Испытания активного молниеотвода

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗАЩИТНОГО
ДЕЙСТВИЯ АКТИВНОГО МОЛНИЕОТВОДА
Куприенко В.М., Акомелков Г.А., Романцов В.Н., Орехов Н.М., Хлебников А.И.
Активный молниеотвод типа М-200
h,
м
2,4
Радиус защиты R0 , м
Уровень 1
Уровень 2
Уровень 3
R0 =14
Rх =11,8
(hо =1м)
R0 =20
Rх =16,7
R0 =26
Rх =21
Подтверждение эффективности активного молниеотвода
Схема для измерения времени опережения восходящего
лидерного процесса с АМ (стандартNF C17-102)
R
-Uпост.
- Uимп.
d
УПТ
H
ГИН
УПТ - установка постоянного тока
ГИН - генератор импульсных напряжений
H- молниеотвод (активный или пассивный)
Е = Uпост./H+d =(10 – 25 кВ/м).
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
активного и пассивного молниеотводов в постоянном электрическом поле на импульсах
положительной полярности
Диаметр электростатического экраном - 3,8м,
Высота над поверхностью земли-5м
Отрицательное постоянное напряжение -100кВ
Кабель длиной -55 м (R=12кОм/м).
Напряженность электрического поля - 20 кВ/м.
Высота подвеса высоковольтного электрода -11м.
Расстояние между АМ и ПМ - Lх=2,39 м
Импульсы положительной полярности -2,2-3,5МВ
Схема сравнительных испытаний
эффективности ПМ и АМ типа М 200
Генератор импульсов напряжения (ГИН) и типовые осциллограммы
Форма импульса напряжения: 250/2500мкс
ГИН 6000/960
Осциллограмма импульса
отрицательной полярности
(Uмакс=2880 кВ)
Время подъема импульса
до максимума (tФ=284мкс)
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
Разряд в
АМ
Разряд в
ПМ
Из n= 100 импульсов:
50 разрядов в АМ,
45 разрядов в ПМ
5 разрядов в землю
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
при имитации заряда АМ током коронного разряда от источника
постоянного тока
Схема сравнительных испытаний
АМ и ПМ
Заряд АМ от внешнего источника
Зарядное напряжение ГИН АМ:-11-15 кВ.
Выходное напряжение генератора:
- отрицательной полярности на высоте hг =6м.
объекта размерами 1х1х1м
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
импульсами отрицательной полярности при заряде АМ от источника короны
Разряд в ПМ
Разряд в АМ
Первая серии испытаний из 100 воздействий ( LX=1м)
Количество разрядов в ПМ составило -60
Количество разрядов в АМ составило -40
Кз=rx2 /ha= tgα2= 1,13; α2 =48°
Вторая серии испытаний из 100 воздействий ( LX=2м)
Количество разрядов в ПМ составило -70
Количество разрядов в АМ составило -30
Кз=rx2 /ha= tgα2= 2,55; α2 =68,5°
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА ЗАЩИТЫ АМ И ПМ
на импульсах положительной и отрицательной полярности
АМ и объект размерами 1х1х1 м
Схема для определения радиуса
защиты АМ
Схема для определение радиуса
защиты ПМ
Радиус защиты rх АМ и вероятность Pн поражения объекта
при испытании импульсами положительной полярности
N
п/п
hам,
rх,м
м
Объект стержень
Объект стержень
hо =0,8м, (Pо =0,22)
hо =1,29м, (Pо =0,25)
АМ
О
З
Pн
1
1,5
2
1,7
94
5
116
0.9
2,5
65
8
27
4
3,3
54
20
5
1,7
124
2,5
3,3
3
7
8
2.39
2,85
АМ
О
З
Pн
51
19
50
0.37
0.64
40
21
39
0,16
26
0,09
39
33
58
0,015
5
84
0,9
53
8
40
0,64
53
17
36
0,27
hам - высота активного молниеотвода
АМ-число разрядов в АМ
О- число разрядов в объект
З- число разрядов в землю
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
ТИПОВЫЕ ФОТОГРАФИИ РАЗРЯДОВ ГИН (положительная полярность)
Разряд в АМ типа М 200
Разряд в объект
Положительная полярность
(объект стержень)
Разряд в землю
Отрицательная
полярность
(объект размерами 1х1х1м)
АМ высотой hам=2,39м; n=225; Pн =0,9; rх= 1,7м .
Кз=rx1 /ha= tgα1= 1,13; α1 =47°
АМ высотой hам=2,39м; n=100; Pн =0,9; rх= 2,5м .
Кз=rx1 /ha= tgα1= 1,78; α1 =61°
По паспорту для III уровня rх= 21м
По паспорту для III уровня rх= 21м
ВЫВОДЫ
•
Исследования по сравнительной оценке эффективности защиты активных и
пассивных стержневых молниеотводов проведены на импульсах напряжения
положительной и отрицательной полярности в полевых условиях и длинных искровых
промежутках. При совместных испытаниях (более 1000 опытов) по разным схемам,
количество разрядов в активный и пассивный молниеотводы разделились примерно
поровну. В результате исследований не выявлено очевидного преимущества АМ перед ПМ.
•
Исследования показали, что на импульсах отрицательной полярности радиус rх
защиты АМ типа М-200 значительно больше, чем на импульсах положительной
полярности, но значительно меньше приведенных в его технических характеристиках
(у АМ высотой 2,39 м при защите объекта высотой 1м с Pн =0,9 rх =1,7-2,5 вместо
расчетных rх = 21м).
•
Учитывая, что АМ типа «Forend-EU», «Pulsar», “Prevectron” работают на том же
принципе, что и М-200, следует ожидать отсутствие их преимущества перед пассивными
молниеотводами.