УСТРОЙСТВО МОЛНИЕЗАЩИТЫ (ВАРИАНТЫ)

Область техники
Полезная модель относится к средствам молниезащиты различных объектов и сооружений и может быть применена, в частности, для защиты воздушных линий электропередачи (ВЛ) и электрооборудования подстанций от прямых ударов молний.
Уровень техники
Известно устройство молниезащиты, содержащее грозозащитный трос (грозотрос), закрепленный на металлических опорах с помощью изоляторов, и заземленный гибким токоотводом [RU 2128390, 1999 г.]. В известном устройстве в качестве заземлителя используется тело металлической опоры, а в качестве грозозащитного троса стальной канат. Конструкции стальных канатов, используемых в качестве грозозащитных тросов, регламентируется, например, ГОСТ 3063-80 и ГОСТ 3064-80, а грозотросов для ВЛ - техническими условиями СТО 71915393-ТУ 062-2008.
Известные устройства молниезащиты, использующие в качестве грозозащитных тросов стальные канаты, заземляемые на тело опоры, не обеспечивают достаточно надежной молниезащиты, из-за чего ежегодно фиксируются отключения воздушных линий электропередачи, вызванные ударами молнии в грозотрос, последующими короткими замыканиями и обрывами грозотросов. Низкая надежность известных молниезащит обусловлена свойствами материалов, применяемых в грозотросах, и системой их заземления. Стальные грозотросы имеют температуры плавления, не позволяющие многократно эффективно противостоять прямым ударам молний и токам короткого замыкания. Окисление поверхностей стальных грозотросов ограничивает срок их службы в коррозионно опасных районах. При заземлении грозотроса гибким проводником на тело опоры, сварные и болтовые соединения создают переходные сопротивления, которые, суммируясь с относительно высокоомным сопротивлением стального каната, препятствуют формированию эквипотенциального контура земля-грозотрос, необходимого для надежной молниезащиты.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели - повышение надежности молниезащиты.
Предметом полезной модели (первый вариант) является устройство молниезащиты, содержащее грозозащитный трос в виде несущего провода и концентрически расположенных на нем повивов, и, по меньшей мере, один заземляющий спуск в виде петли, имеющей подземный участок, при этом несущий провод и повивы выполнены из графитовых шнуров, армированных стеклонитью, несущий провод охвачен инконелевой оболочкой, повивы - общей инконелевой оплеткой, а заземляющий спуск выполнен из грозозащитного троса.
Предметом полезной модели (второй вариант) является устройство молниезащиты, содержащее грозозащитный трос в виде несущего провода и концентрически расположенных на нем повивов, и, по меньшей мере, один заземляющий спуск в виде петли, имеющей подземный участок, при этом, в качестве несущего провода использован оптоволоконный кабель в стальной оболочке, повивы выполнены из графитовых шнуров, армированных стеклонитью, и охвачены общей инконелевой оплеткой.
Второй вариант полезной модели имеет уточняющее развитие, состоящее в том, что заземляющий спуск выполнен из отрезка троса, имеющего несущий провод и концентрически расположенные на нем повивы из графитовых шнуров, армированных стеклонитью, при этом несущий провод охвачен инконелевой оболочкой, а повивы - общей инконелевой оплеткой.
Краткое описание фигур
На фиг.1 в качестве примера представлено устройство молниезащиты воздушной линии электропередачи (ВЛ), использующее грозозащитный трос (грозотрос), закрепленный на ее опорах. На фиг.2 представлено сечение грозозащитного троса, используемого в предлагаемом устройстве по первому варианту, на фиг.3 - сечение грозозащитного троса с встроенным оптоволоконным кабелем связи, используемого в предлагаемом устройстве по второму варианту.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 показаны грозотрос 1, закрепленный на опоре ВЛ, и заземляющий спуск 2 в виде петли, имеющей подземный участок 3. На фиг.2 и фиг.3 показаны несущий провод 4 и концентрически расположенные на нем повивы 5. Повивы 5 выполнены из графитовых шнуров 6, армированных стеклонитью, и охвачены общей инконелевой оплеткой 7. Несущий провод 4 в первом варианте полезной модели (см. фиг.2) выполнен из графитовых шнуров 6, охваченных инконелевой оболочкой 8, а во втором варианте несущим проводом 4 служит встроенный в грозотрос оптоволоконый кабель 9 в стальной оболочке.
Заземляющий спуск 2 в виде петли в первом варианте выполнен из закрепленного на опоре грозотроса (например, без его разрыва). Во втором варианте заземляющий спуск 2 может быть выполнен аналогично или, согласно развитию полезной модели, в виде отрезка грозотроса 1, используемого в первом варианте. В этом случае заземляющий отрезок закрепляется на грозотросе, имеющем встроенный оптоволоконный кабель, с помощью зажимов стандартной линейной арматуры. В обоих вариантах полезной модели заземляющий спуск 2 выполняется в виде петли, имеющей подземный участок 3.
Устройство молниезащиты работает следующим образом.
При ударе молнии в грозотрос 1 ее ток через грозотрос, заземляющие спуски 2 на ближайших опорах и их подземные участки 3 растекается в земле. При этом, благодаря высокой проводимости графито-инконелевого грозотроса 1 и петлевому характеру заземляющего спуска 2 возникает бегущая электромагнитная волна, обеспечивающая эквипотенциальность земной поверхности и грозотроса на всем протяжении его подвески.
В известных устройствах, использующих заземления стального грозотроса, ток молнии протекает через стальной торс и переходные сопротивления сварных или болтовых соединений грозоторос - опора и опора - заземлитель. Затухание на повышенном сопротивлении и неоднородностях токовой цепи препятствуют формированию бегущей электромагнитной волны, обеспечивающей формирование эквипотенциальной поверхности земля-грозотрос в предлагаемом устройстве.