Грозовые поражения ВЛЭП являются одной из главных причин возникновения фронта волны напряжения. Приход волны на понизительную подстанцию или питающий центр приводит к возникновению переходного процесса, результатом которого является возникновение опасных перенапряжений на изоляции действующего электрооборудовании (силовые и измерительные трансформаторы, ФКУ и пр.), приводящий к сокращению срока эксплуатации и возможному выходу из строя. При проектировании и конструировании ВЛЭП важно учитывать факторы, необходимых для создания комплекса защитных мероприятий – усовершенствование существующих и создание новых решений по молниезащиты воздушных линии. В работе рассматривается один из основных факторов – влияние электромагнитного поля молнии на собственное поле воздушной линии электропередачи (моделирование искаженного электромагнитного поля). Вопрос рассматривается в квазистатическом приближении.
Порядка 70–90% всех ударов молнии образуются из отрицательно заряженных областей грозового облака и переносят на землю отрицательный заряд [1]. Ток в канале молнии достигает огромных значений, самые мощные до 100 кА, потенциал облака достигает несколько десятков миллионов вольт. Форма фронта импульса тока имеет принципиальное значение в расчетах грозоупорности ВЛЭП выше 110 кВ при ударе молнии в опору – в этом случае обратное перекрытие изоляции наиболее вероятно на фронте волны. Обратное перекрытие изоляции при ударе молнии в опору происходит на фронте импульса при достижении значений тока молнии около 30 кА и выше.
Количество «прямых» ударов в линию зависит от двух условий:
1) плотности разрядов молнии на землю;
2) расстояния между тросами (или проводами на ВЛ без троса) линии.
На отрытой местности ВЛЭП поражается разрядами, развивающимися непосредственно над ней, и «стягивает» боковые разряды. Вероятность поражения ВЛ боковым разрядом вызвана зависимостью – чем больше амплитуда и высота ВЛ, тем с большего расстояния разряд молнии ориентируется на ВЛЭП. В расчетах числа боковых ударов молнии используется эквивалентная ширина полосы стягивания, которая пропорциональна средней высоте подвеса грозового троса [2].