Giáo trình Thiết kế chống sét - Chương 11: Tính suất cắt của đường dây110kV do sét đánh

Chương 11: 
tính suất cắt của đ-ờng 
dây110kV do sét đánh 
Ta biết khi đ-ờng dây không có dây chống sét thì số lần sét đánh 
vào dây dẫn là toàn bộ số lần sét đánh vào đ-ờng dây , tuy nhiên 
các loại đ-ờng dây nh- trên không đ-ợc sử dụng bởi vì số lần cắt 
do sét đánh quá lớn . Chính vì vậy đ-ờng dây không có dây chống 
sét th-ờng chỉ áp dụng cho đ-ờng dây 35 kV ( trung tính không nối 
đất ) hoặc 110 kV cột gỗ .
Trong tr-ờng này vì là đ-ờng dây 110 kV cột sắt nên ta sử dụng 
đ-ờng dây có treo dây chống sét .Tùy theo vị trí sét đánh , quá điện 
áp xuất hiện trên cách điện của đ-ờng dây có trị số khác nhau . 
Ng-ời ta phân biệt số lần sét đánh trực tiếp váo dây chống sét gồm 
có :
III.2.1 - tính suất cắt của đ-ờng dây 110kv do 
sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn.
Đ-ờng dây có U ≥ 110kV đ-ợc bảo vệ bằng dây chống sét, tuy 
vậy vẫn có những tr-ờng hợp sét đánh vòng qua dây chống sét vào 
dây dẫn. Tuy xác suất này nhỏ nh-ng vẫn đ-ợc xác định bởi công 
thức sau:
4
90
h
Vlg cs  
(III-12)
Trong đó:
: góc bảo vệ của dây chống sét ( độ).
hcs : chiều cao cột đỡ dây chống sét ( m).
Khi dây dẫn bị sét đánh, dòng trên dây dẫn là IS/4, vì mạch của 
khe sét sẽ đ-ợc nối với tổng trở sóng của dây dẫn có trị số nh- hình 
(III – 6 )
Zdd /2 Zdd / 2
Is / 4 Is/4
Is / 2
Is
Z0
Hình (III – 5): Dòng điện sét khi sét đánh vào dây dẫn.
Có thể coi dây dẫn hai phía ghép song song và Zdd = (400500) 
 nên dòng điện sét giảm đi nhiều so với khi sét đánh vào nơi có 
nối đất tốt. Ta có dòng điện sét ở nơi đánh là:
 )13(
2
20
0 

 IIII
Z
Z
Z
II s
dd
s
 Z0: Tổng trở sóng của khe sét.
Điện áp lúc đó trên dây dẫn là:
4
Z.I
U ddsdd  (III-14)
Khi Udd  U50%s của chuỗi sứ thì có phóng điện trên cách điện 
gây sự cố 
ngắn mạch 1 pha N(1 ) từ ( III – 14) ta có thể viết:
 s %
dds U
Z.I
504

Hay độ lớn của dòng điện sét có thể gây nên phóng điện trên 
cách điện là:
dd
s
%
s Z
U
I 50
4

Ta có xác suất phóng điện trên cách điện là: 
)15(.1,26
.4
1,26
%50


IIIeeV dd
s
s
Z
UI
pd
Số lần sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn:
 N = N. V (III – 16)
Trong đó:
N: tổng số lần phóng điện sét của 100 km đ-ờng dây đã đ-ợc 
xác định tại mục III.1.2.6 là: 120 lần / 100km. năm.
V: Xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn đ-ợc 
xác định theo ( III – 12)
Xác suất hình thành hồ quang  phụ thuộc vào gradien của điện 
áp làm việc dọc theo đ-ờng phóng điện ( Elv):
)17()/(  IIImkV
l
U
E
pd
lv
lv
+ lpđ: Chiều dài đ-ờng phóng điện lấy bằng chiều dài chuỗi sứ ( 
m ).
+ Ulv: Điện áp pha của đ-ờng dây.
)/(5,34
84,1.3
110
mkVElv 
Dựa vào bảng (21 – 1) sách “giáo trình kỹ thuật điện cao áp” 
có:  = 0,48
Bảng III – 1: Xác định hình thành hồ quang:
)m/kV(
l
U
E
pd
lv
lv 
50 30 20 10
 (đơn vị t-ơng đối)
0,6 0,45 0,25 0,1
0,4
0,5
0,6
0,3
0,2
0,1
0

Elv
Hỡnh III_6 : ẹửụứng bieồu dieón sửù phuù thuoọc cuỷa xaực suaỏt hỡnh 
thaứnh hoà quang vaứo gradien cuỷa ủ.aựp laứm vieọc
10 20 30 40 50
Ta có suất cắt do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn:
 ndd = Nv. vpđ (III 
– 18)
 Từ ( III – 18) ta thấy v và vpđ đều phụ thuộc tỷ lệ chiều cao cột 
h hay độ cao dây dẫn và góc bảo vệ , độ cao dây dẫn tăng hoặc 
tăng đều làm cho ndd tăng, vậy ta chọn pha A là pha có góc bảo vệ 
 lớn nhất và hddA lớn hơn so với pha B và pha C để tính suất cắt 
cho đ-ờng dây.
Pha A có A = 20,64 0; hddA = 11,67m.
Zdd
A = 475,07  ; hcs= 18,84m.
Thay các số liệu trên vào công thức ( III – 12 ) ta có:
310.99,034
90
84,18.64,20
lg   VV
Xác suất phóng điện trên cách điện pha A theo công thức ( III 
– 15 )
808,007,475.1,26
660.4
.1,26
.4
1,26
%50


eeeV dd
s
s
Z
UI
pd
U50%c = 660kV đối với đ-ờng dây 110kV  tra bảng ( 9 – 5) 
Kỹ thuật điện cao áp .
Thay số vào (III – 18 ) ta có : 
ndd = 120. 0,99.10
-3. 0,808. 0,48 = 0,04646 lần / 100km. năm.