ГОСТ Р МЭК 61643-12— 2011
С.1.2 Перенапряжения, вызванные прямыми ударами молнии в низковольтные распределительные
системы
Действующее полное сопротивление грозового канала высоко, и грозовой ток можно практически считать
идеальным источником тока. Поэтому производимые перенапряжения определяются мгновенным действую
щим полным сопротивлением и грозовым током.
Для удара в линию в первый момент напряжения определяют полным собственным сопротивлением
(импульсным сопротивлением) линии. Ток / сначала деляг на два. и генерированный импульс напряжения
U
составляет:
U
= 0,52/.
где
U
— импульсное напряжение;
Z — полное импульсное сопротивление линии:
I
— импульсный ток.
Если допустить умеренный импульсный ток 10 кА и полное импульсное сопротивление 400 Ом, то ожидае
мый импульс напряжения составит 2000 кВ.
Поэтому, что касается низковольтных линий, перекрытия обычно будут происходить между всеми линейны
ми проводами и в большинстве случаев также между линией и землей. После перекрытия действующее полное
сопротивление уменьшается на значение, зависящее от соответствующего сопротивления заземления.
Однако даже для более низкого действующего полного сопротивления, к примеру 10 Ом. напряжение на
линии составит 100 кВ, если допустить, например, что грозовой ток составляет 10 кА.
В комбинированной воздушной/кабельнсй системе перенапряжения могут несколько снизиться вследствие
того, что кабели по сравнению с воздушной линией имеют более низкое полное импульсное сопротивление.
Значение снижения зависит от длительности тока и общей емкости системы относительно земли. Однако обычно
этого снижения недостаточно, чтобы избежать перенапряжений, превышающих нормальный уровень сопротив
ления изоляции в низковольтных системах. Таким образом, следует ожидать, что прямой удар молнии
может вызвать повреждения в таких системах.
С.1.3 Наведенные перенапряжения в низковольтных распределительных системах
Под влиянием изменения электромагнитных полей во время грозового удара во всех видах воздушных
линий возникают перенапряжения даже на значительном расстоянии от разряда молнии. В качестве грубого
приближения возможные перенапряжения могут быть вычислены по следующей формуле
U
=
ЗОк-^-1
,
о
где / — грозовой ток;
h
— высота проводов над землей:
к
— коэффициент зависимости от скорости обратного хода грозового разряда в грозовом канале.
d
— расстояние от места разряда молнии.
Изменение параметра
к
невелико (от 1,0 до 1,3).
Для среднего грозового тока 30 кА идля линии высотой 5 м над землей напряжение будет превышать 5 кВ
на расстояние 1 км от разряда молнии. Ток 100 кА даст предполагаемое перенапряжение 1.8 кВ на расстоянии
10 км в подобном случае.
С.1.4 Перенапряжения, вызванные разрядами молний в грозозащитных системах
В стадии рассмотрения.
С.2 Коммутационные перенапряжения
Указанные перенапряжения, с точки зрения тока, напряжения и длительности, бывают обычно ниже, чем
грозовые перенапряжения. Тем не менее в некоторых случаях, особенно внутри сооружений или вблизи источни ков
коммутаций, коммутационные перенапряжения могут быть выше, чем грозовые. Необходимо владеть инфор
мацией об энергии коммутационных импульсов для выбора подходящего УЗИП. Длительность коммутационных
импульсов, включая переходные процессы вследствие коротких замыканий и срабатывания предохранителей,
может быть гораздо больше, чем длительность грозового импульса. Обычно любая коммутационная операция,
возникновение короткого замыкания, отключение и т. д. в электроустановке сопровождается переходными про
цессами. в ходе которых могут возникнуть перенапряжения. Любое внезапное изменение в системе может выз
вать колебания высокой частоты (определяемые резонансными частотами сети), продолжающиеся до тех пор,
пока система не стабилизируется снова в своем новом устойчивом состоянии.
Значение коммутационного перенапряжения зависит от многих параметров, например типа цепи, вида
коммутационной операции (замыкание, размыкание, возврат в исходное положение), нагрузок, автоматического
выключателя или плавкого предохранителя.
36