Выбор параметров эффективных средств молниезащиты электроэнергетических объектов с помощью моделирования электрофизических процессов

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.02 – Электрические станции, сети и системы. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков 2016. Диссертационная работа посвящена решению актуальной научно-технической задачи выбора параметров эффективных средств молниезащиты электроэнергетических объектов с помощью усовершенствованных моделей электрофизических процессов на финальной стадии продвижения лидерного канала молнии к земле с учетом возможности появления встречного лидера от заземленных объектов. В диссертации обоснована цель и актуальность проводимых исследований, проведен обзор известных из литературы экспериментальных данных о параметрах лидерного канала молнии при высоковольтном разряде. Проведен анализ существующих методов моделирования электромагнитных процессов при продвижении лидерного канала молнии к земле, а также методов расчета электрического поля в системах с тонкими длинными проводящими объектами типа разрядных каналов и проводящих стержней. Предложена статистическая модель для определения вероятности удара молнии в электротехнические объекты с учетом их высоты и габаритов, а также возможности развития от них встречной искры, основанная на использовании имеющихся данных о параметрах молний и электрофизических процессах при пробое длинных воздушных промежутков. Компьютерное моделирование процессов, сопровождающих продвижение лидерного канала молнии на последнем этапе перед "выбором" места удара заземленного объекта, позволило определить прогнозируемое число поражений молниеотводов и защищаемого нестандартного электротехнического объекта (цистерны с нефтепродуктами). При этом оценена степень влияния числа используемых молениеотводов на вероятность поражения защищаемого объекта, а также показано, что применение тросовых молниеотводов выбранной конфигурации позволяет практически исключить попадание молнии в рассмотренный объект в течение всего срока его эксплуатации.Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.14.02 – electrical power stations, networks and systems. - National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov 2016. The thesis is devoted to solution of modern scientific and technical problem of choosing of the parameters of effective means of lightning protection of electric power facilities using advanced models the electrical processes in the final stages of motion of leader channel of lightning to the ground with regard of the possibility of appearance of an ascending leader from grounded objects. A statistical model for determination of the probability of lightning strokes at objects on the ground, taking into account their height and size, as well as probabilities of development of ascending sparks from them, based on the usage of experimental data on the parameters of lightning and the electrical physical processes at breakdown of long air gaps has been proposed. The results of experimental studies of the correlation between the intensity of corona from earthed electrodes (simulate a lightning rod in a thunderstorm situation) and probability of being hit by a high-voltage impulse discharges (simulate lightning strike) have been presented.