0000003

3.3. ZAGROŻENIE PIORUNOWE I PRZEPIĘCIA ATMOSFERYCZNE

W pierwszym przypadku (rys. 3.24b) piorun uderza w przewód roboczy linii o impedancji falowej Z. Prąd pioruna I_p dzieli się na dwie równe części i odpływa w obie strony przewodu. Z obydwiema falami prądu o wartości IJ2 są związane napięcia o wartości

. Zl_p

(3.103)

Jak łatwo się przekonać, już przeciętna wartość szczytowa prądu pioruna / = 25 kA, w typowej linii napowietrznej o impedancji falowej Z = 500 Cl, powoduje bardzo wysokie napięcie, osiągające wartość U[ = 6,25 MV. Nic ma najmniejszej szansy, że izolacja linii napięcie to wytrzyma.

W drugim przypadku (rys. 3.24c) piorun uderza w przewód odgromowy o impedancji falowej Z,, w pewnej odległości od słupa. W analogiczny sposób, jak w pierwszym przypadku, na przewodzie odgromowym powstają fale napięciowe o wartości

(3.104)

Na równoległym przewodzie roboczym (o impedancji falowej Z₂) powstaje fala indukowana, określona zależnością

U'₂ = kU[    (3.105)

w której, zgodnie z rozkładem fal w liniach wici oprze wodowych, przy hp a (rys. 3.24c), współczynnik sprzężenia (wzór (3.79)) przyjmuje postać

a

r

(3.106)

gdzie r — promień przewodu odgromowego. Napięcie U_{i 2} na izolacji linii, wynika z różnicy napięć U[ i f/j, a zatem

U12 = (l — k)U[    (3.107)

Po dojściu fali U[ do najbliższego słupa, napięcie na izolacji będzie wymuszone przez napięcie na jego wierzchołku i należy uwzględnić nowy w nim podział prądu oraz sprzężenie z przewodem roboczym. Zagadnienie to jest przedmiotem rozważań przypadku przedstawionego na rys. 3.24e. Jeżeli analizowane napięcie okaże się większe niż napięcie wytrzymywane przez izolację, to wystąpi na niej przeskok, zwany przeskokiem odwrotnym, gdyż dotyczy sytuacji, w której bezwzględna wartość potencjału części uziemionych jest większa niż części izolowanych, a więc sytuacji odwrotnej niż w normalnym stanie pracy linii.

W trzecim przypadku (rys. 3.24d) piorun uderza w wierzchołek słupa linii bez przewodu odgromowego. Cały prąd piorunowy wpływu do słupa. Problem spro-

179 12*