км длины и 100 грозовых часов. Определим  :

h_тр – высота подвеса троса с учетом сцепной арматуры (0,5 м).

Вероятность прорыва молнии на фазные провода зависит от угла защиты тросов  и высоты подвеса троса на опоре и определяется по формуле:

Рис. 3 К определению .

Определим  используя размеры опоры и длину гирлянды изоляторов:

Вычислим вероятность прорыва молнии на фазу:

Количество ударов молнии в провод:

Импульсное разрядное напряжение гирлянды при отрицательной полярности импульса [3, с. 10]:

Среднегеометрическое волновое сопротивление фазы:

Определим значение функции :

где E_ср – средняя напряженность поля на поверхности коронного чехла, принимаемая для отрицательной волны 2100 кВ/м. По [3, с. 21]

Волновое сопротивление коронирующего провода определяется по формуле:

Вычислим уровень грозоупорности ВЛ [3, с. 21]:

Вероятность перекрытия изоляции определяется из выражения [3, с. 21]:

.

Число перекрытий изоляции[3, с. 20]:

Вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу вычисляется по формуле:

принимаем .

Число отключений линии: