- ВЫБОР ВОЗДУШНЫХ ПРОМЕЖУТКОВ ДЛЯ ЛИНИЙ УВН И СВН
Ниже приведены устоявшиеся допущения по ключевым элементам проблемы и их приложение к выбору воздушных промежутков.
В общем, установленный предел основан на анализе воздействия электростатического поля на автомобиль, поставленный под линией, которого может коснуться человек и получить электрический удар.
Можно сделать различные предположения о сопротивлении покрышек автомобиля и тела человека, касающегося автомобиля. Эти предположения в основном влияют на распределение тока по двум путям (через тело человека и через покрышки автомобиля), а не на значение тока. Традиционные предположения о сопротивлении заземления для этих двух путей приводят к тому, что основная часть тока течет через человека. Нетрудно показать, что сопротивление тела человека — 1500 Ом или меньше, а сопротивление шин превышает это значение в 10 раз. Даже при меньшем сопротивлении шин машины могут стоять на сухом асфальте, дощатом помосте или другой изолирующей среде. По этой причине обычно предполагают, что весь поражающий ток проходит через человека, прикасающегося к автомобилю. Возможно вычислить такие пределы воздушных промежутков для разнообразных частных случаев, при которых ток прикосновения будет ограничен 5 мА. Большое количество вычислений подтвердило, что электростатическое напряжение, появляющееся на объекте, изолированном от земли, может быть прямо вычислено из напряженности Е, существующей в отсутствие объекта.
Это означает, что критерии выбора воздушных промежутков можно выразить через напряженности на поверхности земли, если известны размеры автомобиля. Хотя потребуется перевести напряженность Е в минимальную высоту подвески для конкретной конструкции, именно Е дает наиболее общую информацию, на которой основываются ограничения на воздушные промежутки.
Для каждого данного автомобиля существует фиксированное отношение тока замыкания /3 и напряженности. Например, для автомобиля на рис. 8.5.10 I3/E= —0,08 мА-м/кВ. Это отношение зависит от размеров автомобиля, которые определяют его эквивалентную площадь, как показано на примере в § 8.5. Необходимо отметить, что ширина и высота, которые нужно использовать для вычисления эквивалентной площади, не являются максимальными размерами автомобиля. Например, на рис. 8.5.10 максимальная высота автомобиля 1,37 м, а для эквивалентного параллелепипеда 1,08 м. Это оказывает значительное влияние при вычислении эквивалентной площади в отношении I3/E. Необходимо отметить также, что для длинных автомобилей, перпендикулярных трехфазной линии, эквивалентная площадь меньше, чем может быть вычислена по методу, изложенному в этой главе, потому что напряженность Е не будет постоянна ни по абсолютному значению, ни по фазе. Для маленьких автомобилей этот эффект пренебрежимо мал.
Три различных эквивалентных параллелепипеда были выбраны как образцы для вычисления промежутков (табл. 8.11.1). Отношение I3/E также проверялось использованием метода Комса и Рене [8.18] и эмпирических уравнений [8.5]. Результаты показали хорошее со-
Таблица 8.11.1
* Полная высота над Землей, если принять высоту нижней грани параллелепипеда над землей равной 0,6 м.
впадение со значениями, приведенными в таблице. Используя эти данные, можно легко вычислить напряженность, необходимую для создания конкретного тока, например 5 мА.
Опыты, проделанные в Бонневилльской энергосистеме, подтвердили с достаточной степенью точности данные табл. 8.11.1 для автомобиля С. Для автомобиля размером 15,3 мХ4,1Х5,4 м значение I3jE составило 0,85 мА-м/кВ, что вызывает ток 5 мА при Е=5,9 кВ/м.
По данным табл. 8.11.1 можно вычислить определенные пределы воздушных промежутков, если известны расположение проводников и напряжение.
Высоту подвески в этих вычислениях необходимо брать равной высоте в середине пролета (минимальной высоте) плюс радиус расщепления. Плотность электрического заряда на проводнике в этой точке вычисляется исходя из допущения, что вся линия находилась на этой высоте, так как именно эта локальная плотность заряда влияет на напряженность, а не плотность заряда, связанная со средней высотой подвески.
В табл. 8.11.2 приведены минимальные воздушные промежутки, вычисленные по значениям напряженности, приведенным в табл. 8.11.2. Размеры умышленно выбраны традиционным образом, т. е. так, чтобы давать умеренно высокий предел для определенных при помощи величины I3/E промежутков.
Промежутки провод — земля вычислены для типичных линий электропередачи СВН и УВН, как показано в следующих примерах.
Был выбран грузовик размером 2,1X2,1X7,5 м, параллельный линиям и поднятый на высоту 105 см над землей. Использование объектов меньших размеров должно, очевидно, уменьшить требования к промежуткам. Для линий УВН принимали треугольное расположение проводов. Ниже указаны промежутки, удовлетворяющие условию 13=5 мА:
Напряжение линии, кВ.. 362 550 800 1200 1500
Размер промежутка, м.. 5,5 8,24 11,3 16,8 21,1
Таблица 8.11.2
* См. табл. 8.11.1.
Присутствие заземленных тросов под проводами фаз существенно уменьшает электростатические воздействия и соответственно допустимые размеры промежутков. Пример такого уменьшения дан на рис. 8.11.1. Использование двух заземленных тросов, помещенных за внешними фазами в точке максимальной напряженности на высоте 7 м над землей, оказывает то же воздействие, что и увеличение высоты подвески провода на 4,5 м.
Рис. 8.11.1. Влияние заземленных противовесов (подвешенных ниже фазных проводов) на напряженность под линией 1145 кВ.
1, 2, 3 — без противовесов (Я соответственно равно 16,8; 21,2; 25,9 м); 4 — с заземленными противовесами (Я= 16,8 м, D0=60 см, 2Х 
Х2,5 см).
