Разработан метод расчета уровня воздействия молний на протяженные объекты, в частности на воздушные ЛЭП по всей длине. Метод использует исторические данные о молниях и географические координаты опор ЛЭП, и основан на вычислении расстояний между массивами координат молний и опор. На основе предложенного метода разработано и зарегистрировано программное обеспечение.

Обеспечение постоянства подачи электроэнергии потребителю требует повышения грозоупорности ЛЭП, то есть повышения устойчивости ЛЭП к воздействию грозовых перенапряжений. При расчете параметров ЛЭП и их элементов должны учитываться многие климатические условия, в том числе и интенсивность грозовой деятельности. Существующие методы с использованием плотности грозовых разрядов предоставляют очень приблизительную информацию об ожидаемом воздействии на воздушные ЛЭП в целом, но совсем не предоставляют информацию о поражаемости молнией конкретных участков и опор ЛЭП.

Разработанный метод позволяет получить информацию о воздействиях молний на любом участке ВЛ. Используемая в методе математическая функция применяется для оценки интенсивности воздействия грозовых разрядов на все опоры воздушной линии электропередачи. Под интенсивностью воздействия грозовых разрядов на опору ВЛ принимается величина воздействия, равная единице при условии прямого попадания, и уменьшающаяся до нуля по мере приближения разряда к границе буферной зоны ВЛ. В некоторых случаях для оценки воздействия грозовых разрядов на ЛЭП используется понятие буферной зоны ВЛ или коридора. Обычно ширина коридора составляет от нескольких сотен метров до несколько километров. В соответствии с используемой системой грозопеленгации ширина коридора от оси ВЛ до границы составляет приблизительно от 100 до 2300 м. Пример распределения разрядов молний за пятилетний период с 2016 по 2020 годы для двух ВЛ с шириной коридора 4600 м показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Распределение разрядов молний рядом с ВЛ и внутри ее буферной зоны. Слева показана «Северная ВЛ», справа – «Южная ВЛ». Также на карте отмечены первая и последняя опоры ВЛ.

Метод реализован в виде специального программного обеспечения, которое предназначено для получения массива данных интенсивности воздействия грозовых разрядов на протяженные объекты (воздушная линия электропередачи) и построения соответствующих графиков. Исходными данными являются координаты промежуточных элементов исследуемого объекта (координаты опор ВЛЭП), размер буферной зоны объекта, координаты грозовых разрядов с точным временем возникновения разряда на исследуемом участке за указанный промежуток времени. Результатом работы являются матрица значений интенсивности воздействия грозовых разрядов на все элементы объекта для каждого заданного в указанном ранее диапазоне значения буферной зоны. Также результатом работы программы является трехмерный график поверхности, соответствующий полученной матрице. Такие графики для упомянутых выше ВЛ приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Среднегодовая интенсивность воздействия грозовых разрядов на Северную (вверху) и Южную (внизу) Воздушные Линии Электропередачи.

 

Публикации

Burtsev, A.V.; Selivanov, V.N. Method for Calculating of Lightning Impact Level on Overhead Transmission Line. Appl. Sci. 2021, 11, 6609. https://doi.org/10.3390/app11146609

 

Патенты

Бурцев А.В., Селиванов В.Н. Программа оценки интенсивности воздействия грозовых разрядов на протяженные объекты // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021618127. 2021.

 

Контакты: тел. +79021331222, e-mail: a.burtsev@tehnonord.ru.