ляции линий, их нагреву н обрыву при возникновении динамических усилий и расплавлении проводов и кабелей. Помиио этого при распрострввенин волн перенапряжения от места удара молинк на проводниках ВЛС будет неизбежно возникать короиныП разряд (табл. 2.9).

;ие формулы для определения последстянй прямых удчюв молнии в ВЛС

1 грозовых электро-

Та блица 2.9. Практичес

Максимальный потенциал провода линии в место удара ио отношению к земле. В

Удельное чисто ударов молнии в линию, приходящееся на 100 грозовых часов, отиесашое к 11Ю км ВЛС

Максниально потенциал провода линян на деревянных опорах емле, кВ

Т(ж ыолнин, при котором происходит расплавлеппе провода линии связи, А

Продольная сила, действующая на участок провода

S-n,

провода, мм: ii - время протекания токамо.1-нии, с; А -чнс.теяный коэффициент (см. табл. 210)

(л -длява участка провода, ы; Гпр - радиус провода, м.

Таблица 2.10 Значение i

> материал провода

Электромагнитное влнявие. Воздуншые линии связи нодаержены индукционному влиянию KaHSjra молнии с током при близких грозовых разрядах, когда расстоянии от места разряда до расположения ВЛС соизмеримы с длиион кана-

. л определению иилу-оьлако-земля на ВЛС

[ве для электрической ci разряда точке (х=0) т ти по каналу i

у-\л.-- .

1 интеграла Дюамеля можно пол\чнть значение индуцированного напряжении иа ВЛС при реальной форме тока в канале мо.чнии.

Если учесть, что для расстояний l>vCф. минимальное акачение которых оказывается -близким к величине <!ащитной зоны линии, амплитуда индуцированного в ВЛС напряжения практически ве -зависит от длительности фронта Хф волны тока молнии обратного разряда, то напряжение на линии

и [i] = ГУоехр (- а/) j--,. , dx.

(2.16)

Здесь t/o=60/M/iji ; fc=W, где /н -амплитуда тока молнии, А; а -параметр, опредедвющий спад импульса тока молнии [см. (1.6)], с; о=Рс -скорость обратного раарида, м/с; т - параметр интегрировании.

На рис 2.8 приведены состроенные по (2.16) графические завнсвмости ян-дуцироваиных наяряжеинй, возникающих на ВЛС при разряде ыолняи в землю вблизи линки связи.

еЗаЩитная зона - минимальное расстояние по обе стороны от трассы ВЛС, блщке которой разряд молнии осуществляется неносрелственш) в линию. Удар молнии в землю может произойти на расстоянии не менее 3 h-. от лняни

Полное число случаев возникновения нндуцнронешшх напряжений с тудой. равной или превышающей t . при длине I

10,45<1,*. / t/

и...

-ехр

(2.I7I

где rtt - число грозовых часов в году для данной месгносги; Uwm - амплитуда индуцированного в линии напряжения, кВ.

Внутриоблачные (облачные) грозовые разряды. Максимальное влияние вну-трноблачиых разрядов на ВЛС достигается в случае, когда канал молнии параллелен лнини свяаи н находится непосредственно над ней (рис. 2.9).

Рнс. 2.9. К определению i гото в.пияпни облачных грозовых разрядов ни ВЛС

В основном ВЛС подвержена электрическому влиинцю облачных грозовых разрядов на длине /м участка линии, параллельного каналу молнии. Этот участок ВЛС является для всей линии источником воля напряжения и тока, которые распространяются от него в обе стороньи

Напряжение, индуцируемое на участке взапмодействия канала молнии и ВЛС, для хорошо изолированной от земли линии

г.м(0.м 1п(2Л>,р)

гле гам - волновое сопротнв.тсние канала матннн, 0*i.

Влияние ГЭМИ. Возд\Шные лшши связи в дальней (во.тиовой) зоне из-лучегтия молнии подвержены в.1иипию вертикально поляризованной электромаг-пптпой волны.

На рис. 2.10 приведена расчетная модель взаимодействия плоской вертикально поляризованной электромагпптной волны излучепия молнии с электрически Д.1И1П10Й несимметричной ВЛС, рэсполюженной над поверхностью корошо проводящей зе.мли (o,<rci>e.) на высоте h.. Электромагнитная иолиа поля па-двет а поверхность земли в напрев.чении, определяемом углом возвышения к азимутальным углом ф. Для элемента длины линии синзи

)-=ZI{x)i[x), .lYU{x) + J(x), (2.19)

i z - ; y -

Рис 2.10. К определени! ге сопротивление линии проводимость

, влияния ГЭШ1 на ВЛС

:вязи вблизи земли на единицу ее дли-

ннин связи на единицу дпннь[; V и I -

KOHTVpa при 1 единицу

подвеса

соответственно комплексные значения напряжения i продольной ЭДС, дейсгнугощой на отрезках аЬ и с( тромагинтном воздействии; У- ток нроводнмосш линии в рассматриваемом контуре-

При малых углах возвышения основной вклад в пpoдoльнvro ЭДС будет сносить напряженность тангешиальнои составляющей электрического поля, вызывающая перехолиой процесс на поверхности земли (см. табл, 1.22}

EU) ,2E(;4.)j/со5ехр(-;*,л). о)

Ток проводимости

УН=з2£(/ш) y/i,cospxp{-yA,jt). {2.21}

где fii=/;costlcoscr; fe=cDTp,(,En -коэффициент распространения ачектромагнит-ной волны в свободном пространстве; Efjtu)-напряженность э.чскгрического тюля падающей волны.

Волна напряжения, распространякхцаяся го ВЛС, нагруженной по конца и сопротивления, равные оолновому сопротивлению линии, при воздействии ив е вертикально поляризованной волны ГЭМИ с временной зависимостью E{t) = £,чг7,ехр(-кО> которая в первом приближении соответствует форме МЭМП озы в дальней зоне излучения:

2 1-S

ii(t)KiUo0p{-o.t)-y [ exp(-.3)dT. (2.221

ЗдесьС/,; -); D.K)=---. где£ -

1-COSttCOS-

Ксимальное значение нанряженности электрического поля вертикально поля-

ризованиой во-тны ГЭМИ; i)-коэффициент направленности воздействия (рнс 2 11).

На рис, 2.Т2 приведена форма индуцировав ной в ВЛС волны напряжения

яри Езаимодейсгвнн с линией связи вертикально поляризованной волны ГЭМИ ( даольней зоны взлучения.

Гальваническое влияниа. Гальваническим в.чииниям грозовых разрядов в аенлю в основном подвержены ВЛС через свои сопротивления нагрузок, имею-

u(t)/Uo

90 <f, град

Рис. 2.11. Зависимости коэффициента паправленности воздействия вертикально поляризованной полны ГЭЛШ па ВЛС от геометрических параметров

Рис. 2.12. Форма индуцированной в ВЛС волны напряжения при воздействии вертикально поляризованной волны ГЭМИ дальней зоны излучения

щнх иеносредственный контакт с землей (рис. 2.13). В процессе растекания токов молнии в земле от места разряда часть этих токов ответвляется через сопротивления нагрузки в ВЛС, создавая в линиях волны напряжения, которые распространяются по этим линиям.

Волна напряжения в ВЛС при гальваническом влиянии

() = MliiJi-, (2.23)

27CГOзZoбщ

где 2в л -волновое сопротивление ВЛС, О.м; Zo6m - суммарное сопротивление зле, ее нагрузки и заземления, Ом.

Вторичные влияния. Наиболее вероятным источником вторичных влияний грозовых помех на ВЛС являются близко расположенные воздушные лшши, оказавшиеся в зоне непосредственного грозового воздействия. Распространяющиеся по этим линиям волны тока и напряжения становятся, в свою очередь, источниками индуцированных перенапряжений в ВЛС.

Аналитически процесс электрического влияния в этом случае описывается

Натл полти

Рис. 2.13. К определению гальванического влияния токов растекания молнии па ВЛС

Рис. 2.14. К определению собственных волновых и взаимных сопротив-лений системы многопроводных ВЛС

с помощью применяемых в электростатике уравнений Максвелла, связывающих потенциалы и заряды проводов влияющих и подверженных влиянию линий. Для системы из п проводов справедлива следующая система уравнений: III - hii Ь hvi -Ь -Ь niii

U2 - I1Z21 + /222

(2.24)

где Ик и /к - напряжения и токи в линиях; Zkk=60 1п(2/1к/Гк)-собственные волновые сопротивления проводов линий, расположеьшых над поверхностью земли (рис. 2.14), Ом; Zki=60ln(Z)ui/i:/ki)-взаимные сопротивления проводов воздушных линий. Ом.

Б табл. 2.U приведены наиболее типичные варианты вторичных влияний на ВЛС. близко расположенных воздушных линий при их поражении прямыми ударами молний.

Таблица 2.11. Вторичные грозовые влияния на воздушные линии связи

Тнп ВЛС, подвержешюй влиянию

Токи и напряжения, индуцированные в ВЛС

Несимметричная линия связи, нагру женная по концам на волновые сопротивления

-*вл 12

при Z =гвл; Z,i Z22=2e.,: Zi.Zi

Симметричная линия связи, изолированная от земли

7777

s\i ----

-3 л

Воздушная кабельная линия связи с saseMvicHHOH оболочкой

/77/7/7

V77/7/7/7 777 /7,

lOOAyZi,

12-в л