САОБРАЋАЈНА И ЕЛЕКТРО ШКОЛА
ДОБОЈ
МАТУРСКИ РАД
Тема: Атмосферско пражњење у надземне водове
Професор:
Ученик:
Мирослав Ђурић
Неда Томић
Добој, јун 2018. године
2
1. УВОД
У електродистрибутивном ланцу,
ј
едан од најважнијих задатака јесте заштита
водова од пренапона насталих атмосф
е
рским пражњењеима. Развојем
електроенергетских система и система за пренос електричне енергије, развиле су се и
различите технике заштите од атмосферског пражњења.
Атмосферска пражњења својим дјеловањем могу да изазову прекид преноса
електричне енергије, што је посебно изражено код водова са нижим називним напоном.
Начин дејства атмосферског пражњења на изолацију надземног вода зависи од његове
конструкције. Сви надземни водови се могу подијелити на три групе, са становиша
понашања пр атмосферским пражњењима:
водови на челично-решеткастим или армирано-бетоснким стубовима са
заштитним ужетом,
водови на челично-решеткастим или армирано-бетоснким стубовима без
заштитног ужета,
водови на дрвеним стубовима без заштитног ужета.
Водови на дрвеним стубовима са заштитним ужетом се у нашој земљи не граде.
Код водова на челично-решеткастим или армирано-
б
етонским стубовима без
заштитног ужета атмосферско пражњење може да угрози инсталацију на три начина:
директним пражњењем у фазни проводник
пражњењем у врх стуб ако је изазива пр
е
скок преко изолације ка фазном
проводнику (повратни прескок),
пражњењем у околину вода које изазива индуковане пренапоне на
фазним проводницима.
Код вода на дрвеним стубовима без заштитног ужета, атмосферско пражњење
може да угрози изолацију на два начина:
директним пражњењем у фазни проводник и
пражњењем у околину вода које изазива индуковане пренапоне на
фазним проводници
м
а.
Код водова са заштитним ужадима се могу разликовати три случаја:
пражњење у врх стуба или заштитно уже, што изазива прескок преко
изолације ка фазним проводнику (повратни прескок),
пражњење мимо заштитног ужета у фазни проводник,
пражњење у околину вода које изазива индуковане пренапоне у фазним
проводницима.
У овом матурском раду биће размотрени наведени случајеви приликом
атмосферског пражњења.
4
2.1. Напрезање фазне изолације вода
Приликом директног атм
о
сферског пражњења у фазни проводник струја која се
простире по каналу грома
I
g
се дијели на два дијела који се простиру лијево и десно од
мјеста удара. При томе амплитуда напонског таласа који се простире по фазном
проводнику има вриједност:
U
=
Z
g
I
g
2
Умјесто стварне струје грома по каналу уводи се појам очекиване струје грома у
добро уземљени објекат. Очекивана струја грома у добро уземљени објекат се добија
при регистрацији атмосферских пражњења на уземљеним стубовима и торњевима, на
којима се врши систематско праћење параметара атмосферских пражњења.
Укупна струја по каналу грома може се раставити на двије компонентне струје.
Једна компонента се креће у виду путујућег таласа од облака ка објекту пражњења, а
друга компонента, која се одбија од уземљивача, креће се ка облаку. Укупна струја се
добија суперпозицијом, као што је приказано на слици 2.2.
Слика 2.2.
Струја грома у добро уземљене објекте
Сматра се да је карактеристична импеданса стуба по својој вриједности блиска
карактеристичној импеданси канала грома. У том случају по каналу грома долази
упадни талас амплитуде
I
up
који се простире без изобличенја по стубу, долази до
уземљивача стуба и тотално се одбија, јер је отпор уземљења стуба много мањи него
карактеристична импеданса стуба (барем 20 пута мањи). Због тога је укупна амплитуда
струје грома у добро уземљени објекат:
I
m
=
I
up
+
I
od
I
m
≈
2
I
up
5
2.2. Напрезање међуфазне изолације
При удару грома у један фазни проводник на сусједним фазним проводницима
се појављују индуковани пренапони, чија је амплитуда:
U
ind
=
Z
m
I
m
Међусобна карактеристична импеданса између посматрана два проводника
одређује се по обрасцу:
Z
m
=
√
L
m
1
C
m
1
гдје је:
L
m
1
-подужна међусобна индуктивност два фазна проводника
C
m
1
-подужна међусобна капацитивност два фазна проводника
Индуковани напон у зависности од пренапона може се добити по обрасцу:
U
ind
=
K
m
U
f
гдје је коефицијент спреге два фаззна проводника једнак:
K
m
=
Z
m
Z
c
Коефицијент спреге обично има вриједност од 0,2 до 0,3.
Код удара грома у близину стубова већа је вјероватноћа да ће доћи до прескока
између фазног проводника и конструкције стуба него између два фазна проводника.
Једино у случају удара у средину распона постоји вјероватноћа настанка прескока
између два фазна проводника и настанка двополног кратког споја. Ово је знатно
вјероватније код среднјенапонских водова код којих су међуфазна растојања мања него
код високонапонских водова. Међусобна спрега фазних проводника смањује
напрезање изолације између фаза за 20 до 30 процената.
