Γηπισκαηηθή Δξγαζία ηνπ Φνηηεηή ηνπ ηκήκαηνο Ζιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ, ηεο Πνιπηερληθήο ρνιήο ηνπ Παλεπηζηεκίνπ Παηξώλ:

Transcript

1 1 ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΠΑΣΡΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΕΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΥΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΣΕΥΝΟΛΟΓΙΑ ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΚΩΝ ΤΠΟΛΟΓΙΣΩΝ ΣΟΜΕΑ ΤΣΗΜΑΣΩΝ ΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Γηπισκαηηθή Δξγαζία ηνπ Φνηηεηή ηνπ ηκήκαηνο Ζιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ, ηεο Πνιπηερληθήο ρνιήο ηνπ Παλεπηζηεκίνπ Παηξώλ: ΚΟΤΡΙΑ ΒΑΙΛΔΙΟΤ Αξηζκόο Μεηξώνπ: 5667 Θέκα: ΑΝΑΛΤΗ ΦΑΛΜΑΣΧΝ Δ ΓΙΚΣΤΟ ΓΙΑΝΟΜΗ (20KV) ΑΠΟ ΠΣΧΗ ΚΔΡΑΤΝΧΝ Δπηβιέπνπζα: ΔΛΔΤΘΔΡΙΑ ΠΤΡΓΙΧΣΗ Δπίθνπξε Καζεγήηξηα Πάηξα:

2 2 ΠΙΣΟΠΟΙΗΗ Πηζηνπνηείηαη όηη ε δηπισκαηηθή εξγαζία κε ζέκα: «ΑΝΑΛΤΗ ΦΑΛΜΑΣΧΝ Δ ΓΙΚΣΤΟ ΓΙΑΝΟΜΗ (20KV) ΑΠΟ ΠΣΧΗ ΚΔΡΑΤΝΧΝ» ηνπ θνηηεηή ηνπ Σκήκαηνο Ζιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ ΚΟΤΡΙΑ ΒΑΙΛΔΙΟΤ Α.Μ.: 5667 Παξνπζηάζηεθε δεκόζηα θαη εμεηάζζεθε ζην Σκήκα Ζιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ ζηηο / / Ζ επηβιέπνπζα: Ο Γηεπζπληήο ηνπ Σνκέα: Διεπζεξία Ππξγηώηε Δπίθνπξε Καζεγήηξηα Αληώληνο Αιεμαλδξίδεο Καζεγεηήο

3 3 Δπραξηζηίεο: ην ζεκείν ζέισ λα εθθξάζσ ηηο επραξηζηίεο κνπ ζηελ θ. Δ. Ππξγηώηε, πνπ κνπ αλέζεζε ην ζέκα ηεο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο θαη αλέιαβε ηελ επίβιεςή ηεο, ην πξνζσπηθό ηεο Γεκόζηαο Δπηρείξεζεο Ζιεθηξηζκνύ Ρίνπ γηα ηελ πνιύηηκε βνήζεηά ηνπ θαη ηελ παξαρώξεζε ησλ απαηηνύκελσλ γηα ηελ εξγαζία ζηνηρείσλ, θαζώο επίζεο θαη ηνλ ζ. Η.Πάιιε γηα ηελ βνήζεηα πνπ κνπ πξνζέθεξε. Ζ παξνύζα δηπισκαηηθή αθηεξώλεηαη ζηελ ΑΑΠε θαη ζηελ ζπκθνηηήηξηα θαη θίιε Δ. Κειαζίδε πνπ ρσξίο απηήλ ην δίπισκα δελ ζα ήηαλ θαζόινπ εύθνιε ππόζεζε!

4 4 Αξηζκόο Γηπισκαηηθήο Δξγαζίαο: Σίηινο: ΑΝΑΛΤΖ ΦΑΛΜΑΣΧΝ Δ ΓΗΚΣΤΟ ΓΗΑΝΟΜΖ (20KV) ΑΠΟ ΠΣΧΖ ΚΔΡΑΤΝΧΝ Φνηηεηήο: ΚΟΤΡΗΑ ΒΑΗΛΔΗΟ Δπηβιέπνπζα: ΔΛΔΤΘΔΡΗΑ ΠΤΡΓΗΧΣΖ ΠΔΡΙΛΗΦΗ ε απηή ηελ δηπισκαηηθή εξγαζία ζα γίλεη κειέηε ηεο ζπκπεξηθνξάο γξακκώλ δηαλνκήο ζε θαηαπνλήζεηο από θεξαπλνύο. Ζ πηώζε ελόο θεξαπλνύ είηε απεπζείαο πάλσ ζην δίθηπν είηε θνληά ζε απηό πξνθαιεί βίαηεο κεηαθηλήζεηο θνξηίσλ κέζα ζην δίθηπν ππό ηελ κνξθή ξεύκαηνο Η, πνιιώλ (ka). Σα θνξηία νδεύνπλ θαηά κήθνο ησλ γξακκώλ θαη θαηά ηηο δπν δηεπζύλζεηο κε ηε κνξθή νδεύνλησλ θπκάησλ ηάζεσο θαη αληίζηνηρνπ ξεύκαηνο, κέρξηο όηνπ εμαθαληζζνύλ ιόγσ απόζβεζεο ή δηαξξνήο ή δηάζπαζεο ηεο κνλσηηθήο ηθαλόηεηαο ησλ γξακκώλ. Ζ ηάζε πνπ επάγεηαη (V=I*Z) ζπλήζσο ππεξβαίλεη ηελ θξνπζηηθή ηάζε αληνρήο ησλ κνλώζεσλ ηνπ δηθηύνπ θαη, αλ δελ ππάξρεη θαηάιιειε πξνζηαζία ηεο γξακκήο πξνθαιεί δηάζπαζε ηεο κόλσζεο. Έηζη ε ζηάζκε αληνρήο ηεο κόλσζεο π.ρ. ησλ κεηαζρεκαηηζηώλ, ησλ δηαθνπηώλ θηι. ηνπ δηθηύνπ, πξέπεη λα είλαη ζεκαληηθά αλώηεξε από ηελ ζηάζκε ηεο ηάζεσο, πνπ κπνξεί λα εγγπεζεί ε πξνζηαζία, πνπ παξέρνπλ ηα κέζα πξνζηαζίαο. Ζ ειεθηξηθή κόλσζε ζηα πεξηζζόηεξα ζπζηήκαηα δηαλνκήο δελ είλαη νκνγελήο. Ζ ζηάζκε κόλσζεο (BIL) ζε έλα δνζκέλν ηκήκα γξακκήο κεηαβάιιεηαη επξέσο. Δπηπιένλ νη γξακκέο δηαλνκήο είλαη ζύλζεηα ειεθηξηθά θπθιώκαηα ηα νπνία δελ είλαη εύθνιν λα πξνζαξκνζηνύλ ζε θάπνην ζπγθεθξηκέλν καζεκαηηθό κνληέιν θαη λα αλαιπζνύλ γηα λα πξνζδηνξίζνπκε ηε ζηάζκε κόλσζεο. Όκσο νη κέζνδνη πνπ πξνηείλνληαη ζε απηή ηε δηπισκαηηθή εξγαζία είλαη καζεκαηηθά απιέο θαη απνδεηθλύνπλ κόλν θαηάιιειεο πξνζεγγίζεηο γηα ηνλ ζρεδηαζκό ησλ πην ζπλήζσλ γξακκώλ δηαλνκήο.

5 5 Ο ζρεδηαζκόο ηεο πξνζηαζίαο από θεξαπλνύο ζε γξακκέο δηαλνκήο γίλεηαη ιακβάλνληαο ππόςε ηα εμήο απνηειέζκαηα. 1. Σνλ αξηζκό ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ ζα ζπκβνύλ ζε κηα γξακκή δηαλνκήο όηαλ απηή πιήηηεηαη άκεζα από θεξαπλνύο. 2. Σνλ αξηζκό ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ ζα ζπκβνύλ εμαηηίαο ησλ πιεγκάησλ θεξαπλώλ ζε γεηηνληθό έδαθνο. ην πξώην κέξνο ηεο εξγαζίαο αλαθέξεηαη ε ΗΔΔΔ νδεγία γηα ηε ζπκπεξηθνξά έλαληη θεξαπλώλ ησλ ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. θνπόο ηεο είλαη λα παξνπζηάζεη ελαιιαθηηθέο ιύζεηο γηα ηε κείσζε ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη από θεξαπλό ζηηο ελαέξηεο γξακκέο. πγθεθξηκέλα ζα πξνζδηνξηζηεί ε ζπκπεξηθνξά ησλ ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο ζε πεξίπησζε πηώζεο θεξαπλνύ (πιήγκαηα θεξαπλώλ θαη βξαρπθπθιώκαηα από επαγόκελε ηάζε), ην επίπεδν κόλσζεο ησλ γξακκώλ δηαλνκήο, ε πξνζηαζία ησλ γξακκώλ δηαλνκήο κε πξνζηαηεπηηθό αγσγό θαζώο επίζεο θαη ε πξνζηαζία ησλ γξακκώλ κε αιεμηθέξαπλα. ην δεύηεξν κέξνο ηεο εξγαζίαο, ζα αλαπηπρζεί ε θαηαγξαθή ζθαικάησλ θαη βιαβώλ ιόγσ πηώζεσο θεξαπλώλ ζην δίθηπν ηεο Μ.Σ. ζε κεηαζρεκαηηζηέο θαζώο θαη ζηηο γξακκέο δηαλνκήο Μ.Σ. θαηά ην έηνο 2008 ζηελ πεξηνρή ηεο Πάηξαο θαη γίλεηαη ε ζπζρέηηζή ηνπο κε ηα ζεσξεηηθά απνηειέζκαηα.

6 6 ABSTRACT In the present "Diploma thesis", the behavior of the electric distribution lines under lightning strikes will be studied. A lightning strike,directly on an electric distribution line or indirectly nearby the line, will cause a violent charge movement.which is actually current (many ka) propagating on the distribution line.the charges are traveling along the distribution line on both directions as traveling waves of voltage and current, until they disappear because of dumping,leakage or breakdown of the insulation ability of the line. The induced voltage (V=I*Z) exceeds the maximum impulse voltage that an insulation can afford, and if a protection is not present an insulation breakdown could be caused. Thus, B.I.L of transformers, switchers e.t.c of a distribution system has to be greater than the voltage level, which the protection can warrantee,and the protection utilities can provide. In most electrical distribution systems the electrical insulation is not homogeneous. B.I.L differentiates for a specific electrical transmission line. Furthermore,distribution lines are complex electrical circuits for which is difficult to be described and analyzed by a mathematical model in order to determine the insulation level. But in this diploma thesis, the mathematical models which are used are simple and proofing only the proper approximations for the design of the most common transmission lines. The design of lightning protection for transmission lines take care the following results. 1.The number of short-circuits that will occur in a transmission line if stroked direct by lightning. 2.The number of short-circuits that will occur in a transmission line if stroked indirect (in the nearby ground) by lightning. In the first part of this thesis is dedicated to the IEEE standard for the behavior of the overheaded electrical transmission lines. The purpose is to present alternative solutions in order to reduce short-circuits caused by lightning strokes. Specifically,the behavior of the overheaded electrical distribution lines when a lighting stroke (lightning stroke and induced voltage),the insulation level of the lines, the protection of the distribution lines with an over-running earth wire and the protection of the lines with surge diverters will be specified. In the second part of this thesis,the faults and breakdowns caused by lightning strikes on the middle voltage (M.V) transformers and distribution lines,in 2008,at the Patras area will be presented and associated with theoretical results.

7 7 ΜΔΡΟ Α 1. Πεξίιεςε... ζει Αλαθνξέο... ζει Οξηζκνί... ζει Παξάκεηξνη θεξαπλώλ... ζει Πηώζε θεξαπλώλ... ζει Ζιεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θεξαπλνύ... ζει πκπεξηθνξά ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο ζε πεξίπησζε θεξαπλνύ... ζει Πιήγκαηα θεξαπλώλ ζε ελαέξηεο γξακκέο... ζει Βξαρπθπθιώκαηα από επαγόκελε ηάζε... ζει Δπίπεδν κόλσζεο γξακκώλ δηαλνκήο... ζει CFO ηάζε ηεο ζπλδπαζκέλεο κόλσζεο... ζει Πξνζδηνξίδνληαο ηελ CFO ηάζε γηα θαηαζθεπέο κε κνλώζεηο ζεηξάο... ζει Πξαθηηθά δεηήκαηα... ζει Ηθαλόηεηα μύινπ γηα δηαθνπή... ζει Καηαζηξνθή ηνπ μύινπ ιόγσ θεξαπλνύ... ζει Πξνζηαζία ησλ γξακκώλ δηαλνκήο κε πξνζηαηεπηηθό αγσγό... ζει Γσλία πξνζηαζίαο... ζει Απαηηήζεηο κόλσζεο... ζει Απνηειεζκαηηθόηεηα επηπέδνπ ζηήξημεο θαη κόλσζεο.. ζει Αγσγνί πξνζηαζίαο θαη αιεμηθέξαπλα... ζει Πξνζηαζία γξακκώλ κε αιεμηθέξαπλα... ζει Σα θαιώδηα ζύλδεζεο ησλ αιεμηθέξαπλσλ (νη αγσγνί)... ζει Βξαρπθπθιώκαηα από έκκεζα πιήγκαηα... ζει Βξαρπθπθιώκαηα από άκεζα πιήγκαηα... ζει. 43

8 8 Παξάξηεκα Α... ζει. 46 Α. 1 Παξάδεηγκα 1- ρέδην μύιηλνπ βξαρίνλα 15kV... ζει. 46 Α.2 Παξάδεηγκα 2- Γξακκή δηαλνκήο 35kV κε αγσγό πξνζηαζίαο... ζει. 49 Παξάξηεκα Β... ζει. 54 Β.1 Πξνζηαζία... ζει. 54 Β.2 Τπεξπεδήζεηο πνπ νθείινληαη ζε επαγόκελε ηάζε... ζει. 55 Β.3 ρεδηαζκόο αγσγνύ πξνζηαζίαο... ζει. 60 B.4 Απόζηαζε κεηαμύ αιεμηθέξαπλσλ... ζει. 63 ΜΔΡΟ Β Τπνινγηζκόο ηεο ηάμεο ζθαικάησλ γηα γξακκέο... ζει. 69 δηαλνκήο Αξηζκεηηθό Παξάδεηγκα... ζει. 73 Βηβιηνγξαθία... ζει. 78

9 9 ΜΔΡΟ Α IEEE Οδεγία γηα ηελ ζπκπεξηθνξά έλαληη θεξαπλώλ ησλ ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο 1. Πεξίιεςε Απηή ε νδεγία πεξηέρεη πιεξνθνξίεο γηα ηε ζπκπεξηθνξά ησλ ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο έλαληη θεξαπλώλ, θαη είλαη γξακκέλε γηα ηνλ κειεηεηή ησλ γξακκώλ δηαλνκήο. Αλαγλσξίδεη όηη δελ πθίζηαηαη ην ηδαληθό ζρέδην γξακκώλ, θαη όηη γίλεηαη κηα ζεηξά ζπκβάζεσλ-ζπκβηβαζκώλ ζε θάζε ζρεδηαζκό γξακκώλ δηαλνκήο. Δλώ θάπνηεο παξάκεηξνη όπσο ε ηάζε, ε όδεπζε θαη ε συπηηικόηηηα κπνξνύλ λα νξηζηνύλ εθ ησλ πξνηέξσλ, άιιεο απνθάζεηο ιακβάλνληαη θαηά ην δνθνύλ ηνπ κειεηεηή. Ο κειεηεηήο κπνξεί λα ειέγμεη ηελ δνκή ηνπ πιηθνύ θαη ηελ γεσκεηξία, ηελ πξνζηαζία (εάλ ππάξρεη), ην βαζκό ηεο κόλσζεο, ηελ γείσζε θαη ηελ ηνπνζέηεζε αιεμηθέξαπλσλ. Απηή ε νδεγία ζα βνεζήζεη ην κειεηεηή λα βειηηώζεη ηνλ ζρεδηαζκό γξακκώλ δηαλνκήο από άπνςε νηθνλνκηθνύ θέξδνπο. 1.1 Πεδίν Ζ παξνύζα νδεγία ζα πξνζδηνξίζεη ηνπο παξάγνληεο πνπ ζπκβάιινπλ ζηηο βιάβεο από θεξαπλό ζηηο ελαέξηεο γξακκέο δηαλνκήο, θαη ζα πξνηείλεη βειηηώζεηο γηα ππάξρνπζεο θαη λέεο θαηαζθεπέο. Πεξηνξίδεηαη ζηελ πξνζηαζία ηεο κόλσζεο ησλ γξακκώλ δηαλνκήο γηα ζπζηήκαηα κε ηάζε 69kV θαη θάησ. Εεηήκαηα πξνζηαζίαο ηνπ εμνπιηζκνύ θαιύπηνληαη ζην IEEE Std C θνπόο θνπόο ηεο νδεγίαο είλαη λα παξνπζηάζεη ελαιιαθηηθέο ιύζεηο γηα ηελ κείσζε ησλ ππεξπεδήζεσλ πνπ πξνθαινύληαη από θεξαπλό ζηηο ελαέξηεο γξακκέο.

10 10 2. Αλαθνξέο Ζ παξνύζα νδεγία θαιό ζα ήηαλ λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε ζπλδπαζκό κε ηα αθόινπζα δεδνκέλα. Όηαλ ηα αθόινπζα δεδνκέλα παξακεξίδνληαη από κία εγθεθξηκέλε αλαζεώξεζε, ζα ηζρύεη ε αλαζεώξεζε. Απηέο νη αλαθνξέο ζα ελεκεξώλνληαη απηόκαηα θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο δηαδηθαζίαο έθδνζεο. ΗΔΔΔ Std C , IEEE Οδεγία γηα ηελ Δθαξκνγή Αιεμηθέξαπλσλ από Μεηαιιηθά Ομείδηα γηα ηα πζηήκαηα Δλαιιαζζόκελνπ Ρεύκαηνο (ANSI). 3. Οξηζκνί 3.1 αλάζηξνθν βξαρπθύθισκα: Έλα βξαρπθύθισκα ζηε κόλσζε ιόγσ πιήγκαηνο από θεξαπλό ζε κέξνο ελόο δηθηύνπ ή κηαο ειεθηξηθήο εγθαηάζηαζεο πνπ ζπλήζσο βξίζθεηαη ζην δπλακηθό ηνπ εδάθνπο. 3.2 βαζηθό επίπεδν κόλσζεο έλαληη θεξαπλώλ (BIL): εκείν αλαθνξάο γηα ηελ αληνρή ηεο κόλσζεο έλαληη θεξαπλώλ, ην νπνίν εθθξάδεηαη αλαθνξηθά κε ηελ κεγαιύηεξε ηηκή ηάζεο πνπ αληέρεη έλα δεδνκέλν θύκα (ηάζεο) πιήξνπο ώζεζεο. 3.3 θξίζηκε θξνπζηηθή ηάζε θεξαπλώλ (CFO) (κνλσηέο): Ζ κεγαιύηεξε ηηκή ηεο ππέξηαζεο πνπ, ππό ζπγθεθξηκέλεο ζπλζήθεο, πξνθαιεί ππεξπήδεζε ζην 50% ησλ πεξηπηώζεσλ. 3.4 άκεζν πιήγκα: Έλα ρηύπεκα θεξαπλνύ απεπζείαο ζε νπνηνδήπνηε κέξνο ελόο δηθηύνπ ή κηαο ειεθηξηθήο εγθαηάζηαζεο. 3.5 γξακκή δηαλνκήο: Γξακκέο ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο πνπ δηαλέκνπλ ην ξεύκα από έλαλ ππνζηαζκό θύξηαο πεγήο ζηνπο θαηαλαισηέο, ζπλήζσο κε ηάζε 34.5 kv ή ιηγόηεξν. εκεηώζηε όηη απηή ε νδεγία αθνξά κόλν γηα ηάζεηο από 69 kv θαη ιηγόηεξν. 3.6 βξαρπθύθισκα (γεληθά): Μηα αλεπηζύκεηε εθθέλσζε κέζσ ηνπ αέξα γύξσ ή πάλσ ζηελ επηθάλεηα κηαο ζηεξεήο ή πγξήο κόλσζεο, αλάκεζα ζε

11 11 κέξε δηαθνξεηηθνύ δπλακηθνύ ή πνιηθόηεηαο, πνπ παξάγεηαη από ηελ εθαξκνγή ηεο ηάζεο. 3.7 ειεθηξόδην εδάθνπο: Έλαο αγσγόο ή κηα νκάδα αγσγώλ ζε ζηελή επαθή κε ηνλ έδαθνο κε ζθνπό λα παξέρεη ζύλδεζε κε ην έδαθνο. 3.8 ππθλόηεηα θεξαπλώλ (GFD) (Ng): Ο κέζνο αξηζκόο ησλ πιεγκάησλ από θεξαπλό αλά κνλάδα ηόπνπ αλά κνλάδα ρξόλνπ ζε κηα ζπγθεθξηκέλε ζέζε (θεξαπλνί/ km²/ έηνο). 3.9 κνλσηήο επηηόλσλ: Έλα κνλσηηθό ζηνηρείν, ζπλήζσο επηκεθπκέλεο κνξθήο κε εγθάξζηεο ηξύπεο ή ζρηζκέο, κε ζθνπό ηελ κόλσζε δύν κεξώλ ελόο επίηνλνπ ή ηελ παξνρή κόλσζεο αλάκεζα ζηελ θαηαζθεπή θαη ην ζηήξηγκα, θαζώο θαη ηελ πξνζηαζία ζε πεξίπησζε ζπαζκέλσλ θαισδίσλ. Οη πνξζειάληλνη κνλσηέο θαισδίσλ γεληθά ζρεδηάδνληαη γηα λα πηέδεηαη ε πνξζειάλε ζε πεξίπησζε ζπκπίεζεο, αιιά γεληθά ζηελ πίεζε ρξεζηκνπνηνύληαη μύιηλνη κνλσηέο εμνπιηζκέλνη κε ην θαηάιιειν πιηθό επίηνλν: Έλα απνκνλσκέλν θαιώδην γηα ζηήξημε εκη-ειαζηηθήο έληαζεο αλάκεζα ζηνλ πόιν ή ηελ θαηαζθεπή θαη ηελ ξάβδν ζηήξημεο, ή αλάκεζα ζηηο θαηαζθεπέο έκκεζν πιήγκα: Έλα ρηύπεκα θεξαπλνύ πνπ δελ ρηππά απεπζείαο ζε θάπνην κέξνο ελόο δηθηύνπ, αιιά πξνθαιεί ππέξηαζε ζε απηό επαγόκελε ηάζε (πιήγκαηα θεξαπλνύ): Ζ ηάζε πνπ πξνθαιείηαη ζε έλα δίθηπν ή κηα ειεθηξηθή εγθαηάζηαζε από έλα έκκεζν πιήγκα Πξώην πιήγκα θεξαπλνύ: Ζ πξώηε εθθόξηηζε θεξαπλνύ ζην έδαθνο Αθόινπζν πιήγκα θεξαπλνύ: Μία εθθόξηηζε θεξαπλνύ πνπ κπνξεί λα αθνινπζήζεη κία πνξεία πνπ έρεη ήδε πξνδηαγξάςεη ην πξώην πιήγκα.

12 θεξαπλόο: Ζ πιήξεο εθθόξηηζε θεξαπλνύ, πνπ ζπλήζσο δεκηνπξγείηαη από αγσγνύο ελόο ζύλλεθνπ πνπ αθνινπζνύληαη από έλα ή πεξηζζόηεξν πιήγκαηα επηζηξνθήο θάικα ιόγσ θεξαπλνύ: Μηα δηαθνπή ξεύκαηνο πνπ αθνινπζείηαη από έλαλ θεξαπλό πνπ πξνθαιεί βιάβε ζην ξεύκα ηνπ ζπζηήκαηνο, απαηηώληαο έηζη ηελ ιεηηνπξγία κηαο ζπζθεπήο κεηαηξνπήο γηα ηελ επηδηόξζσζε ηεο βιάβεο πκπεξηθνξά γξακκώλ ζε θεξαπλνύο: Ζ απόδνζε κηαο γξακκήο πνπ εθθξάδεηαη σο ν εηήζηνο αξηζκόο ησλ βξαρπθπθισκάησλ από θεξαπλνύο ζε κία βάζε θπθιώκαηνο κηιίνπ ή πύξγνπ γξακκώλ κηιίνπ. Γεο επίζεο: πξνζηαζία από άκεζν πιήγκα αιεμηθέξαπλν (ή απαγσγέαο ππεξηάζεσλ) από κεηαιιηθά νμείδηα (MOSA): Έλα αιεμηθέξαπλν πνπ ρξεζηκνπνηεί βαιβίδεο θαηαζθεπαζκέλεο από πιηθά κεηαιιηθώλ νμεηδίσλ κε γξακκηθήο αληίζηαζεο αγσγόο πξνζηαζίαο (OHGW): Αγσγόο γεο ή αγσγνί ηνπνζεηεκέλνη πάλσ από ηνπο αγσγνύο θάζεο κε ζθνπό ηελ δηαθνπή άκεζσλ πιεγκάησλ γηα ηελ πξνζηαζία ησλ αγσγώλ θάζεο από άκεζα πιήγκαηα. Μπνξεί λα είλαη γεηώλνληαη άκεζα ή έκκεζα κέζσ κηθξώλ δηαθέλσλ. Γεο επίζεο: πξνζηαζία από άκεζν πιήγκα γσλία πξνζηαζίαο: Ζ γσλία αλάκεζα ζηελ θαηαθόξπθε γξακκή κέζσ ηνπ ελαέξηνπ αγσγνύ εδάθνπο θαη κηαο γξακκήο πνπ ζπλδέεη ηνλ ελαέξην αγσγό εδάθνπο κε ηνλ πξνζηαηεπηηθό αγσγό. Γεο επίζεο: πξνζηαζία από άκεζν πιήγκα αγσγόο πξνζηαζίαο: Αγσγνί ηνπνζεηεκέλνη θνληά ζηνπο αγσγνύο θάζεο γηα ηνπο εμήο ζθνπνύο: α) Πξνζηαζία ησλ αγσγώλ θάζεο από άκεζα πιήγκαηα θεξαπλώλ. β) Μείσζε ησλ ηάζεσλ πνπ πξνθαινύληαη από εμσηεξηθά ειεθηξνκαγλεηηθά πεδία.

13 13 γ) Μείσζε ηεο θπκαηηθήο αληίζηαζεο ελόο ζπζηήκαηνο OHGW. δ) Αύμεζε ηεο ακνηβαίαο αληίζηαζεο θύκαηνο ελόο ζπζηήκαηνο OHGW ζηνπο πξνζηαηεπκέλνπο αγσγνύο θάζεο. Μπνξνύλ λα είλαη ειεθηξηθά ζπλδεδεκέλνη απεπζείαο ζηελ θαηαζθεπή ή έκκεζα κέζσ κηθξώλ αλνηγκάησλ πξνζηαηεπηηθό δηάθελν: Οπνηνδήπνηε δηάζηεκα αέξα αλάκεζα ζε δύν αγσγνύο πνπ είλαη ειεθηξηθά κνλσκέλνη κεηαμύ ηνπο ή ειεθηξηθά ζπλδεδεκέλνη από απόζηαζε Αιεμηθέξαπλν: Μία πξνζηαηεπηηθή ζπζθεπή γηα ηνλ πεξηνξηζκό ησλ ππεξηάζεσλ ζηνλ εμνπιηζκό, ε νπνία παξεθθιίλεη ην ξεύκα θύκαηνο θαη επαλαθέξεη ηελ ζπζθεπή ζηελ αξρηθή ηεο θαηάζηαζε. Μπνξεί λα επαλαιάβεη απηέο ηηο ιεηηνπξγίεο όπσο έρνπλ πξνζδηνξηζηεί.

14 14 4. Παξάκεηξνη θεξαπλώλ 4.1Πηώζε θεξαπλώλ Ο θεξαπλόο ζπκβαίλεη θαηά ηε δηάξθεηα θαηαηγίδσλ, ρηνλνζύειισλ θαη άιισλ θπζηθώλ θαηλνκέλσλ. Παξόια απηά, ζηηο πεξηζζόηεξεο πεξηνρέο, νη θαηαηγίδεο είλαη ε θύξηα αηηία θεξαπλώλ. Οη θαηαηγίδεο πξνθαινύλ θεξαπλνύο κέζα ζην ζύλλεθν, κεηαμύ ζύλλεθσλ θαη αλάκεζα ζε ζύλλεθν θαη έδαθνο. Οη θεξαπλνί κέζα ζηα ζύλλεθα είλαη νη πην ζπλεζηζκέλνη, αιιά ν θεξαπλόο αλάκεζα ζε ζύλλεθν θαη έδαθνο επεξεάδεη ηηο ελαέξηεο γξακκέο δηαλνκήο. Καηά ηε δηάξθεηα κηαο θαηαηγίδαο πξνθαινύληαη δηαθνπέο ξεύκαηνο από ηνλ άλεκν θαη ηνπο θεξαπλνύο. Γηαθνπέο πνπ πξνθαινύληαη από άλεκν, ηα δέλδξα θαη θαηεζηξακκέλν εμνπιηζκό, θάπνηεο θνξέο ζεσξνύληαη απνηέιεζκα θεξαπλώλ. Απηό θάλεη ηνλ αξηζκό ησλ δηαθνπώλ από θεξαπλνύο λα θαίλεηαη πιαζηά πςειόο. ηηο πεξηζζόηεξεο πεξηνρέο ηνπ θόζκνπ, κία έλδεημε δξαζηεξηόηεηαο θεξαπλώλ κπνξεί λα απνθηεζεί από θεξαπληθά δεδνκέλα (εκέξεο θαηαηγίδσλ κε θεξαπλνύο αλά έηνο). Έλα παγθόζκηνο ηζνθεξαπληθόο ράξηεο ππάξρεη ζην ρήκα 1. Σν θεξαπληθό επίπεδν είλαη κία έλδεημε από ηνπηθή δξαζηεξηόηεηα θεξαπλώλ πνπ βαζίδεηαη ζηηο κέζεο πνζόηεηεο, νη νπνίεο πξνθύπηνπλ από ηζηνξηθά δηαζέζηκεο εδαθηθέο παξαηεξήζεηο. Τπάξρνπλ θαη πην ιεπηνκεξή θεξαπληθά δεδνκέλα ή ράξηεο ζπγθεθξηκέλσλ πεξηνρώλ ηνπ θόζκνπ. Μηα πην ιεπηνκεξήο απεηθόληζε ηεο δξαζηεξηόηεηαο ησλ θεξαπλώλ κπνξεί λα απνθηεζεί από ράξηεο γηα ηελ ππθλόηεηα πιεγκάησλ θεξαπλώλ ζην έδαθνο (GFD) πνπ δεκηνπξγνύληαη από πιεξνθνξίεο πνπ ιακβάλνληαη κέζσ δηθηύσλ εληνπηζκνύ ησλ θεξαπλώλ. Έλα δείγκα GFD ράξηε ησλ ΖΠΑ ππάξρεη ζην ρήκα 2. πζηήκαηα ζέζεσλ θεξαπλώλ θαη δηθηύσλ κέηξεζεο ησλ θεξαπλώλ έρνπλ ηνπνζεηεζεί ζηελ Β. Ακεξηθή θαη ζε άιια ζεκεία ηνπ θόζκνπ. Έρνληαο αξθεηή εκπεηξία, απηά ηα δίθηπα κπνξνύλ λα παξάζρνπλ ιεπηνκεξείο GFD ράξηεο. Οη GFD ράξηεο κπνξνύλ λα παξέρνπλ κεγαιύηεξε ιεπηνκέξεηα θαη αθξίβεηα από απηήλ ησλ ζηνηρείσλ βξνληώλ. Σα ζπζηήκαηα ζέζεο δίλνπλ επίζεο

15 15 πνζόηεηεο από κεηξήζεηο, πνπ είλαη πην ρξήζηκεο θαη ιεπηνκεξείο από ηα θεξαπληθά δεδνκέλα. Δθηόο από ην λα δίλνπλ ηελ ζπρλόηεηα ησλ θεξαπλώλ, ηα δίθηπα κπνξνύλ επίζεο λα παξέρνπλ ηελ εκεξνκελία, ηελ ώξα, ηελ ζέζε, ηνλ αξηζκό ησλ πιεγκάησλ, ηελ εθηίκεζε ηνπ ξεύκαηνο ηνπ κεγαιύηεξνπ πιήγκαηνο θαη ηελ πνιηθόηεηα. ε θάπνηεο πεξηνρέο ηνπ θόζκνπ, απηά ηα ζπζηήκαηα έρνπλ ή πιεζηάδνπλ ζην λα έρνπλ αξθεηά δεδνκέλα (ηνπιάρηζηνλ 7 ρξόλσλ) γηα ζρεδηαζηηθνύο ζθνπνύο. Οη ράξηεο GFD πξνο ην παξόλ ρξεζηκνπνηνύληαη γηα ζρεδηαζκό γξακκώλ δηαλνκήο, γηα ηνλ ππνινγηζκό βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη από θεξαπλνύο, θαη γηα πνιινύο άιινπο ηύπνπο αλαιύζεσλ ησλ θεξαπλώλ. Ζ αμηνπηζηία κηαο γξακκήο δηαλνκήο εμαξηάηαη από ηελ έθζεζή ηεο ζηνλ θεξαπλό. Γηα λα πξνζδηνξηζηεί ε έθζεζε, ν κειεηεηήο γξακκώλ δηαλνκήο πξέπεη λα γλσξίδεη ηνλ εηήζην αξηζκό θεξαπλώλ αλά κνλάδα πεξηνρήο αλά κνλάδα ρξόλνπ. Απηό ην GFD κπνξεί λα ππνινγηζηεί κε πνιινύο ηξόπνπο.

16 16 ρήκα 1- Παγθόζκηνο ηζνθεξαπληθόο ράξηεο ρήκα 2- Υάξηεο GFD Σν GFD κπνξεί λα ππνινγηζηεί από ην θεξαπληθό επίπεδν [Β5] 1 ρξεζηκνπνηώληαο ηελ ηζόηεηα (1), N g = 0.04T d 1.25 [θεξαπλνί/km²/έηνο] (1) όπνπ T d είλαη ν αξηζκόο ησλ εκεξώλ κε θεξαπλνύο αλά ρξόλν (ην θεξαπληθό επίπεδν). Μηα άιιε εθηίκεζε γηα ην GFD κπνξεί λα απνθηεζεί από ηα αξρεία σξώλ κε θεξαπλνύο [Β31], όπσο δείρλεη ε N g = 0.054T h 1.1 (2) 1 Οη αξηζκνί ζηηο αγθύιεο αληηζηνηρνύλ ζε εθείλνπο ηεο βηβιηνγξαθίαο ζην Παξάξηεκα Γ.

17 17 Τπνινγηζκνί γηα ην GFD κπνξνύλ λα απνθηεζνύλ επίζεο απεπζείαο από ηα ζηνηρεία ησλ δηθηύσλ εληνπηζκνύ ησλ θεξαπλώλ ή από κεηξεηέο ιάκςεσλ. Δάλ ππάξρνπλ ζηνηρεία αξθεηώλ ρξόλσλ, απηό έρεη ην πιενλέθηεκα αλαγλώξηζεο ηνπηθώλ δηαθνξνπνηήζεσλ. Σα πνζνζηά ησλ θεξαπλώλ θαη ησλ δηαθνπώλ πνπ πξνθαινύληαη από απηνύο έρνπλ αμηόινγε δηαθνξνπνίεζε από ρξόλν ζε ρξόλν [Β31, Β15]. Ζ ηζηνξηθή, ζηαζεξή απόθιηζε γηα εηήζηεο κεηξήζεηο δξαζηεξηνηήησλ θεξαπλώλ θπκαίλεηαη από 20% κέρξη 50% από ην κέζν όξν. Τπνινγηζκνί γηα GFD ζε κηα κηθξή πεξηνρή όπσο 10*10 km έρνπλ κεγαιύηεξε ζηαζεξή απόθιηζε πεξίπνπ 30-50% από ην κέζν όξν. Μεγαιύηεξεο πεξηνρέο όπσο 500*500 km έρνπλ κηθξόηεξε ζηαζεξή απόθιηζε 20-25% από ην κέζν όξν. ε πεξηνρέο κε κηθξόηεξα επίπεδα δξαζηεξηόηεηαο θεξαπλώλ, ε ζρεηηθά ζηαζεξή απόθιηζε είλαη πςειόηεξε. Με ηέηνηεο κεγάιεο ζηαζεξέο απνθιίζεηο, ρξεηάδνληαη δεδνκέλα πνιιώλ ρξόλσλ γηα λα ππνινγηζηεί κε αθξίβεηα ν κέζνο όξνο. Απηό ηζρύεη ηδηαίηεξα ζε δύν πεξηπηώζεηο: α)όηαλ ρξεζηκνπνηνύληαη δεδνκέλα γηα θεξαπλνύο ζην έδαθνο κηαο κεκνλσκέλεο πεξηνρήο, θαη β)γηα ηνλ ππνινγηζκό ησλ πνζνζηώλ δηαθνπώλ από θεξαπλνύο ζε κηα γξακκή δηαλνκήο, από ηα ζηνηρεία δηαθνπήο ιεηηνπξγίαο. 4.2 Ηιεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θεξαπλνύ Καηαλνκέο κέγηζηνπ ξεύκαηνο Από ηελ πνιύ πεξηεθηηθή πεξίιεςε ησλ παξακέηξσλ θεξαπλώλ πνπ παξνπζηάδνληαη από ην CIGRE Working Group (πνπ παξνπζηάδεηαη ζηνλ Πίλαθα 1) [Β51], γηα ηα πξώηα πιήγκαηα, ε δηαθνξνπνίεζε ηνπ ξεύκαηνο θνξπθήο ελόο θεξαπλνύ Η ν κπνξεί λα πξνζεγγηζηεί από κηα θαηαλνκή ινγαξηζκηθή-θαλνληθή.

18 18 Πξνθεηκέλνπ λα δηαρεηξηζηνύκε ηελ πηζαλνινγηθή θαηαλνκή ησλ θνξπθαίσλ ηηκώλ ξεύκαηνο κε έλαλ πην απιό ηξόπν, πηνζεηείηαη ε αθόινπζε έθθξαζε [Β4]: 1 P ( Io io) (3) ( io / 31) Ζ εμίζσζε (3) δείρλεη ηελ πηζαλόηεηα ην Η ο ξεύκα θνξπθήο ηνπ θεξαπλνύ λα είλαη ίζν ή κεγαιύηεξν από κηα δεδνκέλε ηηκή i o [ka]

19 19 5. πκπεξηθνξά ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο ζε πεξίπησζε θεξαπλνύ Απηό ην ηκήκα πεξηγξάθεη πώο λα ππνινγίζεη θαλείο ηνλ αξηζκό ησλ άκεζσλ θαη επαγόκελσλ βξαρπθπθισκάησλ ζε θπθιώκαηα δηαλνκήο. Οη θεξαπλνί κπνξεί λα επζύλνληαη γηα πνιιέο δηαθνπέο ξεύκαηνο ζε γξακκέο δηαλνκήο. Ο θεξαπλόο κπνξεί λα πξνθαιέζεη βξαρπθπθιώκαηα από α) Άκεζα πιήγκαηα β) Μεηαβνιή ηάζεο από θνληηλά πιήγκαηα Απεπζείαο θεξαπλόο ζε γξακκέο δηαλνκήο ελέξγεηαο πξνθαιεί βξαρπθπθιώκαηα ζηηο κνλώζεηο ζηελ πιεηνςεθία ησλ πεξηπηώζεσλ. Γηα παξάδεηγκα, έλα πιήγκα 10 ka ζα κπνξνύζε λα παξάγεη κία ππέξηαζε πεξίπνπ 2000 kv, πέξα από ηα επίπεδα κόλσζεο ησλ ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο νλνκαζηηθήο ηάζεο 69 kv. Παξόια απηά, ε εκπεηξία θαη νη παξαηεξήζεηο δείρλνπλ όηη πνιιέο από ηηο δηαθνπέο ιεηηνπξγίαο, πνπ ζρεηίδνληαη κε θεξαπλνύο, ζε γξακκέο κε κηθξή κόλσζε νθείινληαη ζηνλ θεξαπλό πνπ πέθηεη ζην έδαθνο θνληά ζηελ γξακκή. Οη πεξηζζόηεξεο ηάζεηο πνπ πξνθαινύληαη ζε κηα γξακκή δηαλνκήο από εθθελώζεηο θεξαπλώλ πνπ θαηαιήγνπλ θνληά ζηελ γξακκή είλαη κηθξόηεξεο από 300 kv. Οη θεξαπλνί κπνξνύλ λα ζπγθεληξσζνύλ από ςειόηεξα αληηθείκελα, θαη έηζη ην ύςνο θαη ε απόζηαζε από ηελ γξακκή δηαλνκήο ησλ πξνζηαηεπηηθώλ αληηθεηκέλσλ, όπσο ηα δέληξα θαη ηα θηίξηα, ζα επεξεάζνπλ ηελ ζπκπεξηθνξά ηεο γξακκήο ζε πεξίπησζε θεξαπλνύ. ρήκα 3- Πεξηγξαθή ησλ παξακέηξσλ ησλ θεξαπλώλ ζε ζρήκα θύκαηνο

20 Πιήγκαηα θεξαπλώλ ζε ελαέξηεο γξακκέο Ύςνο θαηαζθεπήο Ο θεξαπλόο κπνξεί λα έρεη ζεκαληηθή επίδξαζε ζηελ αμηνπηζηία κηαο γξακκήο, εηδηθά εάλ νη πόινη ηεο είλαη πην ςειά από ηελ πεξηβάιινπζα ηνπνζεζία. Σν πνζνζηό ησλ θεξαπλώλ N, πνπ πιήηηνπλ αλνηρηή πεξηνρή (όρη κεγάια δέληξα ή θηίξηα θνληά), ππνινγίδεηαη από ηελ εμίζσζε Eriksson [B23], N N g h ( 10 b ) (4) όπνπ, h είλαη ην ύςνο ηνπ πόινπ (m) b ην πιάηνο ηεο θαηαζθεπήο (m) N g είλαη ε ππθλόηεηα ησλ θεξαπλώλ (θεξαπλνί/km²/έηνο) N είλαη θεξαπλνί/100 km/ έηνο Γηα ηηο πεξηζζόηεξεο γξακκέο δηαλνκήο, ν παξάγνληαο πιάηνπο ηεο θαηαζθεπήο b είλαη ακειεηένο. Από ηελ Δμίζσζε (4), εάλ ην ύςνο ηνπ πόινπ απμάλεηαη θαηά 20%, ην πνζνζηό θεξαπλώλ ζηελ ελαέξηα γξακκή δηαλνκήο ζα απμαλόηαλ θαηά 12%. Θα πξέπεη λα ζεκεησζεί όηη ε γξακκή δηαλνκήο κπνξεί λα ζπγθεληξώζεη πνιινύο πεξηζζόηεξνπο θεξαπλνύο από όζνπο ζα πξνβιεπόηαλ από ην 4*Ζ κνληέιν πνπ ρξεζηκνπνηείην γηα πνιιά ρξόληα. ην κνληέιν 4*Ζ, ν αξηζκόο ησλ θεξαπλώλ πνπ ζπγθεληξώλνληαλ από ηελ γξακκή δηαλνκήο ππνινγηδόηαλ από έλα πιάηνο δύν θνξέο ηνπ ύςνπο ηεο γξακκήο θαη ζηηο δύν πιεπξέο ηεο γξακκήο. Ζ έθζεζε ηεο γξακκήο δηαλνκήο ζηνλ θεξαπλό εμαξηάηαη από ην πόζν πξνεμέρνπλ νη θαηαζθεπέο πάλσ από ηελ γύξσ πεξηνρή. Οη θαηαζθεπέο πνπ βξίζθνληαη θαηά κήθνο ησλ θνξπθώλ ησλ βνπλώλ, νξνζεηξώλ ή ιόθσλ ζα είλαη πην πηζαλνί ζηόρνη γηα πιήγκαηα από θεξαπλνύο από απηέο πνπ πξνζηαηεύνληαη από θπζηθά ζηνηρεία.

21 Πξνζηαζία από θνληηλέο θαηαζθεπέο θαη δέλδξα Γέλδξα θαη θηίξηα κπνξνύλ λα παίμνπλ ζεκαληηθό ξόιν ζηελ ζπκπεξηθνξά ησλ γξακκώλ δηαλνκήο έλαληη θεξαπλώλ. Μπνξνύλ λα ηξαβήμνπλ πνιινύο θεξαπλνύο πνπ ζε δηαθνξεηηθή πεξίπησζε ζα έπιεηηαλ κηα γξακκή. Ο παξάγνληαο πξνζηαζίαο Sf, πξνζδηνξίδεηαη σο ην ηκήκα αλά κνλάδα ησλ γξακκώλ δηαλνκήο πνπ πξνζηαηεύνληαη από θνληηλά αληηθείκελα. Ο αξηζκόο ησλ πιεγκάησλ ζηελ γξακκή είλαη ηόηε N s =N (1-Sf) (5) Έλαο πξνζηαηεπηηθόο παξάγνληαο 0.0 ζεκαίλεη όηη ε γξακκή δηαλνκήο είλαη ζε αλνηρηό έδαθνο ρσξίο θαζόινπ πξνζηαζία από θνληηλά αληηθείκελα, θαη ν παξάγνληαο 1.0 ζεκαίλεη όηη ε γξακκή δηαλνκήο είλαη ηειείσο πξνζηαηεπκέλε από άκεζα πιήγκαηα. Σν ρήκα 4 δείρλεη έλαλ ηξόπν γηα ηνλ ππνινγηζκό ησλ πξνζηαηεπηηθώλ παξαγόλησλ από αληηθείκελα κε δηαθνξεηηθά ύςε γηα κηα γξακκή δηαλνκήο ύςνπο 10m. Σα αληηθείκελα ππνηίζεηαη όηη είλαη ζε κηα νκνηόκνξθε επζεία παξάιιειε πξνο ηελ γξακκή δηαλνκήο. Απηό ζα κπνξνύζε λα αλαπαξηζηά κηα ζεηξά από δέλδξα ή θηίξηα παξάιιεια πξνο ηελ γξακκή δηαλνκήο. ρήκα 4- Παξάγνληεο πξνζηαζίαο ιόγσ ησλ θνληηλώλ αληηθεηκέλσλ ζε δηαθνξεηηθά ύςε γηα κία γξακκή δηαλνκήο ύςνπο 10m

22 22 Σν ζρήκα 4 κπνξεί επίζεο λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα αληηθείκελα θαη ζηηο δύν πιεπξέο ηεο γξακκήο δηαλνκήο, εάλ αζξνηζηνύλ νη πξνζηαηεπηηθνί παξάγνληεο γηα ηελ δεμηά θαη ηελ αξηζηεξή πιεπξά (εάλ ην άζξνηζκα ησλ πξνζηαηεπηηθώλ παξαγόλησλ είλαη πεξηζζόηεξν από έλα, ηόηε ν παξάγνληαο ζπλνιηθήο πξνζηαζίαο είλαη ίζε κε έλα). Γηα παξάδεηγκα, ζεσξείζηε κηα γξακκή δηαλνκήο ύςνπο 10 m κε ηηο αθόινπζεο ζεηξέο από θηίξηα ζε θάζε πιεπξά: α) Μηα ζεηξά από θηίξηα ύςνπο 7.5m, 30m από ηελ αξηζηεξή πιεπξά ηεο γξακκήο δηαλνκήο (Sf left= 0.23) β) Μηα ζεηξά ύςνπο 15m, 40m από ηελ δεμηά πιεπξά ηεο γξακκήο δηαλνκήο (Sf right= 0.4) Δάλ ην GFD είλαη 1 θεξαπλόο/km²/έηνο, ν αξηζκόο ησλ άκεζσλ πιεγκάησλ ζηελ ελαέξηα γξακκή δηαλνκήο ζε αλνηρηό έδαθνο ζα ήηαλ θεξαπλνί/100 km/έηνο [από ηελ Δμίζσζε (4)]. Με ηηο ζεηξέο ησλ θηηξίσλ, ν αξηζκόο ησλ άκεζσλ πιεγκάησλ ζα κεησλόηαλ ζε N s = N[1-Sf left +Sf right )] = (11.15 θεξαπλνί/100km/έηνο) [1- ( )] = 4.12 θεξαπλνί/100km/έηνο (6) Δθηόο από ην εάλ ε κόλσζε ηεο γξακκήο δηαλνκήο πξνζηαηεύεηαη από αγσγό πξνζηαζίαο ή αιεμηθέξαπλα, όινη νη θεξαπλνί ζα πξνθαιέζνπλ βξαρπθπθιώκαηα αλεμάξηεηα από ην επίπεδν κόλσζεο, ηα δηαζηήκαηα αγσγώλ, ή ην έδαθνο. Γηα απηό, πξνθεηκέλνπ λα εθηηκεζεί ν αξηζκόο ησλ βξαρπθπθισκάησλ ιόγσ ησλ άκεζσλ πιεγκάησλ από θεξαπλνύο, ρξεζηκνπνηείζηε ηελ Δμίζσζε (4) γηα κηα γξακκή δηαλνκήο ζε αλνηρηό έδαθνο, ή ηηο Δμηζώζεηο (4) θαη (5) γηα κηα κεξηθώο πξνζηαηεπκέλε γξακκή. Τπνηίζεηαη όηη όια ηα βξαρπθπθιώκαηα ζα πξνθαιέζνπλ βιάβεο ζην θύθισκα δηαλνκήο (δεο 5.4).

23 Βξαρπθπθιώκαηα από επαγόκελε ηάζε ύκθσλα κε ην Rusck [B45], ε κέγηζηε ηάζε πνπ πξνθαιείηαη ζε κηα γξακκή ελέξγεηαο ζην ζεκείν πνπ βξίζθεηαη πην θνληά ζην πιήγκα κπνξεί λα εθηηκεζεί από V max Ioh 38.8 y d (7) όπνπ, Η ν είλαη ε κεγαιύηεξε ηηκή ξεύκαηνο ηνπ θεξαπλνύ h d είλαη ην κέζν ύςνο ηεο γξακκήο πάλσ από ην επίπεδν ηνπ εδάθνπο y είλαη ε πιεζηέζηεξε απόζηαζε αλάκεζα ζηε γξακκή θαη ην πιήγκα ηνπ θεξαπλνύ Ζ εμίζσζε (7) ρξεζηκνπνηείηαη γηα έλαλ απείξσο καθξύ, κνλό αγσγό πάλσ από έλα ηέιεηα αγώγηκν έδαθνο. Έλαο νπδέηεξνο αγσγόο πάλσ ζην έδαθνο ή έλαο ελαέξηνο πξνζηαηεπηηθόο αγσγόο ζα κεηώζεη ηελ ηάζε ζηελ κόλσζε από έλαλ παξάγνληα πνπ εμαξηάηαη από ηελ ζηήξημε θαη ηελ απόζηαζε ηνπ επίγεηνπ αγσγνύ από ηνπο αγσγνύο θάζεο. Απηόο ν παξάγνληαο είλαη ηππηθά κεηαμύ 0.6 θαη 0.9. Ζ ζπρλόηεηα βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη από ηελ ηάζε κπνξεί λα απμεζεί δξακαηηθά γηα ρακειά επίπεδα κόλσζεο. Σν ρήκα 5 παξνπζηάδεη ηελ ζπρλόηεηα βξαρπθπθισκάησλ σο ιεηηνπξγία ηεο θξίζηκεο ηάζεο δηάζπαζεο (CFO) κηαο γξακκήο. Σν ζρήκα 5 δείρλεη ηα απνηειέζκαηα από δύν δηαθνξεηηθέο δηαηάμεηο γείσζεο. Σν κε-γεησκέλν θύθισκα δελ έρεη γεησκέλν νπδέηεξν αγσγό ή αγσγό πξνζηαζίαο, όπσο ζπκβαίλεη ζε έλα θύθισκα πνπ έρεη ηξεηο αγσγνύο κε γεησκέλνπο ή ζε έλα θύθισκα θνηλήο γείσζεο κε ηέζζεξηο αγσγνύο. Σα απνηειέζκαηα γηα έλα γεησκέλν θύθισκα είλαη γηα έλα θύθισκα κε γεησκέλν νπδέηεξν αγσγό ή ελαέξην αγσγό πξνζηαζίαο. Σν γεησκέλν θύθισκα έρεη ιηγόηεξα βξαρπθπθιώκαηα γηα έλα δεδνκέλν CFO, επεηδή ν γεησκέλνο αγσγόο κεηώλεη ηελ πίεζε ηεο ηάζεο ζηελ κόλσζε. Χζηόζν, κε γεησκέλεο θαη θνηλήο γείσζεο θαηαζθεπέο θπθισκάησλ, κπνξεί λα έρνπλ ηελ ηάζε λα έρνπλ κεγαιύηεξν CFO θάζε-έδαθνο από κία

24 24 αληίζηνηρε θαηαζθεπή θπθιώκαηνο πνιιαπιήο γείσζεο, ιόγσ ηεο απνπζίαο ηνπ γεησκέλνπ νπδέηεξνπ αγσγνύ. Οη ηηκέο είλαη νκαινπνηεκέλεο γηα έλα GFD από 1 θεξαπλό/km²/έηνο θαη κηα γξακκή δηαλνκήο ύςνπο 10m. Σα απνηειέζκαηα κπνξνύλ λα θπκαλζνύλ γξακκηθά αλάινγα κε ην κήθνο θαη ην GFD. Σα απνηειέζκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη ζην ρήκα 5 είλαη γηα κηα γξακκή δηαλνκήο ζε αλνηρηό έδαθνο ρσξίο θνληηλά δέλδξα ή θηίξηα. Ο αξηζκόο ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη εμαξηάηαη από ηελ παξνπζία θνληηλώλ αληηθεηκέλσλ πνπ κπνξνύλ λα πξνζηαηεύζνπλ ηελ γξακκή από άκεζα πιήγκαηα. Απηό κπνξεί λα απμήζεη ηα βξαρπθπθιώκαηα πνπ πξνθαινύληαη από ηελ ηάζε, θαζώο δελ ππάξρνπλ θνληηλά πιήγκαηα. εκ: Σν ύςνο ηεο γξακκήο δηαλνκήο είλαη 10 m (δεο Β.2 γηα ιεπηνκέξεηεο κειέηεο) ρήκα 5- Αξηζκόο βξαρπθπθισκάησλ από επαγόκελε ηάζε έλαληη ηνπ επηπέδνπ κόλσζεο ηεο γξακκήο δηαλνκήο Χο ζεκείν αλαθνξάο, κηα γξακκή δηαλνκήο ύςνπο 10m ζε αλνηρηό έδαθνο κε GFD= 1 θεξαπλό/km²/έηνο ζα έρεη θαηά πξνζέγγηζε 11 θεξαπλνύο/100

25 25 km/έηνο ιόγσ ησλ άκεζσλ πιεγκάησλ, ρξεζηκνπνηώληαο ηελ Δμίζσζε (4). ε αλνηρηό έδαθνο, νη ηάζεηο πνπ πξνθαινύληαη ζα είλαη πξόβιεκα κόλν γηα ηηο γξακκέο κε πνιύ ρακειά επίπεδα κόλσζεο. Γηα παξάδεηγκα, ν αξηζκόο ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη από ηελ ηάζε ζα ππεξέρεη από ηνλ αξηζκό βξαρπθπθισκάησλ από άκεζν πιήγκα γηα έλα κε-γεησκέλν θύθισκα, κόλν εάλ ην CFO είλαη ιηγόηεξν από 75kV (από ην ρήκα 5). ε πξνζηαηεπκέλεο πεξηνρέο, ηα βξαρπθπθιώκαηα πνπ πξνθαινύληαη από ηελ ηάζε είλαη ηδηαίηεξεο ζεκαζίαο. Σππηθά, κία ππόζεζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα γξακκέο δηαλνκήο είλαη όηη εάλ ην CFO είλαη 300 kv ή πεξηζζόηεξν, ηα βξαρπθπθιώκαηα πνπ πξνθαινύληαη ζα πεξηνξηζηνύλ. ρεδόλ όιεο νη κεηξήζεηο από ηελ ηάζε είλαη κηθξόηεξεο από 300 kv, θαη ην ρήκα 5 δείρλεη όηη κηα γξακκή κε CFO κεγαιύηεξν από 300 kv ζα έρεη πνιύ ιίγα βξαρπθπθιώκαηα από ηάζε. Έλαο αθόκε παξάγνληαο πνπ πξέπεη λα ιεθζεί ππόςε είλαη όηη νη πεξηζζόηεξεο γξακκέο δηαλνκήο έρνπλ κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο πνπ πξνζηαηεύνληαη από αιεμηθέξαπλα. Απηέο παξέρνπλ επίζεο σο έλα βαζκό κείσζε ησλ βξαρπθπθισκάησλ από ηάζε (δεο 7.2). Παξόια απηά, απηή ε κείσζε κπνξεί λα είλαη κηθξή ζε αγξνηηθά θαη πξναζηηαθά θέληξα. 6. Δπίπεδν κόλσζεο γξακκώλ δηαλνκήο Απηή ε νδεγία είλαη κηα πξνζπάζεηα γηα λα βνεζεζεί ν κεραληθόο ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο ζην λα βειηηώζεη ηελ κόλσζε από θεξαπλό ησλ ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο. Οη πεξηζζόηεξεο ελαέξηεο θαηαζθεπέο ρξεζηκνπνηνύλ πεξηζζόηεξνπο από έλαλ ηύπνπο κνλσηηθώλ πιηθώλ γηα πξνζηαζία από θεξαπλό. Σα πην ζπλεζηζκέλα κνλσηηθά πιηθά πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζηηο θαηαζθεπέο ελαέξησλ γξακκώλ δηαλνκήο είλαη ε πνξζειάλε, ν αέξαο, ην μύιν, ηα πνιπκεξή θαη ην fiberglass. Σν θάζε ζηνηρείν έρεη ηελ δηθή ηνπ κνλσηηθή ηζρύ. Όηαλ ηα κνλσηηθά πιηθά ρξεζηκνπνηνύληαη ζηε ζεηξά, ην επίπεδν κόλσζεο πνπ πξνθύπηεη δελ είλαη ην άζξνηζκα ησλ επηπέδσλ πνπ ζρεηίδνληαη κε ην θάζε ζπζηαηηθό, αιιά θάηη ιηγόηεξν από απηήλ ηελ ηηκή.

26 26 Οη αθόινπζνη παξάγνληεο επεξεάδνπλ ηα επίπεδα βξαρπθπθισκάησλ από θεξαπλό ζηηο γξακκέο δηαλνκήο θαη θαζηζηνύλ δύζθνιε ηελ εθηίκεζε γηα ην επίπεδν ηεο ηειηθήο κόλσζεο: α) Αηκνζθαηξηθέο ζπλζήθεο, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ηεο ππθλόηεηαο ηνπ αέξα, ηεο πγξαζίαο, ηεο βξνρόπησζεο θαη ηεο αηκνζθαηξηθήο κόιπλζεο. β) Ζ πνιηθόηεηα θαη ν ξπζκόο αλόδνπ ηεο ηάζεο. γ) Φπζηθνί παξάγνληεο όπσο ην ζρήκα ηνπ κνλσηήξα, ην ζρήκα ηνπ κεηαιιηθνύ πιηθνύ, θαη ε δηακόξθσζε ηνπ κνλσηήξα (πνπ ηνπνζεηείηαη θάζεηα, νξηδόληηα ή κε θάπνηα γσλία). Δάλ ην μύιν είλαη ζηελ πνξεία εθθόξηηζεο ηνπ πιήγκαηνο ηνπ θεξαπλνύ, ην απνηέιεζκα ηνπ πιήγκαηνο ζηελ ηζρύ ηεο κόλσζεο κπνξεί λα είλαη ζρεηηθά πνηθίιν, εμαξηώκελν θπξίσο από ηελ πγξαζία επάλσ ζηελ επηθάλεηα ηνπ μύινπ. Ζ ηζρύο ηεο κόλσζεο εμαξηάηαη ζε κηθξόηεξν βαζκό από ηηο θπζηθέο δηαζηάζεηο ηνπ μύινπ. Παξόιν πνπ ν κειεηεηήο- κεραληθόο κπνξεί λα είλαη πεξηζζόηεξν εμνηθεησκέλνο κε ην βαζηθό επίπεδν κόλσζεο έλαληη θεξαπλώλ (BIL) ελόο δεδνκέλνπ ζπλδπαζκνύ κνλσηηθώλ πιηθώλ, ην απνηέιεζκα απηήο ηεο νδεγίαο δίλεηαη κε βάζε ην CFO απηώλ ησλ ζπλδπαζκώλ. Σν CFO πξνζδηνξίδεηαη από ην επίπεδν ηάζεο ζην νπνίν ζηαηηζηηθά ππάξρεη 50% πηζαλόηεηα γηα βξαρπθύθισκα θαη 50% πηζαλόηεηα αληνρήο-αληίζηαζεο. Απηή ε ηηκή πξνζδηνξίδεηαη ζε εξγαζηεξηαθέο ζπλζήθεο. Δάλ ππνηεζεί κηα Gaussian δηαλνκή δεδνκέλσλ βξαρπθπθιώκαηνο, ηόηε θάζε ζπγθεθξηκέλε πηζαλόηεηα αληίζηαζεο κπνξεί λα ππνινγηζηεί ζηαηηζηηθά από ηελ ηηκή CFO θαη ηελ ζηαζεξή απόθιηζε. Καζώο γίλνληαλ δηαζέζηκα ηα εξγαζηεξηαθά δεδνκέλα, κειεηήζεθαλ δηάθνξεο κέζνδνη ζηελ πξνζπάζεηα λα αλαπηπρζεί κηα δηαδηθαζία γηα ηνλ πξνζδηνξηζκό ηνπ αλακελόκελνπ CFO ελόο ζπγθεθξηκέλνπ ζπλδπαζκνύ από κνλσηηθά πιηθά. Ζ πξνζέγγηζε «επηπξόζζεηε αληνρή κόλσζεο» κπνξεί λα είλαη ε πην πξαθηηθή.

27 27 Απηή ε κέζνδνο πηνζεηήζεθε από κηα παξόκνηα δηαδηθαζία πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε λσξίηεξα ζην ζρεδηαζκό ησλ γξακκώλ κεηαθνξάο, αιιά έρεη επεθηαζεί ζηελ εθαξκνγή ηεο ζε πνιιά κνλσηηθά πιηθά πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζηελ θαηαζθεπή γξακκώλ δηαλνκήο. Υξεζηκνπνηεί ην CFO ηνπ βαζηθνύ ή πξσηεύνληνο κνλσηηθνύ πιηθνύ θαη πξνζζέηεη ζε απηήλ ηελ ηηκή ηελ αύμεζε ηνπ CFO πνπ πξνζθέξεηαη από έλα επηπιένλ πιηθό (έρνληαο ππόςε όηη ε επηπιένλ κνλσηηθή ηζρύο είλαη πάληα κηθξόηεξε από απηή πνπ έρεη κόλν ην ζηνηρείν πνπ πξνζηίζεηαη). 6.1 CFO ηάζε ηεο ζπλδπαζκέλεο κόλσζεο Από πνιύ λσξίο, νη ειεθηξνιόγνη κεραληθνί έρνπλ θαηαζθεπάζεη γξακκέο δηαλνκήο ρξεζηκνπνηώληαο μύιηλνπο βξαρίνλεο θαη πόινπο ζε ζεηξά κε βαζηθνύο κνλσηήξεο γηα λα απμήζνπλ ηελ ηζρύ ηεο κόλσζεο ησλ γξακκώλ δηαλνκήο ελάληηα ηνπ θεξαπλνύ. ηηο αξρέο ηνπ 1930, ζε κηα ζεηξά κειεηώλ παξνπζηάζηεθαλ ηα απνηειέζκαηα πνπ πξνέθπςαλ όηαλ κνλσηήξεο δνθηκάζηεθαλ ζε ζπλδπαζκό κε μύιν. Πξνθύπηεη έλα δήηεκα γηα ην πόζε επηπιένλ κόλσζε έλαληη ηεο ηάζεο ηνπ θεξαπλνύ πξνέθππηε ζηελ αξρηθή κόλσζε (ηνλ κνλσηήξα). Έλα κέξνο ηεο απάληεζεο πξνέθπςε κέζα από ηελ έξεπλα ζε πνιιά εξγαζηήξηα, θαη θάπνηα απνηειέζκαηα δεκνζηεύηεθαλ ην 1940 θαη ην 1950 [Β12]. Μηα γεληθή πεξίιεςε πξνεγνύκελσλ εξγαζηώλ πάλσ ζην CFO παξνπζηάζηεθε ζηελ AIEE Committe Report ηνπ 1950 [Β2], θαη κηα εθηελήο αλαθνξά [Β5] ην Παξόια απηά, απηά ηα απνηειέζκαηα εθαξκόζηεθαλ πεξηζζόηεξν ζηελ θαηαζθεπή γξακκώλ κεηαθνξάο θαη όρη ζε γξακκέο δηαλνκήο. ηηο ελαέξηεο γξακκέο δηαλνκήο, ε πην αδύλακε κόλσζε γεληθά ηνπνζεηείηαη ζε κηα πνιηθή θαηαζθεπή θαη όρη αλάκεζα ζηνπο αγσγνύο κέζσ ηνπ αέξα. Πην πξόζθαηα, ε έξεπλα ζπλερίζηεθε ζε πνιπ-δηειεθηξηθνύο ζπλδπαζκνύο πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζε ζπζηήκαηα ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Απηέο νη έξεπλεο αθνξνύζαλ ζηηο γξακκέο δηαλνκήο θαη κεηαθνξάο θαη ζην βαζκόο αληνρήο ηνπ μύινπ, όηαλ απηό εθηίζεηαη ζε θεξαπλό, ζε θξνπζηηθέο ηάζεηο ρεηξηζκώλ θαη ζε θξνπζηηθέο ηάζεηο κε απόηνκν κέησπν. [B14, B38, B25, B30, B29, B46, B47, B41]. Πξόζθαηα, ζηηο γξακκέο δηαλνκήο ρξεζηκνπνηνύληαη νη κνλσηήξεο πνιπκεξώλ θαη νη βξαρίνλεο από fiberglass [Β48, Β49, Β10, Β21, Β26].

28 Πξνζδηνξίδνληαο ηελ CFO ηάζε γηα θαηαζθεπέο κε κνλώζεηο ζεηξάο Έξεπλεο έρνπλ δείμεη όηη 1 m μύινπ ή fiberglass πξνζζέηεη πεξίπνπ kv ζηελ αληνρή νιόθιεξεο ηεο κόλσζεο έλαληη ησλ θεξαπλώλ. Γηα κεγαιύηεξα κήθε, ε αληνρή ηεο κόλσζεο έλαληη ηνπ θεξαπλνύ ζην βξαρίνλα από μύιν ή fiberglass θαη ηνπ ζπλδπαζκνύ κνλσηώλ πξνζδηνξίδεηαη θπξίσο κόλν από ηνλ μύιηλν ή fiberglass βξαρίνλα. Ζ κόλσζε ελαιιαζζόκελνπ ξεύκαηνο ιακβάλεηαη κόλν από ην κνλσηήξα, θαη ν μύιηλνο ή fiberglass βξαρίνλαο ζεσξείηαη κόλν σο επηπιένλ κνλσηηθό γηα ηελ ηάζε ηνπ θεξαπλνύ. Όηαλ ε πνξεία ηνπ θεξαπλνύ ζην έδαθνο δελ ζπλαληά έλα μύιηλν ή fiberglass βξαρίνλα, αιιά δύν ή πεξηζζόηεξνπο κνλσηήξεο ζηε ζεηξά, ην CFO ηνπ ζπλδπαζκνύ δελ απνθηάηαη πξνζζέηνληαο απιώο ην θάζε CFO ησλ ζπζηαηηθώλ. Σα CFOs απηώλ ησλ ζπλδπαζηηθώλ κνλσηήξσλ ειέγρνληαη από κηα ζεηξά δηαθνξεηηθώλ παξαγόλησλ, θαζέλαο από ηνπο νπνίνπο απαηηεί ηδηαίηεξε- μερσξηζηή αλάιπζε. ήκεξα, ππάξρνπλ πνιινί δηαθνξεηηθνί ζπλδπαζκνί θαη ζρεκαηηζκνί πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη από ηηο επηρεηξήζεηο. Ζ εθηεηακέλε κέζνδνο πξόζζεησλ-cfo κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα ππνινγηζηεί ην ζπλνιηθό CFO κηαο θαηαζθεπήο δηαλνκήο κε ην λα: α) Πξνζδηνξηζηεί ε ζπκβνιή ηνπ θάζε μερσξηζηνύ ζπζηαηηθνύ κόλσζεο ζην ζπλνιηθό CFO ηνπ ζπλδπαζκνύ β) Τπνινγηζηεί ην ζπλνιηθό CFO ηνπ ζπλδπαζκνύ, γλσξίδνληαο ην CFO ησλ ζπζηαηηθώλ κόλσζεο Απηό κπνξεί λα γίλεη ρξεζηκνπνηώληαο είηε ηνπο πίλαθεο είηε ηηο θακπύιεο πνπ δηαζέηνπλ ηα δεδνκέλα ησλ πεηξακάησλ, θαη ρξεζηκνπνηώληαο απηά ηα δεδνκέλα λα ζπζρεηίζεη (θαλείο) ην απνηέιεζκα ηνπ ελόο κνλσηηθνύ πιηθνύ πνπ πξνζηίζεηαη ζε έλα άιιν. Απηή ε δηαδηθαζία ζηεξίδεηαη ζηα ελδεηθηηθά δεδνκέλα CFO ηεο βαζηθήο κόλσζεο θαη ζε έλα επηπξόζζεην ζύλνιν ζύλζεησλ δεδνκέλσλ πνπ δίλνληαη σο ε CFO ηάζε πνπ πξνζηίζεηαη από έλα ζπγθεθξηκέλν ζπζηαηηθό.

29 29 ε ζρεκαηηζκνύο όπνπ ππάξρνπλ δύν ζπζηαηηθά ζηνηρεία, ην CFO ηνπ ζπλδπαζκνύ είλαη πνιύ κηθξόηεξν από ην ζύλνιν ησλ κεκνλσκέλσλ CFOs. Ο κνλσηήξαο ζεσξείηαη ε πξσηαξρηθή ή ε βαζηθή κόλσζε. Σν CFO πνπ απνθηάηαη γηα ζρεκαηηζκνύο πνπ απνηεινύληαη από δύν ζπζηαηηθά ππνινγίδεηαη σο ην CFO ηνπ βαζηθνύ ζπζηαηηθνύ ζπλ ην CFO ηνπ δεύηεξνπ ζπζηαηηθνύ. Ζ ζπλνιηθή CFO ηάζε γηα δύν ζπζηαηηθά είλαη CFO T = CFO ins + CFO add.sec (8) όπνπ, CFO ins είλαη ην CFO ηνπ θύξηνπ ζπζηαηηθνύ CFO add.sec είλαη ην CFO πνπ πξνζηίζεηαη από ην δεύηεξν ζπζηαηηθό Ζ ζπλνιηθή CFO ηάζε ηξηώλ θαη πεξηζζνηέξσλ ζπζηαηηθώλ είλαη CFO T = CFO ins + CFO add.sec + CFO add.third + +CFO add.nth (9) όπνπ, CFO add.third είλαη ην CFO πνπ πξνζηίζεηαη από ην ηξίην ζπζηαηηθό CFO add.nth είλαη ην CFO πνπ πξνζηίζεηαη από ην nth ζηνηρείν Σν κεκνλσκέλν CFO πνπ ρξεζηκνπνηείηαη πην ζπρλά θαη ηα πξόζζεηα-cfo ζπζηαηηθά παξνπζηάδνληαη ζηνπο πίλαθεο 2-4. Οη ηηκέο πνπ δίλνληαη ζηνπο πίλαθεο αλαθέξνληαη ζε πγξέο ζπλζήθεο, πνπ ζπζηήλνληαη γηα ηνλ ππνινγηζκό ηνπ CFO. Γηα ηηο ηηκέο CFO ππό μεξέο ζπλζήθεο πνπ απνθηώληαη από ηνλ θαηαζθεπαζηή ή από εξγαζηεξηαθά ηεζη, πνιιαπιαζηάζηε ηηο ηηκέο ηνπ μεξνύ CFO κε 0.8 γηα λα ιάβεηε κηα εθηίκεζε ηνπ CFO ζε πγξέο ζπλζήθεο. Σν CFO ζε πγξέο ζπλζήθεο είλαη ηππηθά κεηαμύ 0.7 θαη 0.9 ηνπ CFO ππό μεξέο ζπλζήθεο.

30 30 Πίλαθαο 2- Κύξηα κόλσζε (CFO Ins ) Μνλσηήξεο kv ηήξημε ANSI ANSI ANSI Πνξζειάλε cm (4 in) cm (4 in) 165 Αλάξηεζε cm (4 in) 250 Μόλσζε kv/m Αέξαο 600 Ξύιηλνο πόινο 330 Ξύιηλνο βξαρίνλαο 360 ηήξηγκα απόθιηζεο από fiberglass 500 Πίλαθαο 3- Δπηπξόζζεην CFO δεύηεξσλ ζπζηαηηθώλ (CFO add.sec ) Γεύηεξν ζπζηαηηθό Με πξώην ζπζηαηηθό kv/m από Ξύιηλνο βξαρίνλαο Καηαθόξπθνο 250 κνλσηήξαο ζηήξημεο Ξύιηλνο βξαρίνλαο Κάζεηνο 160 κνλσηήξαο αλάξηεζεο Ξύιηλνο βξαρίνλαο Οξηδόληηνο κνλσηήξαο αλάξηεζεο 295 Ξύιηλνο πόινο Κάζεηνο κνλσηήξαο 235 ζηήξημεο Ξύιηλνο πόινο Μνλσηήο αλάξηεζεο 90 Βξαρίνλαο από Μνλσηήξαο 250 fiberglass ηήξηγκα απόθιηζεο Μνλσηήξαο 315 από fiberglass

31 31 Πίλαθαο 4- Σξίηα ζπζηαηηθά επηπξόζζεηνπ CFO (CFO add.third ) kv/m Ξύιηλνο πόινο 65 ηήξηγκα απόθιηζεο από 200 fiberglass εκ (γηα Πίλαθεο 2-4) 1- Όιεο νη ηηκέο είλαη γηα επίπεδα πγξνύ CFO 2- Οη ηηκέο είλαη ην ειάρηζην ησλ ηηκώλ αξλεηηθήο θαη ζεηηθήο πνιηθόηεηαο 3- Οη κνλσηήξεο παξνπζηάδνληαη κόλν σο παξαδείγκαηα. Αλαθέξεηαη ζηα δεδνκέλα ηνπ θαηαζθεπαζηή γηα πην αθξηβείο ηηκέο Γηα ζπζηαηηθά πνπ δελ δίλνληαη ζηνλ Πίλαθα 3 ή 4, ην ζπλνιηθό CFO κπνξεί λα ππνινγηζηεί κε κεηώζεηο γηα ην δεύηεξν θαη ηξίην ζπζηαηηθό, όπσο CFO add.sec =0.45 CFO ins CFO add.third = 0.20 CFO ins (10) Ζ ρξήζε ηεο εθηεηακέλεο κεζόδνπ πξόζζεησλ-cfo θαη ησλ πηλάθσλ πνπ δίλνληαη ζε απηήλ ηελ νδεγία ζπλήζσο δίλεη απαληήζεηο κε ζθάικα ±20%. Πην αθξηβείο κέζνδνη είλαη δηαζέζηκνη κε ηηο αθόινπζεο κεζόδνπο: α) Δθηέιεζε εξγαζηεξηαθώλ δνθηκώλ έλαληη θεξαπλώλ ζηελ θαηαζθεπή ζε πγξέο ζπλζήθεο. Απηή ε κέζνδνο ζα δώζεη πην αθξηβή απνηειέζκαηα β) Δθηέιεζε δνθηκώλ έλαληη θεξαπλώλ ππό μεξέο ζπλζήθεο, θαη πνιιαπιαζηαζκόο ησλ ηηκώλ κε 0.8 γηα ηνλ ππνινγηζκό ηνπ CFO ζε πγξέο ζπλζήθεο. γ) Υξήζε πην ιεπηνκεξώλ CFOs ζπζηαηηθώλ πνπ παξαηίζεληαη ζηα [Β30, Β29, Β46]. δ) Παξαβνιή κε άιια απνηειέζκαηα δνθηκώλ ζε θαηαζθεπέο δηαλνκήο πνπ παξαηίζεληαη ζε [Β16, Β6, Β15].

32 Πξαθηηθά δεηήκαηα Δμνπιηζκόο θαη πιηθό ππνζηήξημεο ζε θαηαζθεπέο δηαλνκήο κπνξνύλ λα κεηώζνπλ ζεκαληηθά ην CFO. Απηέο νη θαηαζθεπέο «αδύλακσλ-ζπλδέζεσλ» ( weak-link ) κπνξνύλ λα απμήζνπλ ζεκαληηθά ηηο ππεξπεδήζεηο από πξνθιεζείζεο ηάζεηο. Παξαθάησ πεξηγξάθνληαη δηάθνξεο πεξηπηώζεηο. Επίηονα: Σα επίηνλα κπνξεί λα είλαη θαζνξηζηηθόο παξάγνληαο ζηελ κείσζε ηνπ CFO κηαο θαηαζθεπήο. Γηα κεραληθό πιενλέθηεκα, ηα επίηνλα γεληθά πξνζθνιιώληαη ςειά ζηνλ πόιν πιεζίνλ ησλ θύξησλ κνλσηηθώλ ζηνηρείσλ. Δπεηδή ηα επίηνλα παξέρνπλ δηαδξνκή πξνο ην έδαθνο, ε παξνπζία ηνπο γεληθά ζα κεηώζεη ηνλ ζρεκαηηζκό ηνπ CFO. Οη κηθξνί πνξζειάληλνη κνλσηέο επηηόλσλ πνπ ζπρλά ρξεζηκνπνηνύληαη, απνδίδνπλ πνιύ ιίγε επηπιένλ κόλσζε (γεληθά ιηγόηεξν από 30kV ηνπ CFO). Έλαο κνλσηήξαο από fiberglass κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα αμηόινγν θέξδνο ζηελ αληνρή ηεο κόλσζεο. Έλαο κνλσηήξαο 50cm από fiberglass έρεη CFO πεξίπνπ 250kV. Διακοπή ζηοςρ διακόπηερ αζθάλειαρ: Ζ εγθαηάζηαζε δηαθνπηώλ αζθαιείαο είλαη ην θύξην παξάδεηγκα γηα ηνλ απξνζηάηεπην εμνπιηζκό πνπ κπνξεί λα κεηώζεη ην CFO ελόο πόινπ. Γηα ζπζηήκαηα θαηεγνξίαο 15kV, ν ηξόπνο εγθαηάζηαζεο ηνπ δηαθόπηε κπνξεί λα έρεη 95kV BIL. Αλάινγα κε ηνλ ηξόπν εγθαηάζηαζεο ηνπ δηαθόπηε, κπνξεί λα κεησζεί ην CFO νιόθιεξεο ηεο θαηαζθεπήο πεξίπνπ ζηα 95 kv (πεξίπνπ, επεηδή ην BIL θάζε κνλσηηθνύ ζπζηήκαηνο είλαη πάληα κηθξόηεξν από ην CFO απηνύ ηνπ ζπζηήκαηνο). ε μύιηλνπο πόινπο ην πξόβιεκα ησλ βιαβώλ ζηνπο δηαθόπηεο κπνξεί ζπλήζσο λα βειηησζεί κε ηελ δηεπζέηεζε ηεο βιάβεο έηζη ώζηε ην ππνζηήξηγκα ηεο ζύλδεζεο λα ηνπνζεηείηαη καθξηά από ηνπο γεησκέλνπο αγσγνύο (επίηνλα, γεησκέλα αγσγνί, θαη νπδέηεξνη αγσγνί). Απηό επίζεο αθνξά θαη δηαθόπηεο θαη άιια κέξε εμνπιηζκνύ πνπ δελ πξνζηαηεύνληαη από αιεμηθέξαπλα.

33 33 Ύτορ οςδέηεπος αγυγού: ε θάζε γξακκή, ην ύςνο ηνπ νπδέηεξνπ αγσγνύ κπνξεί λα δηαθέξεη αλάινγα κε ηνλ εμνπιηζκό κε ηνλ νπνίν ζπλδέεηαη. ε μύιηλνπο πόινπο, όζν πην θνληά είλαη ν νπδέηεξνο αγσγνύο ζηνπο αγσγνύο θάζεο, ηόζν πην ρακειό είλαη ην CFO. Αγώγιμα ςποζηηπίγμαηα και καηαζκεςέρ: Ζ ρξήζε ηζηκεληέλησλ θαη αηζάιηλσλ θαηαζθεπώλ ζε ελαέξηεο γξακκέο δηαλνκήο απμάλεηαη, γεγνλόο πνπ κεηώλεη ζεκαληηθά ην CFO. Μεηαιιηθνί βξαρίνλεο θαη κεηαιιηθά πιηθά ρξεζηκνπνηνύληαη επίζεο ζε μύιηλεο πνιηθέο θαηαζθεπέο. Δάλ έλα ηέηνην πιηθό είλαη γεησκέλν, ην απνηέιεζκα κπνξεί λα είλαη ην ίδην κε απηό κηαο θαηαζθεπήο εμ νινθιήξνπ από κέηαιιν. ε ηέηνηεο θαηαζθεπέο, ην ζπλνιηθό CFO παξέρεηαη από ηνλ κνλσηήξα, θαη κνλσηήξεο κε κεγαιύηεξν CFO ζα πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνύληαη γηα λα αληηζηαζκίδνπλ ηελ απώιεηα ηεο κόλσζεο ηνπ μύινπ. Πξνθαλώο, ζα πξέπεη λα γίλνληαη παξαρσξήζεηο αλάκεζα ζηελ ζπκπεξηθνξά έλαληη ηνπ θεξαπλνύ θαη άιια δεηήκαηα, όπσο ν κεραληθόο ζρεδηαζκόο ή ε ηηκή. Δίλαη ζεκαληηθό λα γίλεη θαηαλνεηό όηη ππάξρνπλ παξαρσξήζεηο. Ο κειεηεηήο ζα πξέπεη λα γλσξίδεη ηα αξλεηηθά απνηειέζκαηα πνπ κπνξεί λα έρεη ην κεηαιιηθό πιηθό ζηελ ζπκπεξηθνξά έλαληη ηνπ θεξαπλνύ θαη λα πξνζπαζεί λα ειαρηζηνπνηήζεη απηά ηα απνηειέζκαηα. ε μύιηλνπο πόινπο θαη ζην ζρεδηαζκό βξαρηόλσλ, κπνξνύλ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ ππνζηεξίγκαηα από μύιν ή fiberglass γηα λα δηαηεξεζνύλ ηα θαιά επίπεδα κόλσζεο. Πολλαπλά κςκλώμαηα: Πνιιαπιά θπθιώκαηα ζε έλαλ πόιν ζπρλά πξνθαινύλ κεησκέλε κόλσζε. Απζηεξά θαζνξηζκέλεο απνζηάζεηο θάζεσλ θαη ιηγόηεξν μύιν ελ ζεηξά ζπλήζσο κεηώλνπλ ηα επίπεδα κόλσζεο. Απηό ηζρύεη ηδηαίηεξα γηα γξακκέο δηαλνκήο πνπ ζηεξίδνληαη θάησ από γξακκέο κεηαθνξάο ζε μύιηλνπο πόινπο. Οη γξακκέο κεηαθνξάο ζπρλά έρνπλ έλα πξνζηαηεπηηθό αγσγό γείσζεο ζε θάζε πόιν. Ο αγσγόο γείσζεο κπνξεί λα κεηώζεη ηελ κόλσζε. Απηό κπνξεί λα βειηησζεί κε ηελ απνκάθξπλζε ηνπ γεησκέλνπ αγσγνύ από ηνλ πόιν κε δηαρσξηζηήξεο από fiberglass. Γπαμμέρ με διασυπιζηήπερ αγυγών: Οη γξακκέο απηέο είλαη ελαέξηεο γξακκέο δηαλνκήο κε πνιύ θνληηλά δηαζηήκαηα. Δπηθαιπκκέλνη αγσγνί θαη

34 34 δηαρσξηζηήξεο (15-40 cm) πνπ θξέκνληαη από έλαλ κεηαβηβαζηηθό αγσγό (messenger wire), παξέρνπλ ζηήξημε θαη ηθαλόηεηα κόλσζεο. Μηα θαηαζθεπή δηαρσξηζηήξσλ αγσγνί ζα έρεη ζηαζεξό CFO, γεληθά ζηελ ηάμε ησλ kv. Λόγσ ηνπ ζρεηηθά ρακεινύ επηπέδνπ κόλσζεο, ε ζπκπεξηθνξά ηνπ έλαληη θεξαπλνύ κπνξεί λα είλαη κηθξόηεξε από κηα παξαδνζηαθή αλνηρηή θαηαζθεπή [Β39]. Λίγα κπνξνύλ λα γίλνπλ γηα λα απμεζεί ην CFO ζε κία θαηαζθεπή δηαρσξηζηήξσλ αγσγώλ. Μηα ηέηνηα θαηαζθεπή έρεη ην πιενλέθηεκα ελόο κεηαβηβαζηηθνύ αγσγνύ (messenger wire) πνπ ιεηηνπξγεί σο αγσγόο πξνζηαζίαο. Απηό κπνξεί λα κεηώζεη θάπνηα βξαρπθπθιώκαηα από άκεζν πιήγκα. Σα αλάζηξνθα βξαρπθπθιώκαηα ζπλήζσο ζπκβαίλνπλ ιόγσ ηνπ ρακεινύ επηπέδνπ κόλσζεο. Βειηησκέλε γείσζε ζα βειηηώζεη θαη ηελ ζπκπεξηθνξά έλαληη θεξαπλνύ. Πποζηαηεςηικά διάκενα και ζύνδεζμοι μονυηήπυν: Ζ ζύλδεζε ησλ κνλσηήξσλ κπνξεί θάπνηεο θνξέο λα πξνιάβεη βιάβε πνπ πξνθαιείηαη από θεξαπλό ζε μύιηλνπο πόινπο ή βξαρίνλεο, ή γίλεηαη γηα ηελ πξόιεςε θσηηάο ζηελ θνξπθή ησλ πόισλ. Σα πξνζηαηεπηηθά δηάθελα ρξεζηκνπνηνύληαη επίζεο γηα ηελ πξόιεςε θαηαζηξνθώλ από θεξαπλό ζε μύιηλν πιηθό (απηό πεξηιακβάλεη REA θαηαζθεπέο γηα ζπγθεθξηκέλε πξνζηαζία πόισλ [Β50]). ε θάπνηα ζεκεία ηνπ πιαλήηε, ηα πξνζηαηεπηηθά δηάθελα ρξεζηκνπνηνύληαη επίζεο αληί γηα αιεμηθέξαπλα γηα πξνζηαζία εμνπιηζκνύ. Πξνζηαηεπηηθά δηάθελα θαη ζύλδεζκνη κνλσηήξσλ ζα κεηώζνπλ ζεκαληηθά ην CFO κηαο θαηαζθεπήο. Δάλ ήηαλ δπλαηό, πξνζηαηεπηηθά δηάθελα, ζύλδεζκνη κνλσηήξσλ θαη θαηαζθεπέο πξνζηαζίαο πόισλ δελ ζα έπξεπε λα ρξεζηκνπνηνύληαη γηα ηελ πξόιεςε βιάβεο ζε μύιν. Καιύηεξεο ιύζεηο γηα θαηαζηξνθέο ζε μύιν θαη γηα θσηηέο ζε πόινπο είλαη νη ζύλδεζκνη κνλσηήξαμύινπ ζηελ βάζε ηνπ κνλσηήξα, όπσο παξνπζηάδεηαη ζην Ιθαλόηεηα μύινπ γηα δηαθνπή Οη μύιηλνη πόινη θαη νη βξαρίνλεο έρνπλ επηδείμεη ηθαλόηεηα λα θαηαζηέιινπλ ην ηόμν πνπ πξνθαιείηαη από θεξαπλό θαη λα ην πξνιακβάλνπλ από ηελ πξόθιεζε βιάβεο ζηελ ζπρλόηεηα ηνπ ξεύκαηνο [Β16, Β6, Β15].

35 35 Οη ηθαλόηεηεο ηνπ μύινπ γηα δηαθνπή είλαη θαηά θύξην ιόγν κηα ιεηηνπξγία ηεο ζηηγκηαίαο ηάζεο ζηε ζπρλόηεηα ηνπ ξεύκαηνο ηελ ζηηγκή ηνπ βξαρπθπθιώκαηνο ιόγσ ηνπ θεξαπλνύ. Δάλ ε ηάζε είλαη θνληά ζε κεδεληθή ηηκή, είλαη πνιύ πηζαλό ε δηαθνπή λα κελ πξνθαιέζεη βιάβε. Δάλ ε νλνκαζηηθή ηάζε θαηά κήθνο ηνπ μύιηλνπ βξαρίνλα δηαηεξείηαη θάησ από έλα ζπγθεθξηκέλν επίπεδν, ε πηζαλόηεηα γηα ηελ πξόθιεζε βιάβεο κπνξεί λα κεησζεί πνιύ ζεκαληηθά. Δάλ ζπκβνύλ πνιιαπιά βξαρπθπθιώκαηα, ε δηαθνπή δελ είλαη ηόζν πηζαλή (δεο ζρέδην 6). Οη πεξηζζόηεξεο γξακκέο δηαλνκήο ζα ππνζηνύλ πνιιαπιά βξαρπθπθιώκαηα από άκεζα πιήγκαηα. ε θαηαζθεπέο δηαλνκήο πνπ έρνπλ ζην μύιν πεδηαθή έληαζε RMS ηάζεο πεξηζζόηεξν από 10kV/m ηνπ μύινπ, ε δηαθνπή κπνξεί λα κε απνδώζεη ηθαλνπνηεηηθό όθεινο. Γηα παξάδεηγκα, κία γξακκή δηαλνκήο 13.2 kv κε 0.5 m μύινπ (ζε ζέζε βξαρίνλα) αλάκεζα ζην κνλσηήξα θάζεο θαη ηνλ νπδέηεξν αγσγό έρεη θιίζε ηάζεο RMS ζην μύιν 132 kv / 3 / 0.5m 15.2kV / m Γηα απηήλ ηελ ηάζε, εάλ επηηπγράλνληαη θελά μύινπ 1m αλάκεζα ζε όινπο ηνπο αγσγνύο θάζεο θαη όια ηα γεησκέλα αληηθείκελα ζηνλ πόιν, ηόηε ε δηαθνπή κπνξεί λα γίλεη έλαο ζεκαληηθόο παξάγνληαο. Απηό κπνξεί ήδε λα επηηεπρζεί ζηα θπθιώκαηα κε πςειά επίπεδα κόλσζεο θαη καθξηλέο απνζηάζεηο μύινπ. Γηα απηή ηελ νδεγία, γίλεηαη κηα ζπγθξαηεκέλε ππόζεζε πσο όια ηα βξαρπθπθιώκαηα πξνθαινύλ βιάβεο. ρήκα 6- Πηζαλόηεηα ελόο ηόμνπ ξεύκαηνο ιόγσ βξαρπθπθιώκαηνο από θεξαπλό ζε πγξό μύιηλν βξαρίνλα [Β16]

36 Καηαζηξνθή ηνπ μύινπ ιόγσ θεξαπλνύ Ζ εκπεηξία από ην service δείρλεη πσο ε βιάβε ζηνπο πόινπο ή ηνπο βξαρίνλεο ιόγσ θεξαπλώλ είλαη ζρεηηθά ζπάληα [Β15]. Παξόια απηά, ζε πεξηνρέο κε πνιινύο θεξαπλνύο κπνξεί λα απνηειεί παξάγνληα αλεζπρίαο ππό νξηζκέλεο ζπλζήθεο. Ζ πηζαλόηεηα βιάβεο ιόγσ θεξαπλώλ εμαξηάηαη από πνιινύο παξάγνληεο, εηδηθά ηελ πεξηεθηηθόηεηα ζε πγξαζία θαη ηελ ειηθία ηνπ μύινπ. Ζ βιάβε θαη ν ζξπκκαηηζκόο ζπκβαίλεη όηαλ ε βιάβε είλαη εζσηεξηθή ζην μύιν, θαη όρη ζηελ επηθάλεηα ηνπ μύινπ. Δάλ ην μύιν είλαη πξάζηλν, είλαη πην πηζαλό ε βιάβε λα είλαη εζσηεξηθή. Δάλ ηα ηζηνξηθά αξρεία δείρλνπλ όηη ε θαηαζηξνθή ηνπ μύινπ είλαη έλα πξόβιεκα, ην μύιν κπνξεί λα πξνζηαηεπζεί κε ηελ ζύλδεζε ησλ κνλσηήξσλ. Έηζη, βξαρπθπθιώλεηαη ν μύιηλνο βξαρίνλαο. Μηα θαιύηεξε ιύζε κπνξεί λα είλαη ε ρξήζε επηθαλεηαθώλ ειεθηξνδίσλ πνπ πξνζαξκόδνληαη θνληά ζηελ άθξε ησλ κνλσηήξσλ. Απηά κπνξεί λα είλαη θαιύκκαηα αγσγώλ, ηαηλίεο ή άιιεο κεηαιιηθέο πξνεθηάζεηο πξνζαξκνζκέλεο θνληά ζηνλ κνλσηήξα ζηελ πηζαλή θαηεύζπλζε ηνπ βξαρπθπθιώκαηνο. Απηό ελζαξξύλεη ηελ δηαθνπή θνληά ζηελ επηθάλεηα παξά εζσηεξηθά. Πξνιεπηηθά κέηξα γηα ηελ θαηαζηξνθή ηνπ μύινπ από θεξαπλό κεηώλνπλ επίζεο ηελ πηζαλόηεηα γηα θσηηά ζηελ θνξπθή ηνπ πόινπ. Αλαθιέμεηο ζηελ θνξπθή ηνπ πόινπ είλαη ην απνηέιεζκα δηαθνπώλ από δηαξξνέο ξεύκαηνο ζηηο ζπλδέζεηο κεηάιισλ κε μύιν [Β42, Β15]. Σνπηθνί ζύλδεζκνη, ρξεζηκνπνηώληαο ηαηλίεο αγσγώλ ή θαιύκκαηα, θαιύπηνπλ ηελ πεξηνρή όπνπ είλαη πην πηζαλό λα μεθηλήζεη ζε θησρνύο αγσγνύο κεηάιινπ-μύινπ. Απηό είλαη πξνηηκόηεξν από ηελ νινθιεξσηηθή ζύλδεζε ησλ κνλσηήξσλ (δεο 5.3, ηειεπηαία παξάγξαθνο). 7. Πξνζηαζία ησλ γξακκώλ δηαλνκήο κε πξνζηαηεπηηθό αγσγό Οη αγσγνί πξνζηαζίαο είλαη γεησκέλνη θαη ηνπνζεηνύληαη πάλσ από ηνπο αγσγνύο θάζεο γηα λα δηαθόπηνπλ ηα πιήγκαηα ησλ θεξαπλώλ, πνπ ζα κπνξνύζαλ ζε δηαθνξεηηθή πεξίπησζε λα πιήμνπλ απεπζείαο ζηηο θάζεηο. Σν ξεύκα ηνπ θεξαπλνύ εθηξέπεηαη ζην έδαθνο κέζσ ηνπ γεησκέλνπ πόινπ.

37 37 Σν ξεύκα ηνπ θεξαπλνύ δηαηξέρνληαο ηελ γεησκέλε αληίζηαζε ηνπ πόινπ πξνθαιεί κηα πηζαλή αύμεζε, έρνληαο σο απνηέιεζκα κηα κεγάιε δηαθνξνπνίεζε ζηελ ηάζε αλάκεζα ζηνλ γεησκέλν πόιν θαη ηνπο αγσγνύο θάζεο. Ζ δηαθνξά ζηελ ηάζε κπνξεί λα πξνθαιέζεη έλα αλάζηξνθν βξαρπθύθισκα ζηελ κόλσζε από ηνλ γεησκέλν πόιν ζε έλαλ από ηνπο αγσγνύο θάζεο. Σν θαηλόκελν ηνπ αλάζηξνθνπ βξαρπθπθιώκαηνο είλαη έλαο νπζηαζηηθόο πεξηνξηζκόο γηα ηελ απνηειεζκαηηθόηεηα ησλ εθαξκνγώλ πξνζηαηεπηηθώλ αγσγώλ ζε γξακκέο δηαλνκήο. Οη πξνζηαηεπηηθνί αγσγνί κπνξνύλ λα παξέρνπλ απνηειεζκαηηθή πξνζηαζία κόλν εάλ α) Υξεζηκνπνηνύληαη πξαθηηθέο ζρεδίαζεο θαιήο κόλσζεο γηα λα παξέρεηαη ηθαλνπνηεηηθό CFO αλάκεζα ζην γεησκέλν θαζνδηθό πόιν (downlead) θαη ηνπο αγσγνύο θάζεο. β) Απνθηεζνύλ ρακειέο αληηζηάζεηο γείσζεο. Σν ζρήκα 5 κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα ππνινγηζηεί ν αξηζκόο ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη, πξνθεηκέλνπ λα ζρεδηαζηεί έλαο πξνζηαηεπηηθόο αγσγόο. Γηα θπθιώκαηα δηαλνκήο κε ηξεηο αγσγνύο, ε πξνζζήθε ελόο πξνζηαηεπηηθνύ αγσγνύ ζα κεηώζεη ηνλ αξηζκό ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη. Από ηελ ζηηγκή πνπ ν πξνζηαηεπηηθόο αγσγόο είλαη γεησκέλνο, ζα θαηαζηείιεη ηηο ηάζεηο ζηνπο αγσγνύο θάζεο κέζσ ηεο ρσξεηηθήο ζύδεπμεο. Όζν πην θνληά είλαη νη αγσγνί ησλ θάζεσλ ζηνλ πξνζηαηεπηηθό αγσγό, ηόζν θαιύηεξε είλαη ε ζύδεπμε, θαη ηόζν κηθξόηεξεο ζα είλαη νη πξνθιεζείζεο ηάζεηο (παξόιν πνπ απηό κπνξεί λα κεηώζεη ην CFO, όπσο αλαθέξζεθε ζην 5.3). εκεηώζηε όηη πξνζζέηνληαο έλαλ γεησκέλν αγσγό θάησ από ηνπο αγσγνύο θάζεο ζα ππάξρεη ζρεδόλ ην ίδην απνηέιεζκα κε έλα ελαέξην πξνζηαηεπηηθό αγσγό. ε έλα ζύζηεκα κε ηέζζεξηο αγσγνύο θαη πνιιαπιή γείσζε, αληηθαζηζηώληαο ηνλ νπδέηεξν αγσγό πνπ βξίζθεηαη από θάησ κε έλαλ ελαέξην πξνζηαηεπηηθό αγσγό, δελ ζα κεησζεί ν αξηζκόο ησλ βξαρπθπθισκάησλ πνπ πξνθαινύληαη. Παξόια απηά, έρνληαο θαη έλαλ πξνζηαηεπηηθό θαη έλαλ νπδέηεξν αγσγό, απηό ζα βειηηώζεη σο έλα βαζκό ηελ απόδνζε.

38 38 Σν θόζηνο ηεο ελζσκάησζεο ελόο πξνζηαηεπηηθνύ αγσγνύ ζηνλ ζρεδηαζκό γξακκώλ δηαλνκήο κπνξεί λα είλαη νπζηώδεο. Δθηόο από ην θόζηνο ηνπ αγσγνύ, ησλ γεηώζεσλ ζηύισλ, θαη ηεο επηπιένλ κόλσζεο, ην ύςνο ησλ ζηύισλ πξέπεη λα είλαη κεγαιύηεξν γηα λα ζηεξίμεη ηνλ αγσγό πξνζηαζίαο, έηζη ώζηε λα είλαη επαξθήο ε γσλία πξνζηαζίαο αλάκεζα ζηνλ πξνζηαηεπηηθό αγσγό θαη ηνπο εμσηεξηθνύο αγσγνύο θάζεο. Σν κεγαιύηεξν ύςνο θαηαζθεπώλ πξνζειθύεη πεξηζζόηεξα άκεζα πιήγκαηα, θαη απηό αληηζηαζκίδεη ειαθξώο ηελ κείσζε ηνπ πνζνζηνύ βξαρπθπθισκάησλ πνπ παξέρεη ε πξνζηαζία. Παξ όιεο ηηο δπζθνιίεο θόζηνπο θαη ζρεδηαζκνύ, νη πξνζηαηεπηηθνί αγσγνί έρνπλ βξεη θάπνηεο ρξεζηκόηεηεο κε κεγάιε επηηπρία. 7.1 Γσλία πξνζηαζίαο Πξνθεηκέλνπ λα δηαζθαιηζηεί όηη όια ηα πιήγκαηα από θεξαπλό θαηαιήγνπλ ζηνλ πξνζηαηεπηηθό αγσγό θαη όρη ζηνπο αγσγνύο θάζεο, πξνηείλεηαη κηα γσλία πξνζηαζίαο 45º ή ιηγόηεξν (όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 7). Απηό ηζρύεη κόλν γηα γξακκέο κε ύςνο κηθξόηεξν από 15m κε απνζηάζεηο κεηαμύ αγσγώλ θάησ από 2m. Φειόηεξεο γξακκέο απαηηνύλ κηθξόηεξε γσλία πξνζηαζίαο. Βιέπε IEEE Std [B27]. 7.2 Απαηηήζεηο κόλσζεο Ζ απνηειεζκαηηθόηεηα ησλ πξνζηαηεπηηθώλ αγσγώλ εμαξηάηαη ζεκαληηθά από ηελ κόλσζε πνπ παξέρεηαη αλάκεζα ζηνλ γεησκέλν αγσγό θαη ηνπο αγσγνύο θάζεο. Δάλ ν γεησκέλνο αγσγόο είλαη ζε επαθή κε ηνλ πόιν ζε νιόθιεξν ην ύςνο ηνπ, είλαη δύζθνιν λα παξαζρεζεί επαξθήο κόλσζε. ε έλαλ μύιηλν ζηύιν, είλαη ζπλήζσο αλαγθαίν λα απνκνλσζεί ν γεησκέλνο πόινο από ηνλ ζηύιν θνληά ζηνπο κνλσηήξεο θάζεο θαη ηνπο βξαρίνλεο. Απηό κπνξεί λα επηηεπρζεί κε ξάβδνπο fiberglass, ή ζηεξίγκαηα πνπ ηνπνζεηνύληαη νξηδόληηα ζηνλ ζηύιν γηα λα θξαηήζνπλ ηνλ γεησκέλν αγσγό cm καθξηά από ηνλ ζηύιν. Σν CFO από ηνλ γεησκέλν αγσγό ζηελ θνληηλόηεξε θάζε είλαη ε πην κηθξή ηηκή από πνιιέο πνξείεο. Θα πξέπεη λα δνζεί πξνζνρή ζηελ κόλσζε επηηόλσλ πξνθεηκέλνπ λα απνθηεζεί ην απαξαίηεην CFO.