ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. του Φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών :

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ του Φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών : ΚΑΠΕΤΑΝΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΙΣΤΟΣ του ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΥ ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΗΤΡΩΟΥ : 6944 Θέμα: «Μελέτη σφαλμάτων σε δίκτυα Μέσης τάσης Νομού Αργολίδας» Επιβλέπουσα : ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΠΥΡΓΙΩΤΗ Επίκουρη Καθηγήτρια Πάτρα : 2016

2 [1]

3 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιστοποιείται ότι η διπλωματική εργασία με θέμα: «Μελέτη σφαλμάτων σε δίκτυα Μέσης τάσης του νομού Αργολίδας» του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΚΑΠΕΤΑΝΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΙΣΤΟΣ του ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΥ Α.Μ.: 6944 Παρουσιάστηκε δημόσια και εξετάσθηκε στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών στις / / Η επιβλέπουσα: Ο Διευθυντής του Τομέα: Επίκουρη Καθηγήτρια Ελευθερία Πυργιώτη Καθηγητής Αντώνιος Αλεξανδρίδης [2]

4 Ευχαριστίες: Θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στην κυρία Ε. Πυργιώτη, για την πολύτιμη καθοδήγηση, επίβλεψη και ανάθεση της διπλωματικής εργασίας. Επίσης το διευθυντή (κύριο Λαμπρόπουλο Δημήτρη) και προσωπικό (κ. Στεργίου Φάνη, της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Ναυπλίου (Διαχειριστής του Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας), το προσωπικό (κ. Νανόπουλο Βασίλη) της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Άργους (Διαχειριστής του Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας), για την πολύτιμη βοήθειά τους καθώς και για την παραχώρηση των κατάλληλων δεδομένων. [3]

5 Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας : Τίτλος : «Μελέτη σφαλμάτων σε δίκτυα Μέσης τάσης Νομού Αργολίδας» Φοιτητής : Καπετανόπουλος Χρίστος του Αλεξάνδρου Επιβλέπουσα : ΕΠΙΚΟΥΡΗ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΠΥΡΓΙΩΤΗ [4]

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Αρχικά η διπλωματική εργασία μελετά τη συμπεριφορά εναέριων γραμμών διανομής μέσης τάσης από καταπονήσεις κεραυνών. Οι κεραυνοί είναι ένα φυσικό φαινόμενο. Αυτό το φυσικό φαινόμενο δημιουργεί μεγάλα προβλήματα σε παντός είδους ηλεκτρικές συσκευές και γενικότερα στα ηλεκτρικά συστήματα καθώς και στον ανθρώπο (ένας κεραυνός μπορεί να βλάψει την υγεία του ανθρώπου). Ένα κεραυνικό πλήγμα μπορεί να είναι άμεσο ή έμμεσο, αλλά σε κάθε περίπτωση προκαλεί βραχυκυκλώματα, ειδικότερα εάν η γραμμή διανομής είναι απροστάτευτη. Επειδή είναι ένα φυσικό φαινόμενο, δεν είναι εφικτό να προβλέψουμε με απόλυτη ακρίβεια την έκβαση του. Διάφορες παράμετροι όπως η πυκνότητα κεραυνών ή ο αριθμός των άμεσων κεραυνικών πληγμάτων απέχουν από τα πραγματικά στοιχεία. Η διπλωματική εργασία αναλύει και παρέχει με ακρίβεια προβλέψεις για σφάλματα από κεραυνικά πλήγματα στις γραμμές διανομής ηλεκτρικής ενέργειας μέσης τάσης. Στο τρίτο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας αναφέρεται η οδηγία της ΙΕΕΕ για τη συμπεριφορά των εναέριων γραμμών διανομής ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια των κεραυνών. Σκοπός της είναι να παρουσιάσει λύσεις για τη μείωση των βραχυκυκλωμάτων που προκαλούνται από κεραυνό στις εναέριες γραμμές διανομής. Επιπλέον προσδιορίζεται η συμπεριφορά των εναέριων γραμμών διανομής σε περίπτωση πτώσης κεραυνού (πλήγματα κεραυνών και βραχυκυκλώματα από επαγόμενη τάση), το αναγκαίο επίπεδο μόνωσης των γραμμών διανομής, η προστασία των γραμμών διανομής με προστατευτικό αγωγό καθώς επίσης και η προστασία των γραμμών με αλεξικέραυνα. Το τέταρτο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας εστιάζει αναλυτικά στα καταγεγραμμένα σφάλματα που προκλήθηκαν από πτώσεις κεραυνών στο δίκτυο μέσης τάσης (γραμμές διανομής μέσης τάσης και μετασχηματιστές), για μια δεκαετία στην περιοχή της Αργολίδας. Η μελέτη αφορά τέσσερις γραμμές διανομής μέσης τάσης με αφετηρία την περιοχή του Άργους, γραμμή R26 Υποσταθμός Άργους Ι Άργος Κιβέρι, γραμμή R21 Υποσταθμός Άργους Ι Άργος Ίρια, γραμμή R 21 Υποσταθμός Κρανιδίου Κρανίδι Τραχειά και γραμμή R26 Υποσταθμός Άργους ΙΙ Άργος Λύρκεια Τρίπολη. Το πραγματικό μήκος των συγκεκριμένων γραμμών υπολογίστηκε από τα μονογραμμικά σχέδια που μου παρείχε η Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε.. Επομένως χρησιμοποιώντας την μεθοδολογία της ΙΕΕΕ οδηγίας, υπολογίζεται η θεωρητική τιμή των κεραυνικών σφαλμάτων. Έπειτα τα καταγεγραμμένα σφάλματα των κεραυνικών πληγμάτων συλλέχθηκαν και κατηγοριοποιήθηκαν από την βάση δεδομένων της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Ναυπλίου για την χρονική περίοδο παρέχοντας μου τις «πειραματικές» τιμές. Στο τελευταίο κεφάλαιο αναφέρονται τα συμπεράσματα καθώς και μια λεπτομερής σύγκριση θεωρητικών και πραγματικών δεδομένων με διαγράμματα, κατηγοριοποιώντας τα σφάλματα ανά χρόνο για τα έτη [5]

7 SUMMARY Initially diploma s thesis reveals the behaviour of the overhead distribution medium voltage lines of lightning stresses. Lightning stroke is a physical phenomenon. This phenomenon causes severe problems to all electrical appliances and generally to all electrical systems and also to humans (a lightning stroke may damage human s health). A lightning stroke may be direct or indirect, but in any case causes flashovers, especially if the distribution line is unprotected. Since this is a natural phenomenon, it is impossible to accurately predict the final outcome. Various parameters such as the ground flash density or the number of direct lightning strokes deverge from the actual facts. This diploma thesis analyzes and provides accurate predictions for damages caused by lightning strokes to electrical medium voltage power lines. The third chapter of the diploma thesis refers to the IEEE instruction for the behaviour of overhead electrical power distribution lines during lightnings. Its purpose is to present solutions to reduce flashovers caused by lightning strokes on overhead distribution lines. Additionally IEEE instruction determines the behaviour of overhead distribution lines in case of lightning strokes and flashovers from induced voltage, the necessary level of power cables insulation, the protection of the distribution lines with overhead ground wire, as well as their protection with arresters. In the fourth chapter the diploma thesis focuses thoroughly on the recorded faults caused by lightning strokes on the medium voltage network (medium voltage power lines and medium voltage transformers) in the area of Argolida, over a decade. The study includs four medium voltage distribution power lines starting from the city of Argos,the R26 line at the substation Argos I (Argos Kiveri), the R21 line at the substation Argos 1(Argos Iria), the R21 line at the substation Kranidi (Kranidi Trahia),the R26 line at the substation Argos II (Argos Lyrkia Tripoli). The actual length of these power lines was calculated from the monogrammic drawings, provided from the Administrator of Hellenic Electrical Distribution Network. Therefore the theoretical value of the lightning stroke faults is calculated using the method of IEEE instruction. Rigrt after that, the recorded faults from lightning strokes were collected and then categorized by the Administrator of Hellenic Electrical Distribution Network database in Nafplio for the period of , proving me with the actual values of the lightning stroke faults. The final chapter presents the conclusions but also a detailed theoretical and actual data comparison with diagrams, categorizing the faults per year for the years [6]

8 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ IEEE ΟΔΗΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΚΕΡΑΥΝΙΚΩΝ ΠΛΗΓΜΑΤΩΝ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΟΔΗΓΙΑΣ ΠΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ ΣΚΟΠΟΣ ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ ΟΡΙΣΜΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΚΕΡΑΥΝΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΚΕΡΑΥΝΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΚΕΡΑΥΝΟΥ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΕΝΑΕΡΙΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΚΕΡΑΥΝΟΥ ΥΠΕΡΤΑΣΕΙΣ ΑΠΟ ΑΜΕΣΑ ΚΕΡΑΥΝΙΚΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΣΕ ΑΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΟΥΣ ΑΓΩΓΟΥΣ ΥΠΕΡΤΑΣΕΙΣ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΙΚΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΣΕ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΚΟΝΤΑ ΣΤΙΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΟΝΩΣΗΣ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ CFO ΤΑΣΗ ΤΗΣ ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ CFO ΤΑΣΗΣ ΓΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΜΕ ΜΟΝΩΣΕΙΣ ΣΕΙΡΑΣ ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣ ΟΤΑΝ ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΤΟ CFO ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ ΓΙΑ ΔΙΑΚΟΠΗ ΤΟΥ ΤΟΞΟΥ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗ ΞΥΛΟΥ ΛΟΓΩ ΚΕΡΑΥΝΙΚΟΥ ΠΛΗΓΜΑΤΟΣ ΟΡΙΑ ΣΤΗΝ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΓΙΑ ΒΕΛΤΙΩΜΕΝΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ ΚΕΡΑΥΝΟ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΜΕ ΑΓΩΓΟ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ (OHGW- Overhead Ground wire) ΓΩΝΙΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΓΕΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΜΟΝΩΣΗΣ [7]

9 ΥΠΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΔΙΚΤΥΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΕΝΑΕΡΙΑ ΚΑΛΩΔΙΑ ΓΕΙΩΣΗΣ ΚΑΙΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΑ ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΜΗΚΟΥΣ ΤΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟΥ ΑΝΑΦΛΕΞΗ ΑΠΟ ΚΟΝΤΙΝΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΑΝΑΦΛΕΞΗ ΑΠΟ ΑΜΕΣΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΕΝΤΑΦΙΑΣΜΕΝΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΕΣ ΑΜΕΣΩΝ ΠΛΗΓΜΑΤΩΝ ΣΕ ΕΝΤΑΦΙΑΣΜΕΝΑ ΚΑΛΩΔΙΑ ΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΡΕΥΜΑΤΑ ΕΞ ΕΠΑΓΩΓΗΣ ΣΕ ΕΝΤΑΦΙΑΣΜΕΝΑ ΚΑΛΩΔΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α.1 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1 15 kv σχεδιασμός ξύλινων βραχιόνων Α.2 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2 35 kv ΓΡΑΜΜΗ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΜΕ OHGW ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β ΤΕΧΝΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ - ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΑΡΓΟΥΣ Ι R-21 ΑΡΓΟΣ ΙΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΑΡΓΟΥΣ Ι R-26 ΑΡΓΟΣ ΚΙΒΕΡΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ R-26 ΑΡΓΟΣ ΛΥΡΚΕΙΑ ΤΡΙΠΟΛΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ R-21 ΚΡΑΝΙΔΙ ΤΡΑΧΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [8]

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 0 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ιστορική ανασκόπηση Πριν το 1800, η γνώση γύρω από τον ηλεκτρισμό περιοριζόταν κυρίως στις μελέτες των ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων που είχαν γίνει από κάποιους πρωτοπόρους ερευνητές. Αν και σημαντικές νέες ανακαλύψεις, που έγιναν τα επόμενα χρόνια, πρόσθεταν συνεχώς και νέα γνώση στο αντικείμενο του ηλεκτρισμού, εφαρμογές που να οδηγούν σε εκμετάλλευση αυτών των ανακαλύψεων εμφανίστηκαν αρκετά αργότερα. Η πρώτη εμπορική χρήση του ηλεκτρισμού άρχισε γύρω στο 1870, όταν χρησιμοποιήθηκαν οι λαμπτήρες τόξου για φωτισμό οικιών και οδών. Το πρώτο πλήρες ηλεκτρικό σύστημα, αποτελούμενο από γεννήτρια, καλώδιο, ασφάλεια, μετρητή και φορτία, ήταν αυτό που εγκαταστάθηκε από τον Thomas Edison στην πόλη της Νέας Υόρκης, ο ιστορικός σταθμός της Pearl Street που τέθηκε σε λειτουργία το Αυτό ήταν ένα σύστημα συνεχούς ρεύματος (DC) που αποτελούνταν από μια ατμομηχανή που κινούσε μια γεννήτρια συνεχούς ρεύματος και τροφοδοτούσε με ηλεκτρική ενέργεια 59 καταναλωτές σε μια περιοχή ακτίνας 1,5 km. Τα φορτία, που ήταν αποκλειστικά λαμπτήρες πυρακτώσεως, τροφοδοτούνταν σε μια τάση 110 V μέσω υπογείου καλωδίου. Πολύ σύντομα αντίστοιχα συστήματα λειτούργησαν στις περισσότερες μεγαλουπόλεις σε όλο τον κόσμο. Το τεχνικό πρόβλημα που αντιμετώπιζαν αυτά τα πρώτα ηλεκτρικά συστήματα ήταν ότι παρέμεναν ανενεργά, ή τουλάχιστον υπολειτουργούσαν, κατά το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου, καθόσον υπήρχε έλλειψη ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας για φωτισμό κατά τη διάρκεια της ημέρας. Θα έπρεπε, συνεπώς, να έρθει μια άλλη εφαρμογή για να καλύψει αυτή την έλλειψη ζήτησης. Με την ανάπτυξη των κινητήρων, η ηλεκτρική κινητήρια ισχύς κατέστη γρήγορα πολύ δημοφιλής και χρησιμοποιήθηκε σε πολλές εφαρμογές, λύνοντας ταυτόχρονα το τεχνικό πρόβλημα της έλλειψης ζήτησης που προαναφέρθηκε. Με τα πρώτα αυτά συστήματα, λοιπόν, ξεκίνησε αυτό που έμελλε να εξελιχθεί σε μια από τις μεγαλύτερες βιομηχανίες στον κόσμο. Παρά την αρχική ευρεία χρήση των συστημάτων συνεχούς ρεύματος, αυτά πολύ γρήγορα αντικαταστάθηκαν πλήρως από τα συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). Ο λόγος ήταν προφανής.τα συστήματα συνεχούς δεν είχαν τη δυνατότητα να μεταφέρουν ισχύ σε μεγάλες αποστάσεις, διότι για να γίνει κάτι τέτοιο και συγχρόνως να κρατηθούν οι απώλειες μεταφοράς R x I 2 και οι πτώσεις τάσεις σε αποδεκτά επίπεδα, έπρεπε τα επίπεδα τάσης να είναι υψηλά. Υψηλές όμως τάσεις δεν ήταν αποδεκτές ούτε για την παραγωγή ούτε για την κατανάλωση επειδή δεν το επέτρεπε η τεχνολογία της εποχής αλλά και η ασφάλεια των καταναλωτών. Η λύση, συνεπώς, θα ήταν να μεταφερόταν η ισχύς σε μεγάλες αποστάσεις υπό υψηλότερη τάση, η οποία στη συνέχεια θα μειωνόταν σε χαμηλότερες τιμές στις θέσεις όπου υπήρχαν τα φορτία. Η σχεδίαση και η ανάπτυξη μιας συσκευής που θα μετασχημάτιζε στα επιθυμητά επίπεδα τάση και ρεύμα πρόβαλε πλέον σαν επιτακτική ανάγκη. Η ανάπτυξη του μετασχηματιστή οδήγησε στην ανάπτυξη των ηλεκτρικών δικτύων εναλλασσόμενου ρεύματος, τα οποία έγιναν ακόμη πιο ελκυστικά με την ανάπτυξη πολυφασικών συστημάτων από τον Nicola Tesla. Οι πρωτοποριακές για την εποχή εφευρέσεις του τελευταίου όσον αφορά τους κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, τις γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος, τους μετασχηματιστές και τα συστήματα μεταφοράς αποτέλεσαν τη βάση για την ανάπτυξη των σημερινών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. [9]

11 Στη διαμάχη που είχε ξεσπάσει ανάμεσα στους οπαδούς του συνεχούς ρεύματος και τους οπαδούς του εναλλασσόμενου ρεύματος για το πιο σύστημα θα έπρεπε να τυποποιηθεί, οι οπαδοί του εναλλασσόμενου υπερίσχυσαν. Με την αυγή του νέου αιώνα το εναλλασσόμενο σύστημα επικράτησε του συνεχούς για τους εξής λόγους : - Ο μετασχηματιστής παρείχε τη ζητούμενη δυνατότητα να μεταβάλλονται εύκολα τα επίπεδα τάσης και να χρησιμοποιούνται έτσι διαφορετικά επίπεδα τάσης, για την παραγωγή, τη μεταφορά και τη διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας. - Οι γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος ήταν πολύ πιο απλές από τις γεννήτριες συνεχούς ρεύματος. - Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος ήταν απλούστεροι και φθηνότεροι από τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Με την επικράτηση του εναλλασσόμενου ρεύματος, άρχισε η ανάπτυξη των τοπικών ηλεκτροπαραγωγών σταθμών, οι οποίοι, με συστήματα μεταφοράς και διανομής που εκτείνονταν μέχρι τα όρια δράσης τους, εξυπηρετούσαν το φορτίο στενών γεωγραφικών περιοχών. Πολύ σύντομα γειτονικά τέτοια συστήματα άρχισαν να διασυνδέονται, ώστε να μπορούν να ανταλλάσσουν ενέργεια και να ικανοποιούν στη βάση της αμοιβαιότητας φορτία αιkmής, όχι κατ ανάγκη σε ταυτοχρονισμό, που μόνα τους θα ήταν αδύνατον να ικανοποιηθούν. Με τέτοιου είδους διασυνδέσεις εξάλλου γινόταν καλύτερη εκμετάλλευση του εξοπλισμού κάθε συστήματος. Για να μπορέσουν βέβαια να συνδεθούν μεταξύ τους αυτά τα συστήματα έπρεπε προηγουμένως να λυθεί το τεχνικό πρόβλημα της τυποποίησης συχνότητας, επειδή υπήρχαν συστήματα που λειτουργούσαν σε διαφορετικές συχνότητες, όπως 25, 50, 60 και 133 Hz. Στην Ευρώπη και στη χώρα μας η συχνότητα τυποποιήθηκε στα 50 Hz, ενώ στις Ηνωμένες Πολιτείες, στον Καναδά, στη Βραζιλία και σε μέρος της Ιαπωνίας η τυποποίηση έγινε στα 60 Hz. Η αυξανόμενη ανάγκη για μεταφορά όλο και μεγαλύτερων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, έδρασε σαν κίνητρο για τη χρήση προοδευτικά όλο και υψηλότερων επιπέδων τάσης. Ενώ στα πρώτα συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος τα επίπεδα τάσης ήταν 12, 44 και 60 kv, ανήλθαν στα 165 kv το 1922, στα 220 kv το 1923, στα 287 kv το 1935, στα 350 kv το 1953, στα 500 kv το 1965 και στα 765 kv το Για να αποφευχθεί η εξάπλωση ενός απεριόριστου αριθμού από επίπεδα τάσης,γεγονός που θα προκαλούσε σημαντικά προβλήματα στην τυποποίηση του εξοπλισμού, η βιομηχανία επέλεξε κάποια επίπεδα τάσης ως στάνταρ. Αυτά είναι 115,132, 138, 150,161, 220, 230 και 275 kv για τη βαθμίδα των υψηλών τάσεων και 345, 400, 500 και 765 kv για τη βαθμίδα των υπερυψηλών τάσεων. Με την πάροδο των ετών, η βιομηχανία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εξαπλωνόταν ραγδαία. Στις ημέρες μας, η βιομηχανία παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος, σε συνδυασμό με τις άμεσα σχετιζόμενες εταιρείες που κατασκευάζουν πάσης φύσεως ηλεκτρολογικό εξοπλισμό αλλά και ηλεκτρικές συσκευές, κατέστη μια από τις μεγαλύτερες στον κόσμο. Το μέλλον θα απαιτεί συνεχείς επίπονες επιδόσεις των ενεργειακών μηχανικών για βελτίωση των ήδη υπάρχοντων τεχνολογιών και την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών, ώστε να καλύπτονται χωρίς σημαντικές καθυστερήσεις οι ραγδαία αυξανόμενες ανάγκες της κοινωνίας μας σε ηλεκτρική ενέργεια. Ο ηλεκτρισμός στην Ελλάδα Το έτος 1889 «έφτασε» ο ηλεκτρισμός στην Ελλάδα. Σύμφωνα με τα ιστορικά στοιχεία της Δ.Ε.Η. Α.Ε., η «Γενική Εταιρεία Εργοληψιών» κατασκεύασε στην Αθήνα, στην οδό Αριστείδου, την πρώτη μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το πρώτο [10]

12 κτίριο που φωτίζεται είναι τα Ανάκτορα και πολύ σύντομα ο ηλεκτροφωτισμός επεκτείνεται στο σημερινό ιστορικό κέντρο της πόλης. Τον ίδιο χρόνο ηλεκτροδοτείται επίσης η Θεσσαλονίκη, η οποία ανήκει ακόμα στην Οθωμανική Αυτοκρατορία. Η «Βελγική Εταιρεία» αναλαμβάνει απ' τις τουρκικές αρχές το φωτισμό και την τροχοδρόμηση της πόλης με την κατασκευή εργοστασίου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Δέκα χρόνια αργότερα κάνουν την εμφάνισή τους στην Ελλάδα οι πολυεθνικές εταιρείες ηλεκτρισμού. Η αμερικανική εταιρεία Thomson-Houston με τη συμμετοχή της Εθνικής Τράπεζας ιδρύουν την «Ελληνική Ηλεκτρική Εταιρεία» που αναλαμβάνει την ηλεκτροδότηση μεγάλων ελληνικών πόλεων. Μέχρι το 1929 θα έχουν ηλεκτροδοτηθεί 250 πόλεις με πληθυσμό άνω των 5000 κατοίκων. Στις πιο απομακρυσμένες και αραιοκατοικημένες περιοχές, που ήταν οικονομικά ασύμφορο για τις μεγάλες εταιρείες να κατασκευάσουν μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, την ηλεκτροδότηση αναλαμβάνουν ιδιώτες ή δημοτικές και κοινοτικές αρχές κατασκευάζοντας μικρά εργοστάσια. Το έτος 1950 υπήρχαν στην Ελλάδα περίπου 400 εταιρείες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ως πρωτογενή καύσιμα χρησιμοποιούσαν το πετρέλαιο και το γαιάνθρακα, αμφότερα εισαγόμενα από το εξωτερικό. Η κατάτμηση της παραγωγής σε πολλές μικρές μονάδες, σε συνδυασμό με τα εισαγόμενα καύσιμα, εξωθούσε την τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας στα ύψη, φτάνοντας στο τριπλάσιο μέχρι και πενταπλάσιο των τιμών που ίσχυαν στις άλλες ευρωπαϊκές χώρες. Η ηλεκτρική ενέργεια ήταν λοιπόν ένα αγαθό πολυτελείας, αν και τις περισσότερες φορές παρεχόταν με ωράριο και οι ξαφνικές διακοπές ήταν σύνηθες φαινόμενο. Τον Αύγουστο του 1950 ιδρύθηκε η Δ.Ε.Η. και ως εκ τούτου, οι δραστηριότητες παραγωγής, μεταφοράς και διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας συγκεντρώθηκαν σε ένα δημόσιο φορέα. Η Δ.Ε.Η. αμέσως στρέφεται προς την αξιοποίηση των εγχώριων πηγών ενέργειας ενώ ξεκινά και η ενοποίηση των δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα εθνικό διασυνδεδεμένο Σύστημα. Τα πλούσια λιγνιτικά κοιτάσματα του ελληνικού υπεδάφους που είχαν νωρίτερα εντοπισθεί, άρχισαν να εξορύσσονται και να χρησιμοποιούνται ως καύσιμη ύλη στις λιγνιτικές μονάδες ηλεκτροπαραγωγής που δημιουργούσε η Δ.Ε.Η.. Παράλληλα, η Επιχείρηση ξεκίνησε την αξιοποίηση της δύναμης των υδάτων με την κατασκευή υδροηλεκτρικών σταθμών στα μεγάλα ποτάμια της χώρας. Από η Δ.Ε.Η. Α.Ε. λειτουργεί ως ανώνυμη εταιρεία ενώ από έχει εισαχθεί στα Χρηματιστήρια Αξιών Αθηνών και Λονδίνου. Η Δ.Ε.Η. Α.Ε. δραστηριοποιείται ως Παραγωγός και είναι ο κύριος Προμηθευτής ηλεκτρικής ενέργειας. Κατέχει (στοιχεία 2013) περίπου το 75% της εγκατεστημένης ισχύος των θερμοηλεκτρικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής στην ηπειρωτική Ελλάδα συμπεριλαμβάνοντας στο ενεργειακό της μείγμα λιγνιτικούς, υδροηλεκτρικούς και πετρελαϊκούς σταθμούς, καθώς και σταθμούς φυσικού αερίου, αλλά και μονάδες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (Α.Π.Ε.). Παράγοντας σχεδόν το 50% της ηλεκτρικής της παραγωγής από λιγνίτη, είναι ο 2ος μεγαλύτερος παραγωγός ηλεκτρικής ενέργειας από λιγνίτη στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Προμηθεύει περίπου το 98 % (στοιχεία 2013) της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Τέλος, σύμφωνα με την πρόσφατη ελληνική νομοθεσία (ν. 4001/2011) παραμένει στην ιδιοκτησία της το δίκτυο διανομής συνολικού μήκους km (στοιχεία 2009), ενώ η κυριότητα του εθνικού συστήματος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μήκους km μεταβιβάζεται στον Α.Δ.Μ.Η.Ε. Α.Ε.. Μετά την απόσχιση από τη Δ.Ε.Η. Α.Ε. των κλάδων Μεταφοράς και Διανομής, δημιουργήθηκαν δύο 100% θυγατρικές εταιρείες της Δ.Ε.Η. Α.Ε., ο Α.Δ.Μ.Η.Ε. Α.Ε. (Ανεξάρτητος Διαχειριστής Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Α.Ε.) και ο Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε. (Διαχειριστής Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας Α.Ε.). Ο Α.Δ.Μ.Η.Ε. Α.Ε. έχει την ευθύνη της διαχείρισης, λειτουργίας, ανάπτυξης και [11]

13 συντήρησης του Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας και των διασυνδέσεών του, ενώ ο Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε. έχει την ευθύνη για τη διαχείριση, ανάπτυξη, λειτουργία και συντήρηση του Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας. Η Δ.Ε.Η. Ανανεώσιμες Α.Ε. ως 100% θυγατρική εταιρεία της Δ.Ε.Η. Α.Ε. έχει παραλάβει τη σκυτάλη της διαχείρισης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (Α.Π.Ε.) από τη μητρική εταιρεία, με στόχο την ανάπτυξη του κλάδου. Εργασίες σε στύλο μέσης τάσης (Πηγή : Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε.) Εργασίες σε στύλο μέσης τάσης (Πηγή : [12]

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 0 ΚΕΡΑΥΝΟΣ Δημιουργία κεραυνών στην ατμόσφαιρα (Πηγή : εικόνες) Ο μηχανισμός κεραυνού Φυσικές εκδηλώσεις κεραυνών έχουν επισημανθεί σε αρχαίους καιρούς, αλλα η κατανόηση των κεραυνών είναι σχετικά πρόσφατη. Ο Franklin διεξήγαγε πειράματα κεραυνών στα , αλλά η πλείστη της γνώσης έχει ληφθεί κατά τα τελευταία 50 έως 70 έτη. Το πραγματικό κίνητρο για τη μελέτη κεραυνών προήλθε όταν οι ηλεκτρικές γραμμές μεταφοράς έπρεπε να προστατευτούν έναντι κεραυνών. Οι μέθοδοι περιλαμβάνουν μετρήσεις (i) κεραυνικών ρευμάτων, (ii) μαγνητικών και [13]

15 ηλεκτρομαγνητικών εκπεμπόμενων πεδίων, (iii) τάσεων, χρήση (iv) φωτογράφησης υψηλής ταχύτητας και ραδιοεντοπιστών. Θεμελειωδώς, ο κεραυνός είναι μια εκδήλωση μιας πολύ μεγάλης ηλεκτρικής εκκένωσης και ενός σπινθήρα. Αρκετές θεωρίες έχουν προαχθεί για να ερμηνεύσουν τη συσσώρευση ηλεκτρισμού σε σύννεφα και συζητούνται στις αναφορές 4, 5 και 6. Η παρούσα ενότητα ανασκοπεί σύντομα τις διαδικασίες κεραυνικών εκκενώσεων. Σε ένα πραγματικό σύννεφο τα μεγαλύτερα σωματίδια κατέχουν συνήθως αρνητικό φορτίο και οι μικρότεροι φορείς είναι θετικοί. Έτσι, η βάση ενός σύννεφου κεραυνού φέρει γενικά ένα αρνητικό φορτίο και το ανώτερο τμήμα του είναι θετικό, με το όλο σύννεφο να είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Ο φυσικός μηχανισμός διαχωρισμού φορτίου είναι ακόμα ένα αντικείμενο έρευνας και δε θα αντιμετωπιστεί εδώ. Όπως θα συζητηθεί αργότερα, δύναται να υπάρχουν αρκετά κέντρα φορτίου εντός ενός μεμονωμένου σύννεφου. Τυπικά το κέντρο αρνητικού φορτίου μπορεί να εντοπίζεται οπουδήποτε μεταξύ 500 και m υπεράνω του εδάφους. Κεραυνική εκκένωση ως προς γη εκκινεί συνήθως στην παρυφή ενός θύλακα αρνητικού φορτίου. Στο μάτι μια κεραυνική εκκένωση εμφανίζεται ως μια φωτοβόλος εκκένωση, μολονότι κατά στιγμές δύνανται να παρατηρηθούν διακλαδώσεις μεταβλητής έντασης που τερματίζουν μεταξύ ουρανού και γης, ενώ το φωτεινό κύριο κανάλι συνεχίζει προς τη γη σε μια διαδρομή ελιγμογραμμίας. Μελέτες φωτογραφικής τεχνικής υψηλής ταχύτητας αποκαλύπτουν ότι τα περισσότερα κεραυνικά πλήγματα ακολουθούνται από επαναλαμβανόμενα ή πολλαπλά πλήγματα, τα οποία διαδίδονται κατά μήκος του εδραιωμένου από το πρώτο πλήγμα διαύλου. Το τελευταίο συνήθως δεν διακλαδίζεται κι η διαδρομή του είναι λαμπρά φωτεινή. Οι ποικίλες φάσεις ανάπτυξης ενός κεραυνικού πλήγματος από σύννεφο προς γη, όπως παρατηρούνται μέσω φωτογράφησης υψηλής ταχύτητας, φαίνονται διαγραμματικά στο σχήμα μαζί με το προς γη ρεύμα. Το πλήγμα εκκινεί στην περιοχή του θύλακα αρνητικού φορτίου όπου η τοπική πεδιακή ένταση προσεγγίζει την πεδιακή ένταση ιονισμού ( 30 kv / cm σε ατμοσφαιρικό αέρα ή 10 kv / cm παρουσία σταγονιδίων ύδατος). Διαγραμματική αναπαράσταση μηχανισμού κεραυνού και ρεύμα εδάφους (Πηγή : Υψηλές Τάσεις, E. Kuffel, W.S. Zaengl, J. Kuffel, μετάφραση επιμέλεια Παναγιώτης Σπ. Σβάρνας Επικ. Καθ. Πανεπιστημίου Πατρών, εκδόσεις Τζιόλα) [14]

16 Κατά τη διάρκεια της πρώτης φάσης, η εκκένωση «leader», γνωστή ως «βηματικός leader», κινείται ταχέως προς τα κάτω σε βήματα των 50 έως 100 m και σταματά μετά από κάθε βήμα για μερικές δεκάδες μικροδευτερόλεπτα. Από την αιkmή απόληξης της εκκένωσης, ένας «steamer πλοηγός» έχων χαμηλή φωτεινότητα και ρεύμα μερικών Αεξαπλώνεται στον παρθένο αέρα με μια ταχύτητα περί τα 1 x 10 5 m / s. Ο «steamer πλοηγός» ακολουθείται από τον «βηματικό leader» με μια μέση ταχύτητα περί τα 5 x 10 5 m /s και ένα ρεύμα περίπου 100 Α. Ένας «βηματικός leader» από ένα σύννεφο περί τα 3 km υπεράνω του εδάφους, όπως φαίνεται στο σχήμα, χρειάζεται περί τα 60 m / s για να φθάσει το έδαφος. Καθώς ο «leader» προσεγγίζει το έδαφος, το ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ αυτού και της γης αυξάνει, και προκαλεί σημειακές εκκενώσεις από γήινα αντικείμενα τέτοια όπως ψηλά κτήρια, δένδρα, κ.τ.λ.. Σε κάποιο σημείο η συγκέντρωση φορτίου στο γειωμένο αντικείμενο είναι αρκετά υψηλή για να εκκινήσει ένας ανερχόμενος θετικός «streamer». Τη στιγμή κατά την οποία οι δυο «leaders» συναντιούνται εκκινεί από το έδαφος προς το σύννεφο το «κυρίως» πλήγμα ή πλήγμα «επιστροφής» το οποίο οδεύει πολύ ταχύτερα ( 50 x 10 6 m / s) κατά μήκος του προηγούμενα εδραιωμένου ιονισμένου καναλιού. Το ρεύμα στο πλήγμα επιστροφής είναι της τάξης των μερικών ka ως 250 ka κι οι θερμοκρασίες μέσα στο κανάλι είναι C έως C. Αυτές είναι υπεύθυνες για τις καταστρεπτικές επιπτώσεις του κεραυνού, δίνοντας υψηλή φωτεινότητα και προκαλώντας εκρηκτική διαστολή αέρα. Το πλήγμα επιστροφής προκαλεί τις καταστρεπτικές συνέπειες που συνδέονται γενικά με έναν κεραυνό. Το πλήγμα επιστροφής ακολουθείται από αρκετά πλήγματα σε διαστήματα των 10 ως 300 m / s. Ο «leader» του δευτέρου και των μεταγενέστερων πληγμάτων είναι γνωστός ως «βελοειδής leader» λόγω της σαν βέλος όψης του. Ο βελοειδής «leader» ακολουθεί τον δίαυλο του πρώτου βηματικού «leader» με μια ταχύτητα περίπου 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του βηματικού «leader». Ο δίαυλος συνήθως δεν είναι διακλαδωμένος και φωτίζεται λαμπρά. Η διαγραμματική αναπαράσταση των διαφόρων σταδίων εξέλιξης του κεραυνικού πλήγματος από το σύννεφο στο έδαφος στα σχήματα δίνει μια ευκρινέστερη εκτίμηση της εμπλεκόμενης διαδικασίας. Σε ένα σύννεφο δύνανται να υπάρχουν αρκετά κέντρα φορτίου υψηλής συγκέντρωσης. Στην παρούσα περίπτωση φαίνονται μόνο δύο κέντρα αρνητικού φορτίου. Στη φάση (α) ο βηματικός «leader» έχει εκκινήσει και ο «streamer» πλοηγός κι ο βηματικός «leader» διαδίδονται προς το έδαφος, χαμηλώνοντας τα αρνητικά φορτία μέσα στο σύννεφο. Μέχρι αυτή τη στιγμή το σημείο πλήγματος δεν έχει ακόμα κριθεί στη (β) ο «streamer» από τη γη στη (γ) το πλήγμα ολοκληρώνεται, ένα ισχυρό πλήγμα επιστροφής γυρίζει στο σύννεφο και το αρνητικό φορτίο του συννέφου αρχίζει να εκκενώνεται στη (δ) το πρώτο κέντρο είναι πλήρως εκφορτισμένο κι εκκινούν να αναπτύσσονται «streamers» στο δεύτερο κέντρο φορτίου στην (ε) το δεύτερο κέντρο φορτίου εκκενώνεται προς το έδαφος διαμέσου του πρώτου κέντρου φορτίου και του βελοειδούς «leader», διανέμοντας αρνητικό φορτίο κατά μήκος του καναλιού. Θετικοί «streamers» εγείρονται από το έδαφος για να συναντήσουν τον βελοειδή «leader» στη (στ) γίνεται επαφή με τους «streamers» από τη γη,ένα βαρύ πλήγμα επιστροφής προχωρεί προς τα άνω και ξεκινά να εκφορτίζει τον αρνητικά φορτισμένο χώρο κάτω από το σύννεφο και το δεύτερο κέντρο φορτίου μέσα στο σύννεφο. Κεραυνικά πλήγματα από σύννεφο προς έδαφος είναι υπεύθυνα μόνο για περίπου το 10 επί τοις εκατό των κεραυνικών εκκενώσεων η πλειονότητα εκκενώσεων κατά τη διάρκεια καταιγίδων λαμβάνει χώρα μεταξύ σύννεφων. Εκκενώσεις μέσα σε σύννεφα παρέχουν συχνά γενικό καταυγασμό γνωστός ως «θωράκιση αστραπής». Μετρήσεις ρεύματος πληγμάτων στο έδαφος έχουν δείξει ότι το υψηλό ρεύμα χαρακτηρίζεται από μια ταχεία άνοδο προς την κορυφή (1 ως 10 μs) ακολουθούμενη από μια μακρύτερη χρονική καθυστέρηση των μs προς το ήμισυ του πλάτους. Το σχήμα δίνει την πιθανότητα κατανομής χρόνων κορυφής για κεραυνικά πλήγματα, όπως προετοιμάστηκε από τον Anderson. Υπάρχει πειστική ένδειξη ότι πολύ υψηλά ρεύματα πληγμάτων δε συμπίπτουν με πολύ βραχείς χρόνους κορυφής. [15]

17 Δεδομένα υπαίθρου μαρτυρούν ότι το 50 επί τοις εκατό των ρευμάτων πληγμάτων, συμπεριλαμβανομένων πολλαπλών πληγμάτων, έχουν ένα ρυθμό ανόδου που υπερβαίνει τα 20 ka / μs και το 10 επί της εκατό υπερβαίνει τα 50 ka / μs. Η μέση διάρκεια ρεύματος πλήγματος άνω του ημίσεως πλάτους είναι 30 μs και 18 επί τοις εκατό έχουν μακρύτερους από 50 μs χρόνους ημίσεως πλάτους. Έτσι, για ένα τυπικό μέγιστο ενός ρεύματος πλήγματος των Α σε μια γραμμή μεταφοράς κυματικής εμπέδησης (ας πούμε) Ζ = 400 Ω και θεωρώντας ότι το πλήγμα λαμβάνει χώρα στο μέσο της γραμμής με το ήμισυ του ρεύματος να ρέει σε κάθε κατεύθυνση (Ζ 200 Ω), η κεραυνική υπέρταση γίνεται V = 5000 x 400 = 2 MV. Βάσει πολλών ερευνών, η Επιτροπή ΑΙΕΕ έχει παράξει την κατανομή συχνότητας των μεγεθών ρεύματος, φαίνεται στο σχήμα, η οποία χρησιμοποιείται συχνά για εκτέλεση υπολογισμών. Στο σχήμα συμπεριλαμβάνεται μια καμπύλη προταθείσα από τον Anderson. Τα δεδομένα επί των κεραυνικών πληγμάτων και τάσεων έχουν σχηματίσει τη βάση για την εδραίωση του τυποποιημένου κρουστικού παλμού ή κεραυνικού κύματος για δοκιμές εξοπλισμού σε εργαστήρια. [16]

18 Σχηματική αναπαράσταση ποκίλων φάσεων κεραυνικού πλήγματος μεταξύ συννέφου εδάφους (Πηγή : Υψηλές Τάσεις, E. Kuffel, W.S. Zaengl, J. Kuffel, μετάφραση επιμέλεια Παναγιώτης Σπ. Σβάρνας Επικ. Καθ. Πανεπιστημίου Πατρών, εκδόσεις Τζιόλα) [17]

19 Σχηματική αναπαράσταση ποικίλων φάσεων κεραυνικού πλήγματος μεταξύ σύννεφου και εδάφους. (Πηγή : εικόνες) [18]

20 Κατανομή χρόνων κορυφής ρεύματος κεραυνικών πληγμάτων (σύμφωνα με τον Anderson) (Πηγή : Υψηλές Τάσεις, E. Kuffel, W.S. Zaengl, J. Kuffel, μετάφραση επιμέλεια Παναγιώτης Σπ. Σβάρνας Επικ. Καθ. Πανεπιστημίου Πατρών, εκδόσεις Τζιόλα) Είδη κεραυνών Ο κεραυνός ξεκινά από σημεία υψηλής πεδιακής έντασης. Δύο ετερόσημα φορτία μέσα στο ίδιο σύννεφο ή δύο γειτονικά σύννεφα δημιουργούν στο διάστημα που παρεμβάλλεται μεταξύ τους υψηλές πεδιακές εντάσεις που μπορούν να προκαλέσουν μια εκκένωση εσωτερική του νέφους ή ανάμεσα σε δύο σύννεφα. Συγκέντρωση φορτίου ενός πρόσημου σε μια θέση του νέφους και το φορτίο αντίθετου πρόσημου που επάγεται εξ αιτίας του στο έδαφος, δημιουργούν ανάμεσα στο νέφος και το έδαφος μια ζώνη αυξημένων πεδιακών εντάσεων. Οι υψηλότερες εντάσεις μέσα στην ζώνη αυτή μπορεί να αναπτύσσονται είτε κοντά στο νέφος είτε σε περίπτωση που το έδαφος παρουσιάζει μια σημαντική προεξοχή στην πλευρά του εδάφους. Στην πρώτη περίπτωση, η ενδεχόμενη εκκένωση που θα επακολουθήσει θα αρχίσει από το νέφος (με ένα κατερχόμενο οχετό προεκκένωσης) ενώ στην δεύτερη από το έδαφος (με έναν ανερχόμενο οχετό προεκκένωσης). Έτσι, διακρίνονται 4 περιπτώσεις έναρξης του οχετού προεκκένωσης του κεραυνού : α) Κατερχόμενος αρνητικός οχετός προεκκένωσης που αρχίζει από ένα αρνητικό σύννεφο (περίπτωση 1α). β) Ανερχόμενος θετικός οχετός προεκκένωσης που αρχίζει από μια προεξοχή του εδάφους κάτω από ένα αρνητικό σύννεφο (περίπτωση 2α). γ) Κατερχόμενος θετικός οχετός προεκκένωσης που αρχίζει από ένα θετικό σύννεφο (περίπτωση 3α). δ) Ανερχόμενος αρνητικός οχετός προεκκένωσης που αρχίζει από μια προεξοχή του εδάφους κάτω από ένα θετικό σύννεφο (περίπτωση 4α). Είδη κεραυνών: 1 α - 4α) ανάπτυξη οχετού προεκκένωσης, 1β - 4β) συμπλήρωση του αντίστοιχου είδους κεραυνού με οχετό επιστροφής (Πηγή : Προστασία κατασκευών από κεραυνούς, Σημειώσεις Ε. Πυργιώτη, Πανεπιστήμιο Πατρών) [19]

21 Αν ο οχετός προεκκένωσης που αναπτύσσεται με έναν από τους τέσσερις πιο πάνω τρόπους γεφυρώσει ολόκληρο το διάκενο σύννεφο-γη, επακολουθεί ο οχετός επιστροφής και έτσι ολοκληρώνεται ένας από τους 4 τύπους κεραυνού που εικονίζεται στο κατώτερο μέρος του Σχήματος 3.3 στους οποίους δίνονται οι πιο κάτω ορισμοί: Περίπτωση 1β: κατερχόμενη αρνητική εκκένωση, πηγάζει από ένα αρνητικό σύννεφο με έναν κατερχόμενο οχετό προεκκένωσης και αποτελεί τον πιο συνηθισμένο τύπο κεραυνού που παρατηρείται στα 90% περίπου των περιπτώσεων. Περίπτωση 2β: ανερχόμενος θετικός οχετός / αρνητική εκκένωση, πηγάζει από μια προεξοχή του εδάφους κάτω από ένα αρνητικό σύννεφο. Περίπτωση 3β: κατερχόμενη θετική εκκένωση, πηγάζει από ένα θετικό σύννεφο (πολύ σπάνια περίπτωση). Περίπτωση 4β: ανερχόμενος αρνητικός οχετός /θετική εκκένωση, πηγάζει από μια προεξοχή του εδάφους κάτω από ένα θετικό σύννεφο. Από τους πιο πάνω τύπους, ο 4β που πρωτοπαρατηρήθηκε στον σταθμό του San Salvatore και μελετήθηκε από τον Berger, αποτελεί τον ισχυρότερο τύπο κεραυνού που συνοδεύεται από τις μεγαλύτερες εντάσεις ρεύματος που έχουν καταγραφεί. Η κεραυνική δραστηριότητα στις 10 Αυγούστου 2008 Μελετώντας τα στοιχεία του δικτύου ΖΕΥΣ του ΕΑΑ, διαπιστώθηκε ότι από το 2005 έως το 2014, η κεραυνική δραστηριότητα παρουσίασε μέγιστη τιμή στις 10 Αυγούστου Την ημέρα αυτή παρουσιάστηκαν συνολικά κεραυνοί (Σχήμα). Η κεραυνική δραστηριότητα ήταν ιδιαίτερα έντονη σε όλη την ηπειρωτική περιοχή του Ελλαδικού χώρου. Ο αριθμός των κεραυνών σημείωνε αυξητική πορεία κατά τη διάρκεια της ημέρας (μέχρι τις 4 το απόγευμα οπότε και μετρήθηκαν σχεδόν κεραυνοί μέσα σε μια ώρα), με πτωτική πορεία στη συνέχεια. Την ημέρα εκείνη, η χαλαζόπτωση ήταν ιδιαίτερα έντονη με αποτέλεσμα να προκαλέσει εκτεταμένες ζημιές σε καλλιεργήσιμες εκτάσεις. Το ύψος και η ένταση της βροχής σημείωσαν ιδιαίτερα μεγάλες τιμές σε όλη την χώρα. Τα προβλήματα σε αυτοκινητόδρομους, σπίτια και καταστήματα ήταν έντονα ενώ οι κεραυνοί προκάλεσαν πυρκαγιές σε δασικές περιοχές. ( [20]

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 0 IEEE ΟΔΗΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΚΕΡΑΥΝΙΚΩΝ ΠΛΗΓΜΑΤΩΝ 3.1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΟΔΗΓΙΑΣ Οι παρακάτω οδηγίες σχεδιασμού περιέχουν πληροφορίες για την βελτίωση της συμπεριφοράς των εναέριων γραμμών διανομής έναντι των κεραυνικών πληγμάτων και χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο από σχεδιαστές γραμμών διανομής. Οι συγκεκριμένες οδηγίες αναγνωρίζουν ότι χρειάζεται μια σειρά από συμβιβασμούς σε κάθε σχεδιασμό γραμμών διανομής αφού δεν μπορεί να υπάρξει ένα ιδανικό σχέδιο γραμμών. Μπορεί σε κάποιες παραμέτρους όπως η τάση, η χωρητικότητα και η όδευση να οριστούν αρχικά, όμως κάποιες άλλες εξαρτώνται από την κρίση του σχεδιαστή όπως η δομή και η γεωμετρία του υλικού, η θωράκιση εάν υπάρχει, ο βαθμός μόνωσης, η γείωση και η τοποθέτηση αλεξικεραύνων. Οι οδηγίες βοηθούν τον σχεδιαστή στη βελτίωση του σχεδιασμού των γραμμών διανομής από οικονομικής πλευράς ΠΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ Οι οδηγίες της ΙΕΕΕ θα προσδιορίσουν τους παράγοντες που συμβάλουν στις βλάβες των εναέριων γραμμών διανομής από κεραυνικά πλήγματα καθώς και βελτιώσεις για νέες και υπάρχουσες κατασκευές. Οι οδηγίες αυτές περιορίζονται για προστασία της μόνωσης των γραμμών διανομής για συστήματα με τάση 69 kv. Θεματικός κύκλος προστασίας του εξοπλισμού καλύπτεται από ΙΕΕΕ Std C62.22 ΤΜ ΣΚΟΠΟΣ Ο κύριος σκοπός των οδηγιών είναι η παρουσίαση εναλλακτικών λύσεων για την μείωση των υπερπηδήσεων που προκαλούνται από κεραυνικά πλήγματα στις εναέριες γραμμές. 3.2 ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ Οι ακόλουθες αναφορές είναι απαραίτητες για την εφαρμογή του εν λόγω εγγράφου (δηλαδή, θα πρέπει να γίνει κατανοητό και να χρησιμοποιείται, έτσι ώστε κάθε αναφορά στο έγγραφο να παρατίθεται το κείμενο και η σχέση του με το παρόν έγγραφο να εξηγείται). Για χρονολογημένες παραπομπές, μόνο η έκδοση που αναφέρεται ισχύει. Για τις μη χρονολογημένες αναφορές, η τελευταία έκδοση του αναφερόμενου εγγράφου (συμπεριλαμβανομένων τυχόν τροποποιήσεων ή διορθώσεων) ισχύει. IEEE Πρότυπο C , IEEE Οδηγός για εφαρμογές Απαγωγών Υπέρτασης Μετάλλου-Οξειδίου για Συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος (ANSI). IEEE Πρότυπο , IEEE Οδηγία για την βελτίωση της απόδοσης των γραμμών μεταφοράς κατα τκατάιάρκεια κεραυνών ΟΡΙΣΜΟΙ [21]

23 3.3.1 ΑΝΑΣΤΡΟΦΟ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑ (back flashover) : Βραχυκύκλωμα στην μόνωση λόγω του κεραυνικού πλήγματος σε σημείο ενός δικτύου ή μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης που κανονικά βρίσκεται στο δυναμικό του εδάφους ΒΑΣΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΟΝΩΣΗΣ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΙΚΟ ΠΛΗΓΜΑ (basic impulse insulation level BIL) : Σημείο αναφοράς της αντοχής της μόνωσης από κεραυνικό πλήγμα όπου εκφράζεται από την μεγαλύτερη τιμή τάσης που αντέχει ένα δεδομένο κύμα τάσης πλήρους ώθησης ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΣΥΝΝΕΦΟΥ ΣΕ ΕΔΑΦΟΣ (cloud to ground lightning flash) : Κεραυνική εκκένωση στο εδαφος που περιλαμβάνει το κυρίως «χτύπημα» κεραυνου και μπορεί να ακολουθείται από δευτερεύοντα «χτυπήματα» και άλλα συνεχόμενα ρεύματα ΚΡΙΣΙΜΗ ΚΡΟΥΣΤΙΚΗ ΤΑΣΗ ΚΕΡΑΥΝΩΝ (critical impulse flashover voltage CFO) : Η μέγιστη τιμή της κρουστικής τάσης που υπό κανονικές συνθήκες προκαλεί βραχυκύκλωμα στο μέσο που την περιβάλει κατά 50 % των περιπτώσεων ΑΜΕΣΟΣ ΚΕΡΑΥΝΟΣ (direct flash) : Kεραυνικό πλήγμα με ένα ή περισσότερα επιστρεφόμενα «χτυπήματα» καταλήγωντας απευθείας σε οποιοδήποτε σημείο ενός δικτύου ή μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης ΑΜΕΣΟ ΠΛΗΓΜΑ (direct stroke) : Απευθείας κεραυνικό «χτύπημα» σε οποιοδήποτε σημείο ενός δικτύου ή μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης ΓΡΑΜΜΕΣ ΔΙΑΝΟΜΗΣ (distribution line) : Γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος όπου μέσω αυτών διανέμεται το ρεύμα από έναν υποσταθμό κύριας πηγής στους καταναλωτές, συνήθως τάσεως 34,5 kv ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑ (flashover) : Μια ανεπιθύμητη εκκένωση μέσω αέρα γύρω ή πάνω στην επιφάνεια μιας υγρής ή στερεάς μόνωσης, ανάμεσα σε μέρη διαφορετικής πολικότητας ή δυναμικού, παραγόμενη από την εφαρμογή της τάσης όπου το μονοπάτι που έχει καταρρεύσει γίνεται ικανοποιητικά ιονισμένο για να διατηρήσει ένα ηλεκτρικό τόξο ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟ ΕΔΑΦΟΥΣ (ground electrode) : Ένας αγωγός ή μια ομάδα αγωγών σε στενή επαφή με το έδαφος για να παρέχει σύνδεση με το έδαφος ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΚΕΡΑΥΝΩΝ (ground flash density, GFD, N g ) : Ο μέσος αριθμός των κεραυνικών πληγμάτων ανά μονάδα τόπου ανά μονάδα χρόνου σε μια συγκεκριμένη θέση ( κεραυνοί / km 2 /έτος ) ΜΟΝΩΤΗΣ ΕΠΙΤΟΝΩΝ (guy insulator) : Ένα μονωτικό στοιχείο με εγκάρσιες σχισμές για το σκοπό της μόνωσης δύο μερών ενός επιτόνου ή για να παρέχει μονωτικό ρόλο μεταξύ της κατασκευής και του στηρίγματος, καθώς και για να παρέχει προστασία σε περίπτωση σπασμένων καλωδίων. Τα μονωτικά στοιχεία αυτά από πορσελάνη σχεδιάζονται για να πιέζονται σε περίπτωση συμπίεσης αλλά ξύλινοι μονωτές εξοπλισμένοι με κατάλληλο υλικό χρησιμοποιούνται πιο συχνά σε περιπτώσεις πίεσης ΕΠΙΤΟΝΟ (guy wire) : Ένα απομονωμένο καλώδιο που χρησιμοποιείται για στήριξη ημι-ελαστικής έντασης ανάμεση στο πόλο ή την κατασκευή και την ράβδο στήριξης ή μεταξύ κατασκευών (induced voltage) : Η τάση που προκαλείται σε ένα δίκτυο ή μια ηλεκτρική εγκατάσταση από ένα κοντινό κεραυνικό «χτύπημα» (lightning first return stroke) : Ένα κεραυνικό «χτύπημα» που συμβαίνει όταν ένας καθοδικός κεραυνός, κατά την κάθοδο του προς το έδαφος, συναντήσει ένα ανερχόμενο κεραυνό από το έδαφος ΚΕΡΑΥΝΙΚΟ ΠΛΗΓΜΑ (lightning flash) : Η πλήρης εκφόρτιση κεραυνού που κατά κύριο λόγο δημιουργείται από αγωγούς ενός σύννεφου ακολουθούμενοι από ένα ή περισσότερα πλήγματα επιστροφής ΣΦΑΛΜΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΙΚΟ ΠΛΗΓΜΑ (lightning outage) : Μια διακοπή ρεύματος λόγω του κεραυνικού πλήγματος που οδηγεί σε βλάβη στο σύστημα με [22]

24 αποτέλεσμα να είναι αναγκαία η λειτουργία μιας συσκευής διακοπής για την επιδιόρθωση της βλάβης ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΓΡΑΜΜΩΝ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΙΚΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ (line lightning performance) : Η απόδοση μιας γραμμής που εκφράζεται ως ο ετήσιος αριθμός των βραχυκυκλωμάτων από κεραυνικά πλήγματα σε μια βάση κυκλώματος μιλίου ή πύργου γραμμών μιλίου ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟ/ΑΠΑΓΩΓΕΑΣ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ ΑΠΟ ΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΟΞΕΙΔΙΑ (metal-oxide surge arrester MOSA) : Ένας απαγωγέας υπερτάσεων που χρησιμοποιεί βαλβίδες από μεταλλικά οξείδια μη γραμμικής αντίστασης ΚΟΝΤΙΝΟ «ΧΤΥΠΗΜΑ» (nearby stroke) : Κεραυνικό χτύπημα που δεν «τερματίζει» απευθείας σε οποιοδήποτε μέρος του δικτύου αλλά προκαλεί μια σημαντική υπέρταση σε αυτό ΕΝΑΕΡΙΟΣ ΑΓΩΓΟΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ( overhead ground wire OHGW ) : Ένα ή περισσότερα γειωμένα καλώδια τοποθετημένα πάνω από τους αγωγούς φάσης με κύριο σκοπό την διακοπή των άμεσων πληγμάτων για την προστασία των αγωγών φάσεως από αυτά. Μπορεί να γειώνονται άμεσα ή έμμεσα μέσω μικρών διακένων ΓΩΝΙΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ( shielding angle ) : Η γωνία που βρίσκεται ανάμεσα στην κατακόρυφη γραμμή μέσω του εναέριου αγωγού εδάφους και μιας γραμμής συνδεδεμένη σε αυτόν με το προστατευτικό αγωγό ΑΓΩΓΟΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ( shield wire ) : Γειωμένα καλώδια τοποθετημένα κοντά στους αγωγούς φάσεων με σκοπό να προστατεύσουν τους αγωγούς φάσεως από άμεσα κευρανικά πλήγματα, να μειώσουν την επαγόμενη τάση που δημιουργείται από τα εξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία, να μειώσουν την κυματική αντίσταση ενός συστήματος OHGW και να αυξήσουν την αμοιβαία κυματική αντίσταση ενός συστήματος OHGW στους προστατευμένους αγωγούς φάσης. Η συνδεσμολογία τους μπορεί να είναι έμμεσα μέσω μικρών ανοιγμάτων είτε ηλεκτρικά συνδεδεμένοι απευθείας στην κατασκευή ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΙΚΟ ΔΙΑΚΕΝΟ ( spark gap ) : Οποιοδήποτε διάστημα αέρα ανάμεσα σε δύο αγωγούς που είναι ηλεκτρικά μονωμένοι μεταξύ τους ή ηλεκτρικά συνδεδεμένοι από απόσταση ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟ ( surge arrester ) : Μια προστατευτική διάταξη για τον περιορισμό των υπερτάσεων στον εξοπλισμό. Αυτό επιτυγχάνεται εκτρέποντας το ρεύμα και διατηρώντας την συσκευή στην αρχική της κατάσταση ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΚΕΡΑΥΝΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΚΕΡΑΥΝΩΝ Οι κεραυνοί εμφανίζονται κατά τη διάρκεια καταιγίδων, χιονοθυελλών άλλων φυσικών φαινόμενων. Επομένως, στις περισσότερες περιοχές ο κεραυνός εμφανίζεται κατά τη διάρκεια καταιγίδων. Ο κεραυνός είναι ένα φυσικό φαινόμενο που δημιουργείται συνήθως κατά την διάρκεια καταιγίδων που προκαλεί βίαιες μετακινήσεις φορτίων μέσα στο δίκτυο υπό την μορφή ρεύματος Ι, πολλών kv. Οποιαδήποτε ηλεκτρική εκκένωση που συμβαίνει στην ατμόσφαιρα και οφείλεται σε καιρικά φαινόμενα ονομάζεται κεραυνός. Υπάρχουν τρεις τρόποι εμφάνισης κεραυνών κατά την διάρκεια καταιγίδας, μέσα στο σύννεφο, μεταξύ σύννεφων και ανάμεσα στο σύννεφο και το έδαφος. Οι κεραυνοί σύννεφου - εδάφους επηρεάζουν τις εναέριες γραμμές διανομής ενώ οι πιο συνηθισμένοι είναι οι κεραυνοί μέσα στα σύννεφα. Οι φάσεις εκκένωσης ενός κεραυνού αποτελείται από τρία τμήματα προεκκένωση, εκκένωση αντίθετης φοράς και την κύρια εκκένωση. Οι βλάβες και οι διακοπές ρεύματος προκαλούνται [23]

25 κατά την διάρκεια μια καταιγίδας από τον άνεμο και τους κεραυνούς (δέντρα, καταστραμμένο υλικό κ.α.), τα οποία όμως υπολογίζονται σαν αιτία από τους κεραυνούς που αυξάνει πλαστά το αριθμό των διακοπών ρεύματος από του κεραυνούς. Η ένδειξη δραστηριότητας κεραυνών στις περισσότερες περιοχές του κόσμου μπορεί να υπολογιστεί από κεραυνικά δεδομένα (ημέρες καταιγίδων με κεραυνούς ανά έτος) που μπορούμε να παρατηρήσουμε στο Σχήμα 2.1. Το κεραυνικό επίπεδο είναι μια ένδειξη από τοπικές δραστηριότητες κεραυνών που βασίζεται στις μέσες τιμές των ποσοτήτων, οι οποίες πηγάζουν από διαθέσιμες εδαφικές παρατηρήσεις. Για μια πιο ακριβής απεικόνιση των δραστηριοτήτων των κεραυνών, μπορεί να συλλεχτεί από χάρτες που απεικονίζουν την πυκνότητα πληγμάτων κεραυνών στο έδαφος (GFD), όπου τα δεδομένα πηγάζουν από το δίκτυο εντοπισμού των κεραυνών. Δίκτυα μέτρησης και συστήματα εντοπισμού κεραυνών έχουν εγκατασταθεί σε διάφορα σημεία του κόσμου για μια ολοκληρωμένη συλλογή πληροφοριών και για την αναβάθμιση των GFD χαρτών οι οποίοι παρέχουν ακρίβεια και λεπτομέρεια στο μεγάλο βαθμό. Μερικά στοιχεία που μας παρέχουν οι GFD χάρτες είναι η συχνότητα και ο αριθμός των κεραυνών, η ώρα, η τοποθεσία, η ημερομηνία, η πολικότητα και η εκτίμηση του ρεύματος του μεγίστου κεραυνικού πλήγματος. Επιπροσθέτως οι συγκεκριμένοι χάρτες χρησιμοποιούνται για τον σχεδιασμό γραμμών διανομής, για τον υπολογισμό βραχυκυκλωμάτων από κεραυνικά πλήγματα καθώς και για πολλές άλλες αναλύσεις. Η αξιοπιστία μιας γραμμής διανομής εξαρτάται από την έκθεση της στον κεραυνό η οποία για να μπορέσει να προσδιοριστεί, ο μελετητής γραμμών διανομής θα πρέπει να γνωρίζει τον ετήσιο αριθμό κεραυνών ανά μονάδα περιοχής ανά μονάδα χρόνου Στατιστικές θεωρήσεις Κάθε χρόνο υπάρχει διαφοροποίηση των ποσοστών των κεραυνών και των διακοπών ρεύματος σε σύγκριση με άλλα έτη. Η σταθερή απόκλιση για ετήσιες μετρήσεις δραστηριοτήτων κεραυνών βρίσκεται μεταξύ 20 % και 5 0% από το μέσο όρο. Συγκεκριμένα ένας υπολογισμός GFD για μια μικρή περιοχή, 10 km x 10 km, έχει μεγαλύτερη σταθερή απόκλιση μεταξύ 30 % και 50 % από το μέσο όρο ενώ μεγαλύτερες περιοχές, 500 km x 500 km, έχουν μικρότερη απόκλιση (20 % - 25 %). Σε περιοχές με χαμηλά επίπεδα κεραυνικής δραστηριότητας, η σταθερή απόκλιση είναι μεγαλύτερη. Με τέτοιες μεγάλες αποκλίσεις θα χρειαστούν πολλά χρόνια για να εκτιμηθούν τα δεδομένα με μια μέση ακρίβεια. Αυτό ισχύει ειδικά όταν χρησιμοποιούνται για δεδομένα τα τοπικά δεδομένα εδάφους ή η υποψία αστραπής επειδή ενεργοποιήθηκαν τα στοιχεία διακοπής σε μια γραμμή διανομής. Επίσης ένας άλλος τρόπος υπολογισμού για το GFD είναι απευθείας από τα στοιχεία των δικτύων εντοπισμού των κεραυνών ή καταγραφείς κεραυνών. Εάν υπάρχουν δεδομένα πολλών ετών, αυτός ο τρόπος έχει το πλεονέκτημα και την ιδιαιτερότητα να αναγνωρίσει διαφοροποιήσεις τοπικά. Ένα ελάχιστο μέγεθος δικτύου που παρέχει τουλάχιστον 400 εγγραφές κατά την επιλεγμένη περίοδο παρατήρησης, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για να επιτρέψει την ουσιαστική σύγκριση των παρακείμενων περιοχών Πυκνότητα κεραυνών από δεδομένα καταιγίδων Η πυκνότητα των κεραυνών N g για εύκρατες περιοχέςμπορεί να εκτιμηθεί από τις ημέρες καταιγίδας T d χρησιμοποιώντας την εξίσωση από Anderson : Το GFD μπορεί να υπολογιστεί από το κεραυνικό επίπεδο: [24]

26 N g = 0,04 T h 1,25 κεραυνοί / km 2 / έτος (1) Όπου N g = πυκνότητα κεραυνών ανα km 2 ανα χρόνο Τd = αριθμός των ημερών με καταιγίδες ανά χρόνο Ακατάλληλη η παραπάνω σχέση για τροπικές περιοχές ΧΩΡΑ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΜΕΞΙΚΟ Ng = 0,024 Td 1,12 ΒΡΑΖΙΛΙΑ Ng = 0,03 Td 1,12 ΚΟΛΟΜΒΙΑ Ng = 0,0017 Td 1,56 Πίνακας 2.1: Διαφορετικές εκφράσεις συνάρτησης λόγω τροπικών κλιμάτων σε συγκεκριμένες περιοχές [ Torres et al. ] Μια εναλλακτική μέθοδος υπολογισμού για το GFD είναι από τα αρχεία ωρών καταιγίδας : N g = 0,054 T h 1,1 (2) Όπου N g = πυκνότητα κεραυνών ανα km 2 ανα χρόνο Τh = αριθμός των ωρών με καταιγίδες ανά χρόνο Με την αβεβαιότητα ως προς την επιλογή της κατάλληλης έκφρασης, η κακή στατιστική ποιότητα των παρατηρήσεων σε περιοχές με περιορισμένες αστραπές (μια περιοχή με T d = 5 θα απαιτήσει 80 χρόνια παρατηρήσεων ώστε να πληρούν το κριτήριο των 400 παρατηρήσεων) και την άμεση διαθεσιμότητα των καλύτερων εναλλακτικών λύσεων, η χρήση των δεδομένων κεραυνού ώστε να προβλέπει την απόδοση της γραμμής διανομής όταν θα διακόπτεται από κεραυνούς Πυκνότητα κεραυνικών πληγμάτων από παροδικά οπτικά φαινόμενα Στις περισσότερες περιοχές του κόσμου, μια ένδειξη της κεραυνικής δραστηριότητας μπορεί να αποκτηθεί από τις οπτικές παρατηρήσεις των κεραυνών. Αισθητήρες που βασίζονται σε δορυφόρους ανταποκρινονται σε όλα τα είδη των κεραυνών με σχετικά ομοιόμορφη κάλυψη σε όλες τις περιοχές. Με επάρκεια μέσου όρου, οπτικά δεδομένα παροδικής πυκνότητας στο παρακάτω σχήμα που παρέχουν καλύτερες εκτιμήσεις κεραυνών στο έδαφος από τις οπτικές παρατηρήσεις και τις παρατηρήσεις καταιγίδων ώρών ή ημέρών. Υπάρχουν επίσης περιφερειακές διαφοροποιήσεις κεραυνών ανάλογα με την ποικιλομορφία του εδάφους, αλλά μια μέση τιμή των κεραυνών στο έδαφος είναι 0,33 κεραυνοί στο συνολό και συνιστάται για όλες τις περιοχές τροπικές και εύκρατες. Σε περιοχές που δεν υπάρχουν δίκτυα εντοπισμού των κεραυνών ή καταγραφείς κεραυνών, η προτεινόμενη εκτίμηση της πυκνότητας των κεραυνών είναι : N g = N t / 3 (3) Όπου Ν t = Ολική πυκνότητα κεραυνών ανά km 2 ανά χρόνο N g = πυκνότητα κεραυνών ανα km 2 ανα χρόνο [25]

27 Τh = αριθμός των ωρών με καταιγίδες ανά χρόνο Μέγιστη κεραυνική δραστηριότητα (συννέφου εδάφους) (Νt, ολική πυκνότητα κεραυνών ανά km 2 ανά χρόνο) για Ασία Αυστραλία (IEEE Std ) [26]

28 Μέγιστη κεραυνική δραστηριότητα (συννέφου εδάφους) (Νt, ολική πυκνότητα κεραυνών ανά km 2 ανά χρόνο) για Βόρεια και Νότια Αμερική (IEEE Std ) [27]

29 Μέγιστη κεραυνική δραστηριότητα (συννέφου εδάφους) (Νt, ολική πυκνότητα κεραυνών ανά km 2 ανά χρόνο) για Αφρική και Ευρασία (IEEE Std ) Πυκνότητα κεραυνικών πληγμάτων από τοπικές αστραπές στα δίκτυα Μια πιο λεπτομερής περιγραφή κεραυνικής δραστηριότητας μπορεί να αποκτηθεί από τους κεραυνικούς χάρτες (GFD) που δημιουργήθηκαν από πληροφορίες των δικτύων εντοπισμού κεραυνών μετρόντας τους απτους παρελθόν έως σήμερα. Ένα δείγμα κεραυνικού χάρτη (GFD) φαίνεται στις εικόνες. [28]

30 Average Flash Density fl/(km 2 - yr) Cloud-to-Ground Lightning Incidence in Continental U.S. ( ) from Vaisala s National Lightning Detection Network (NLDN) Χάρτης GFD Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής [VAISALA, National Lightning Detection Network] (IEEE Std ) Οι συγκεκριμένοι χάρτες δημιουργούνται από δίκτυα όπως NLDN που παρέχουν χάρτες GFD με μεγαλύτερη ακρίβεια και λεπτομέρειες σε σύγκριση με οτιδήποτε άλλο. Τα συστήματα περιοχών παρέχουν πολλές σημαντικές παραμέτρους εκτός των κεραυνικών δεδομένων όπως ημερομηνία, ώρα, τοποθεσία, αριθμός πληγμάτων, μέγιστο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και εκτίμηση του μεγίστου του ρεύματος από το κεραυνικό πλήγμα. Επομένως χρειάζονται δεδομένα πολλών ετών για γίνει ένας ακριβής υπολογισμός του μέσου όρου. Συγκεκριμένα χρησιμοποιούνται δεδομένα για κεραυνούς στο έδαφος μιας μεμονωμένης περιοχής καθώς και για το υπολογισμό των ποσοστών διακοπών από κεραυνούς σε μια γραμμή διανομής από τα στοιχεία διακοπής λειτουργίας ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΚΕΡΑΥΝΟΥ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΗΣ Τα άμεσα πλήγματα σε απροστάτευτους αγωγούς δημιουργούν υπερτάσεις που έχουν την ίδια κυματομορφή με το ρεύμα του πλήγματος. Το Σχήμα 2.6 περιγράφει μια τυπική κυματομορφή του ρεύματος του κεραυνού χρησιμοποιώντας κιόλας τις παραμέτρους στην παρακάτω λίστα. Παράμετροι στο σχήμα 2.5 I 10 I 30 I 90 I 100 = II ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 10% σημείο τομής κεραυνικού ρεύματος 30% σημείο τομής κεραυνικού ρεύματος 90% σημείο τομής κεραυνικού ρεύματος αρχική κορυφή ρεύματος [29]

31 I F T 10/90 T 30/90 τελική κορυφή ρεύματος χρόνος μεταξύ I 10 και I 90 που ανακόπτεται στη κυματομορφή wavefront χρόνος μεταξύ I 30 και I 90 που ανακόπτεται στη κυματομορφή S 10 Στιγμιαίος ρυθμός ανόδου ρεύματος I 10 S 10/90 S 30/90 S m t d 10/90 t d 30/90 t m Q I μέση κλίση (ανάμεσα σε I 10 και I 90 ανακοπή) μέση κλίση (ανάμεσα σε I 30 και I 90 ανακοπή) μέγιστο ποσοστό ανόδου του ρεύματοςστο μέτωπο του κύματος, τυπικά I 90 ισοδύναμη γραμμική διάρκεια μετώπου κύματος που προκύπτει από I F / S 10/90 ισοδύναμη γραμμική διάρκεια μετώπου κύματος που προκύπτει από I F / S 30/90 ισοδύναμη γραμμική διάρκεια μετώπου κύματος που προκύπτει από I F / S m ώθηση φορτίου (ολοκλήρωμα χρόνου του ρεύματος) σε κρουστική κυματομορφή ρεύματος Πίνακας 2.2 : Παράμετροι του Σχήματος 2.5 Σχήμα 2.5 : Περιγραφή των παραμέτρων των κεραυνών σε κυματική μορφή (IEEE Std ) Από μια πιο απλή προσέγγιση, οι υπερτάσεις των κοντινών πληγμάτων συνδυάζονται επαγωγικά στην κυματομορφή του ρεύματος που σημαίνει ότι το μέγιστο μέγεθος των υπερτάσεων εξαρτάται από την μέγιστη κλίση S m. Επίσης η διάρκεια των υπερτάσεων εξαρτάται από το T [30]

32 ΚΑΝΟΝΙΚΗ - ΛΟΓΑΡΙΘΜΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ Στο Σχήμα 2.4 παρουσιάζονται περιληπτικά οι παράμετροι κεραυνών για τα πρώτα πλήγματα και η διαφοροποίηση του ρεύματος κορυφής ενός κεραυνού Ι0 μπορεί να προσεγγιστεί από μια λογαριθμική-κανονική κατανομή. Η συνάρτηση που αντιπροσωπεύει την συγκεκριμένη κατανομή για οποιαδήποτε παράμετρο x είναι : ff(xx) = 1 ββ χχ 2 ππ exp( zz2 2 xx ln ( ), zz = MM ) ββ (4) όπου f(x) = πυκνότητα πιθανότητας Μ = η μέση τιμή του x β = κανονική λογαριθμική απόκλιση Οι κεραυνοί αποτελούνται από το πρώτο πλήγμα αλλά μπορεί να επακολουθούν και άλλα πλήγματα, με το ίδιο «μονοπάτι» καταλήγοντας στο ίδιο μέρος πάνω στην γραμμή ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΑΡΝΗΤΙΚΩΝ ΚΕΡΑΥΝΙΚΩΝ ΠΛΗΓΜΑΤΩΝ Τα πρώτα πλήγματα έχουν την μέγιστη τιμή ρεύματος ενώ τα πλήγματα που επακολουθούν έχουν πιο γρήγορο ρυθμό ανύψωσης ρεύματος όπως φαίνεται και από το σχήμα. Παράμετροι κανονικής λογαριθμικής κατανομής για αρνητικό κατερχόμενο κεραυνό Παράμετροι Πρώτο κεραυνικό πλήγμα M, Διάμεσος β, λογαριθμική τυπική απόκλιση Ακολουθούμενο κεραυνικό πλήγμα M, Διάμεσος β, λογαριθμική τυπική απόκλιση ΧΡΟΝΟΣ ΜΕΤΩΠΟΥ (µs) t d 10/90 = T 10/90 / 0,8 5,63 0,576 0,75 0,921 t d 30/90 = T 30/90 / 0,6 3,83 0,553 0,67 1,013 t m = I F / S m 1,28 0,611 0,308 0,708 ΚΛΙΣΗ (ka / µs) S m, Μέγιστο 24,3 0,599 39,9 0,852 S 10, at 10% 2,6 0,921 18,9 1,404 S 10/90, 10-90% 5,0 0,645 15,4 0,944 S 30/90, 30-90% 7,2 0,622 20,1 0,967 ΡΕΥΜΑ CREST (ka) I I, αρχικό 27,7 0,461 11,8 0,530 I F, τελικό 31,1 0,484 12,3 0,530 Ratio, I I /I F 0,9 0,230 0,9 0,207 ΑΛΛΕΣ ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Χρόνος ημίσεως ουράς t n (µs) 77,5 0,577 30,2 0,933 Αριθμός «πληγμάτων» ανα αστραπή 1 0 2,4 0,96 βασισμένο στη διάμεσο N total =3.4 Φορτίο «πλήγματος», Q I (Coulomb) 4,65 0,882 0,938 0,882 [31]

33 I 2 dt ( (ka) 2 s ) 0,057 1,373 0,0055 1,366 Inter-stroke interval (ms) 35 1,066 Σχήμα 2.6 : Πίνακας CIGRE Ομάδα εργασίας 33.01, παράμετροι του ρεύματος του κεραυνού (IEEE Std ). Για να υπολογίσουμε με ένα απλό τρόπο την πιθανολογική κατανομή των κορυφαίων τιμών ρεύματος χρησιμοποιούμε την παρακάτω συνάρτηση (Αnderson) που μας δίνει την πιθανότητα το μέγιστο ρεύμα του κεραυνού Ι 0 να είναι ίσο ή μεγαλύτερο από μια συγκεκριμένη τιμή i 0 (ka) : PP (II 0 ii 0 ) = 1 (5) 1+( ii 0 31 )2,6 Όπου P (I 0 i 0 ) = η πιθανότητα ότι το πρώτο πλήγμα που επιστρέφει να έχει μέγιστη τιμή ρεύματος I 0 που υπερβαίνει i 0. i 0 = η μέγιστη τιμή ρεύματος του πρώτου πλήγματος που επιστρέφει (ka). Όταν η μέση μέγιστη τιμή ρεύματος του πρώτου πλήγματος από το Σχήμα 2.5, 31,1 ka, χρησιμοποιηθεί για i0 στην εξίσωση [5], τότε η πιθανότητα της μέγιστης τιμής ρεύματος του κεραυνού I0 που υπερβαίνει το μέσο είναι περίπου 0,5. Η εξίσωση [5] εφαρμόζεται για τιμές I0 μικρότερες των 200 ka (Borghetti et al.). Η διανομή της μέγιστη τιμής των επακόλουθων πληγμάτων υπολογίζεται από (ΙΕΕΕ Std ) : PP (II 0 ii 0 ) = 1 (6) 1+( ii 0 12 )2,7 Όταν η μέση μέγιστη τιμή ρεύματος των επακόλουθων πληγμάτων από το Σχήμα 2.5, 12,3 ka, χρησιμοποιηθεί για i0 στην εξίσωση [6], τότε η πιθανότητα της μέγιστης τιμής ρεύματος του κεραυνού I0 που υπερβαίνει το μέσο είναι περίπου 0,5. Γενικά όλα τα σφάλματα στην προστασία καταλήγουν σε βραχυκυκλώματα στην μόνωση ανεξαρτήτως του χαμηλού επιπέδου της μέγιστης τιμής ρεύματος ή της απόστασης του πλήγματος ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΠΛΑΤΟΥΣ ΚΑΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ Υπάρχει μεγάλη συσχέτιση μεταξύ της μέγιστης κλίσης S m και του μέγιστου ρεύματος «κορυφής» I F που σημαίνει ότι μπορεί η ίδια καμπύλη στο σχήμα να χρησιμοποιηθεί ακόμα και αν το μεγιστο πλάτος ρεύματος μπορεί να ποικίλει (100 : 1) από 2 ka έως 200 ka. Η συσχέτιση αυτή μπορεί να αξιοποιηθεί χρησιμοποιώντας γραμμικά ισοδύναμο χρόνο μετώπου 1,28 μs για το πρώτο πλήγμα και 0,31 μs για τα ακολουθούμενα πλήγματα αξιολογώντας έτσι την την αποόδοση της γραμμής διανομής κατά τον κεραυνό. Ένας ισοδύναμος χρόνος μετώπου των 2 μs χρησιμοποιήται στην IEEE Std οδηγία και είναι κατάλληλος για τα μεγάλου πλάτους πρώτα κρουστικά πλήγματα που τείνουν να προκαλούν βραχυκυκλώματα στις γραμμές μεταφοράς με υψηλότερα όρια αντοχής μόνωσης και στους εναέριους αγωγούς προστασίας. Ενώ ένα κρουστικό (κεραυνικό) κύμα περιέχει μεγάλο φάσμα συχνοτήτων, πολλές μέθοδοι υπολογισμού για την ηλεκτρομαγνητική σύζευξη βασίζονται στην ανάλυση στο πεδίο συχνοτήτων. Στις περιπτώσεις όπου μια και μόνο συχότητα θα χρειαστεί για τις [32]

34 εκτιμήσεις θα πρέπει να παρθεί από το ημιτονοειδές κύμα που θα μας έδινε την ίδια μέγιστη τιμή πλάτους ρεύματος I F και τη μέγιστη κλίση (παράγωγο) S m. Για το πρώτο κεραυνικό πλήγμα με μέση τιμή 31,1 ka και 24,3 ka / μs αυτή η συχνότητα είναι 124 kh Ζ. Για το ακολουθούμενο κεραυνικό πλήγμα με μέση τιμή 12,3 ka και 39,9 ka / μs, η συχνότητα είναι 516 kh Ζ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΕΝΑΕΡΙΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΚΕΡΑΥΝΟΥ Ένα κεραυνικό πλήγμα μπορεί να προκαλέσει διακοπές ρεύματος σε γραμμές διανομής. Ένα κεραυνικό πλήγμα μπορεί να προκαλέσει βραχυκυκλώματα από : α) άμεσα πλήγματα στις γραμμές β) τάσεις εξ επαγωγής από κοντινά βραχυκυκλώματα. Η περίπτωση 5 περιγράφει την εκτίμηση του αριθμού των άμεσων βραχυκυκλωμάτων που επιφέρονται στα κυκλώματα διανομής ΥΠΕΡΤΑΣΕΙΣ ΑΠΟ ΑΜΕΣΑ ΚΕΡΑΥΝΙΚΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΣΕ ΑΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΟΥΣ ΑΓΩΓΟΥΣ Άμεσα κεραυνικά πλήγματα σε γραμμές μεταφοράς χωρίς αγωγό προστασίας, στην πλεοόνοτητα των περιπτώσεων, προκαλούν βραχυκυκλώματα στη μόνωση των αγωγών. Για παράδειγμα ένα κεραυνικό πλήγμα όσο μικρό σε μέγεθος και αν είναι θα έχει ένταση 10 ka που θα δημιουργήσει μια υπέρταση γύρω στα 2000 kv, η οποία υπερβαίνει κατά πολύ τα επίπεδα μόνωσης των γραμμών διανομής μέσης τάσης που λειτουργούν έως τα 69 kv ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΚΕΡΑΥΝΟΥ ΚΑΙ ΥΨΟΣ ΣΤΥΛΟΥ Η αξιοπιστία μια γραμμής διανομής εξαρτάται από τον κεραυνό ειδικότερα εάν οι πόλοι της είναι σε υψηλότερα σημεία από την περιβάλλουσα τοποθεσία. Από την παρακάτω εξίσωση [Eriksson] υπολογίζεται το ποσοστό των κεραυνών Ν που πλήττουν μια ανοιχτή περιοχή : NN = NN 28 h0,6 +bb (7) 10 Όπου h = ύψος του πόλου, m b = το πλάτος της κατασκευής, m (για τις περισσότερες γραμμές διανομής είναι αμελητέο) Ng = πυκνότητα των κεραυνών, κεραυνοί / km 2 / έτος Ν = κεραυνοί / 100 km / έτος Εάν το ύψος του στύλου αυξηθεί κατά 20 %, τότε το ποσοστό των κεραυνών στις εναέρια γραμμή διανομής θα αυξηθεί κατά 12 %. [33]

35 ΔΙΑΚΟΠΗ ΚΕΡΑΥΝΟΥ ΑΠΟ ΚΟΝΤΙΝΕΣ ΔΟΜΕΣ ΚΑΙ ΔΕΝΤΡΑ Η έκθεση της γραμμής διανομής στο κεραυνικό πλήγμα εξαρτάται από το πόσο προεξέχουν οι κατασκευές πάνω από την γύρω περιοχή. Τα φυσικά στοιχεία όπως τα βουνά, δέντρα δρουν σαν προστασία από πλήγματα από κεραυνούς για τις γραμμές διανομής. Επομένως ο παράγοντας προστασίας S f, ορίζεται ως το τμήμα ανά μονάδα των γραμμών διανομής που προστατεύεται από κοντινά στοιχεία. Ο αριθμός των κεραυνικών πληγμάτων είναι : NN SS = ΝΝ (1 SS ff ) (8) Όπου Ν S = αριθμός των κεραυνών που συλλέγεται από μια προστατευμένη γραμμή (κεραυνοί / 100 km / έτος) Ν = ποσοστό κεραυνών σε μια γραμμή σε ανοιχτό έδαφος (κεραυνοί / 100 km / έτος) S f = παράγοντας προστασίας του περιβάλλοντος Ένας παράγοντας θωράκισης, 0,0, σημαίνει ότι η γραμμή διανομής είναι σε ανοιχτό χώρο χωρίς προστασία από κοντινές κατασκευές, ενώ ο παράγοντας θωράκισης, 1,0, σημαίνει ότι η γραμμή διανομής είναι πλήρως καλυμμένη από έμμεσα πλήγματα κεραυνών. Το Σχήμα 2.7 παρουσιάζει ένα τρόπο υπολογισμού του παράγοντα θωράκισης για μια γραμμή διανομής ύψους 10m, όπου υποθέτουμε ότι τα αντικείμενα βρίσκονται μια ευθεία παράλληλη προς την γραμμή διανομής (μια σειρά από δέντρα ή κτιρίων). Σχήμα 2.7 : Παράγοντες θωράκισης λόγω κοντινών αντικειμένων σε διαφορετικά ύψη για γραμμή διανομής 10 m (IEEE Std ) Το συγκεκριμένο σχήμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τις δυο πλευρές της γραμμής διανομής, εφόσον ο παράγοντας θωράκισης από δεξιά και αριστερά προστεθούν. Παραδείγματος χάρη, έστω μια γραμμή διανομής 10 m με μια σειρά από κτίρια ύψους 7,5 m, 30 m από την αριστερή πλευρά της γραμμής διανομής (S fαριστερα = 0,23) και μια σειρά από κτίρια ύψους 15 m, 40 m από την δεξιά πλευρά της γραμμής διανομής (S fδεξια = 0,4). [34]

36 ΝΝ SS = ΝΝ 1 SS ff ΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑ + SS ff ΔΔΔΔΔΔΑΑΑΑ = (11,15 κκκκκκκκκκκκκκί / 100 kkkk /έττττττ ) [1 (0,23 + 0,4)] = 4,12 κκκκκκααυυυυυυί / 100 kkkk /έττττττ (9) όπου Ν S : αριθμός των κεραυνών που συλλέγεται από μια προστατευμένη γραμμή (κεραυνοί / 100 km / έτος) Ν : ποσοστό κεραυνών σε μια γραμμή σε ανοιχτό έδαφος (κεραυνοί / 100 km / έτος) S f ΑΡΙΣΤΕΡΑ, S f ΔΕΞΙΑ : παράγοντας προστασίας του περιβάλλοντος αριστερά και δεξια αντίστιχα Η πυκνότητα κεραυνών, GFD, είναι 1 κεραυνός / km 2 / έτος και χρησιμοποιώντας την Εξίσωση (7), ο αριθμός άμεσων πληγμάτων στην εναέρια γραμμή διανομής σε ανοιχτό έδαφος είναι 11,15 κεραυνοί /100 km / έτος. Ο αριθμός των έμμεσων κεραυνικών πληγμάτων δεδομένου των προηγούμενων στοιχείων θα μειωνόταν σε : Όλα τα απευθείας κεραυνικά πλήγματα θα προκαλέσουν βραχυκυκλώματα στην γραμμή ανεξαρτήτως του επιπέδου μόνωσης ή διαστήματος αγωγών εκτός αγωγός της γραμμής διανομής προστατεύεται από αγωγό προστασίας ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΑΠΟ ΑΠΕΥΘΕΙΑΣ ΚΕΡΑΥΝΙΚΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ Τόσο το φαινόμενο Corona όσο και οι ακαθαρσίες παίζουν ελάχιστο ρόλο στην αντίσταση των αγωγών οδηγώντα ς σε αλλαγές τμών λιγότερο από 30%. Εάν η η γραμμή διανομής φέρει αγωγό προστασίας ή απαγωγό υπέρτασης τότε περισσότερες πιθανότητες από 99 % από όλα τα άμεσα κεραυνικά πλήγματα, θα προκαλέσουν βραχυκυκλώματα, ανεξαρτήτως του επιπέδου μόνωσης, στον αγωγό ή στο γειωμένο αγωγό. Ως εκ τούτου για να εκτιμηθεί ο αριθμός των βραχυκυκλωμάτων σε ένα άμεσο κεραυνικό πλήγμα χρησιμοποιούμε την σχέση (7) για γραμμή διανομής χωρίς προστασία, ή την σχέση (8) και την σχέση (9) για μερικώς προστατευμένη γραμμή διανομής ΠΟΣΟΣΤΟ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΑΜΕΣΑ ΚΕΡΑΥΝΙΚΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΣΕ ΑΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΕΣ ΦΑΣΕΙΣ Οι επιδράσεις των ατελειών εδάφους και του φαινομένου Corona έχουν μικρή επιρροή στην κυματική αντίσταση του αγωγού φάσεως, που απορρέει σε αλλαγές μικρότερες του 30 % της τιμής. Εκτός εάν η μόνωση της γραμμής διανομής έχει αγωγό προστασίας (OHGW) ή αλεξικέραυνα, περισσότερο από 99 % των απευθείας πληγμάτων θα καταλήξουν σε βραχυκυκλώματα της γραμμής διανομής ανεξαρτήτως του επιπέδου μόνωσης, των διαστημάτων των αγωγών ή της γείωσης ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΜΟΝΩΤΗ ΦΑΣΗΣ ΣΕ ΧΑΜΗΛΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΡΕΥΜΑ ΥΠΕΡΤΑΣΗΣ Η κυματική αντίσταση ενός μονού καλωδίου πάνω από το επίπεδο εδάφους είναι: Όπου ZZ 0 = 60 ln 2000 h rr (10) Ζ 0 = κυματική αντίσταση (Ω) h = ύψος του αγωγού από το επίπεδο του εδάφους (m) [35]

37 r = ακτίνα του αγωγού (m) Η κυματική αντίσταση ενός αγωγού που τροφοδοτείται από την μέση έχει το μισό της τιμής αυτής, και το ρεύμα του κεραυνού θα χωριστεί ισομερώς για κάθε μονοπάτι πάνω από το έδαφος. Ένας απροστάτευτος αγωγός φάσεως με ακτίνα r = 10 mm και ύψος h = 10 m σε τέλειο έδαφος έχει αντίσταση των 456 Ω από την μια άκρη ή 228 Ω σε μια κανονική περίπτωση για απευθείας κεραυνικό πλήγμα που καταλήγει κάπου πάνω στην γραμμή ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ CORONA ΣΤΙΣ ΥΨΗΛΕΣ ΤΑΣΕΙΣ Χρησιμοποιώντας τη σχέση (5) για το πρώτο κεραυνικό πλήγμα με μέγιστη τιμή ρεύματος i 0 = 4,4 ka δίνεται η πιθανότητα ότι αυτό το ρεύμα θα υπερβαίνει 99 % την παραπάνω τιμή. Χρησιμοποιώντας τη σχέση (10) με h = 10 m και r = 10 mm, η σύνθετη αντίσταση Z 0 είναι 456 Ω. Γνωρίζοντας ότι το ρεύμα ταξιδεύει και στις δύο κατευθύνσεις μακρυά από την πηγή, η σύνθετη αντίσταση είναι Z 0 / 2 ή 228 Ω. Το εντυπωσιακό προιόν του ρεύματος I F του πρώτου πλήγματος θα ξεπερνά την τάση του 1 MV και θα πρέπει η σύνθετη αντίσταση του αγωγού να αντέξει 99 % της διάκειας του. Σε αυτό το μέγεθος της τάσης, η ακτίνα επίδρασης του πεδίου Corona γύρω από τον αγωγό, αυξάνοντας έτσ τη χωρητιότητα και μειώνοντας τη σύνθετη αντίσταση. IEEE Std παρέχει μια μέθοδο για την αξιολόγηση αυτής της επίδρασης. Αν η ακτίνα του φαινομένου Corona περιβάλει τους αγωγούς, αυτοί θα έχουν την ίδια τάση με την πληγείσα φάση εξαιτίας της επαγωγής και η διαφορική καταπόνηση στηφάση σε φάση μόνωση θα μειωθεί περαιτέρω. Ωστόσο αν η ακτίνα του φαινομένου Corona που περιβάλει το δίαστημα των αγωγών φαση φάση ή φάση ουδέτερος, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να συμβούν βραχυκυκλώματα (τόξα) στο μέσο του διαστήματος των αγωγών των γραμμών διανομής. Τα βραχυκυκλώματα στο μέσο του διαστήματος των αγωγών των γραμμών διανομής έχουν παρατηρηθεί με αυτόματες κάμερες και επίσης έχουν τεκμηριωθεί από λιωμένους αγωγούς μετά από σφάλματα από κεραυνικά πλήγματα ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΝΩΜΑΛΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ ΣΕ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ Η κυματική αντίσταση του αγωγού σε σαθρό έδαφος με πεπερασμένη αγωγιμότητα αυξάνεται ανάλογα με τη μείωση της αγωγιμότητας του εδάφους και με τη μείωση της συχνότητας. Για μεγαλύτερη ακρίβεια το ύψος h στην εξίσωση 10 θα πρέπει να είναι μιγαδικός αριθμός (Gary [B51] και Darveniza [B43]) βασισμένο και στην αγωγιμότητα του εδάφους και στη συχνότητα του. Η αντίσταση, σε μεγάλο εύρος συχνοτήτων, θα πρέπει να εκτιμάται και θα πρέπει να εκτελείται ένας αντίστροφος μετασχηματισμός Fourier για να λαμβάνουμε ένα αποτέλεσμα στοπεδίο του χρόνου. Παρόλα αυτά το φαινόμενο της πεπερασμένης αγωγιμότητας του εδάφους σε κυματική αντίσταση μπορεί να μοντελοποιηθεί με ικανοποιητική ακρίβεια σε υπολογισμούς κεαυνών αντικαθιστώντας το πραγματικό ύψος της γραμμής h στηνεξίσωση 10 με την πραγματική τιμή του ενεργού ύψους που δίνεται από τον τύπο : h eeeeee = h + 4,7 σσ (11) όπου h eff είναι το ενεργό ύψος που χρησιμοποιήτε για το Z 0 στην εξίσωση (10) (m) h είναι το ύψος του αγωγού από το έδαφος (m) [36]

38 σ είναι η αγωγιμότητα του περιβλήματος της μόνωσης, απώλειες εδάφους κάτω από τον αγωγό (ms / m) Για ρεαλιστικό αποτέλεσμα η αγωγιμότητα της γης στις συχνότητες που μας εδιαφέρουν δηλαδή 124 khz για το πρώτο κεραυνικό πλήγμα, θα πρέπει να περιλαμβάνουν τις αλλαγές που εξαρτώνται από τη συχνότητα. Αυτές οι επιδράσεις τείνουν να ορίζουν την αγωγιμότητα στα 124 khz σε ελάχιστο σ 1 ms / m ακόμα και σε βραχώδεις περιοχές με εξαιρετικά μικρή αγωγιμότητα ΡΥΘΜΟΣ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΑΜΕΣΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΜΕ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΤΟΞΟΥ ΣΕ ΑΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΕΣ ΦΑΣΕΙΣ Τουλάχιστον τρεις μορφές (μέθοδοι) απόσβεσης τόξου συναντώνται σε γραμμές διανομής : series wood in the insulation path, active arcing horns consisting of a series gap and metal oxide resistor, and long-flashover path provided by covered conductor creeping discharge or other means. Εάν καμμία από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται δεν αποσβέσει το τόξο, θα γίνει βραχυκύκλωμα από άμεσο πλήγμα που θα προκαλέσει σφάλμα στο κύκλωμα διανομής ΥΠΕΡΤΑΣΕΙΣ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΙΚΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ ΣΕ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΚΟΝΤΑ ΣΤΙΣ ΓΡΑΜΜΕΣ Η εμπειρία και οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι πολλά σφάλματα των γραμμών με κακή μόνωση που σχετίζονται με κεραυνούς, οφείλονται σε κεραυνο ο οποίος «πέφτει» στο έδαφος ή σε κατασκευές κοντά στη γραμμή. Οι περισσότερες τάσεις που προκαλούνται σε μια γραμμή διανομής από κεραυνούς που «πέφτουν» κοντά στη γραμμή είναι μικρότερες από 300 kv. Αυτές οι τάσεις τείνουν να έχουν μικρό εύρος παλμού σε σύγκριση με την ημιπερίοδο ενός τυπικού πλήγματος. Για το σθρό έδαφος η κυματομορφή της τάσης από κεραυνικό πλήγμα εξαρτάται από τη θέση του πλήγματος κατά μήκος της γραμμής. Η πολικότητα μπορεί να αντιστραφεί από τη μια άκρη της γραμμής μέχρι την άλλη. Ο μηχανικός σχεδιασμού του δικτύου διανομής μπορεί να κάνει ακριβείς εκτιμήσεις των υπερτάσεων που προκαλούνται από κεραυνούς, οι οποίες απαιτούν σημαντική εμπειρία και τεχνικά προσόντα. Ορισμένα συστήματα διανομής μπορούν να προσαρμοστούν με απλά αντίμετρα, όπως είναι σταθερά υψηλό παλμό σε κάθε κατασκευή για να αντέξει και τη χειρότερη τάση κεραυνικού πλήγματος σε σχέση με τις συνθήκες του τοπικού εδάφους. Συμπερασματικά όταν σε περιοχές με υψηλή αγωγιμότητα εδάφους όπου το επίπεδο της υπέρτασης των 300 kv θεωρείται επαρκές αντιστοίχως σε περιοχές με έδαφος χαμηλής αγωγιμότητας θα ήταν πιο κατάλληλο ένα επίπεδο μόνωσης των 400 kv CFO με σ = 1 ms / m. Ο ακριβής υπολογισμός της τάσης κεραυνικού πλήγματος απαιτεί τη διαθεσιμότητα κατάλληλων μοντέλων για την ηλεκτρομαγνητική σύζευξη μεταξύ του κεραυνικού ηλεκτρομαγνητικού παλμού που φωτίζει, χωρίς άμεση επαφή με τους αγωγούς πάνω από σαθρό έδαφος. Ένας από τους πιο απλούς αναλυτικούς τύπους για τον υπολογισμό της μέγιστης τάσης κεραυνικού πλήγματος (κρουστικής τάσης) καθορίστικε από τον Rousck. Αυτή η ανάλυση περιορίζεται σε μια απλή διαμόρφωση, δηλαδή σε μια εναέρια γραμμή απείρου μήκους πάνω από ιδανικό έδαφος η οποία έχει επηρεαστεί από ένα κεραυνικό ηλεκτρομαγνητικό παλμό που έχει παραχθεί από ένα βηματικό κεραυνικό ρεύμα που διαδίδεται κατά μήκος ενός αγωγού χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο γραμμής μεταφοράς, κινούμενο με χαμηλή ταχύτητα σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός. Ο απλουστευμένος τύπος του Rousck χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς στη [37]

39 βαθμονόμηση αριθμητικών μεθόδων, αλλα δίνει παραπλανητικά αποτελέσματα σε πολλές περιπτώσεις. Προβλέπει ότι η μέγιστη υπέρταση είναι : UU mm = νν cc h II PP (12) 2 νν dd cc 2 Ένας περιορισμός στον απλουστευμένο τύπο του Rousck που σχετίζεται με τα ατελή αποτελέσματα του εδάφους μπορεί να επιλυθεί αποτελεσματικά με σχετική ακρίβεια αυξάνοντας το τεχνητά το φαινομενικό ύψος των αγωγών φάσης από το έδαφος χρησιμοποιώντας την εξίσωση (11), βλέπε Daveniza [B43]. Οι αστραπές μπορεί να συλλεχθούν από ψηλά αντικείμενα, κτήρια, πυλώνες φωτισμού και άλλες δομές του δικτύου διανομής. Για τις ψηλές κατασκευές η εξίσωση (12) αποτυγχάνει επειδή v = c στους αγωγούς και το μοντέλο του Rousck δεν θα πρέπει να χρησιμοποιήται σε αυτό τον υπολογισμό Baba και Rakov [B8] δίνουν αριθμητικές μεθόδους για αυτό το πρόβλημα και προτείνουν ότι οι κεραυνοί σε ψηλά αντικείμενα όπως οι ανεμογεννήτριες, οι οποίες είναι εντός 100 m απόστασης από τις γραμμές διανομής μπορεί να προκαλέσουν % υψηλότερες υπερτάσεις από ότι οι κεραυνοί προς το έδαφος στην ίδια περιοχή. Πιο εξειδικευμένα μοντέλα βλέπε Nucci [B79], [B80], [B81] και [B82], επιτρέπουν σήμερα μια πιο ακριβή επεξεργασία των ρεαλιστικών συνθέσεων για τις γραμμές. Επιπλέον η παρουσία των μετασχηματιστών διανομής σε σχέση με τις συσκευές προστασίας από την υπέρταση, όπως και η παρουσία των απαγωγών υπέρτασης, η ουδετεροποίηση και ο εναέριος αγωγός προστασίας κατά μήκος της γραμμής, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για την πρόβλεψη της συνολικής συμπεριφοράς της γραμμής στην εμφάνιση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων από κοντινούς κεραυνούς. Οι υπολογισμοί για τις τάσεις προκαλούμενες από κεραυνό θα πρέπει να διεξάγονται με τον ακόλουθο τρόπο : - Ορισμός της τοποθεσίας, της μέγιστης τιμής του πρώτου και του μεταγενέστερου κεραυνικού πλήγματος. - Ορισμός του κεραυνικού ρεύματος στο σημείο επαφής της βάσης με το έδαφος. - Ορισμός του μοντέλου του επιστρεφόμενου κεραυνικού κύματος το οποίο καθορίζει τη χωροχρονική κατανομή του ρεύματος κατά μήκος του αγωγού. - Υπολογισμός του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε συνάρτηση με το ρεύμα κατά μήκος της γραμμής (λαμβάνοντας υπόψη αν χρειάζεται την αγωγιμότητα του εδάφους) - Ορισμός της αντίδρασης των στοιχείων του συστήματος τροφοδοσίας και διανομής ως αίτιο των παραγόμενων μεταβλητών. - Συνεχής επανυπολογισμός με διαφορετικές τοποθεσίες και μέγιστης τιμής κύματος για να γίνει προσομοίωση σε περίοδο πολλών ετών. - Υπολογισμός των αποτελεσμάτων σε κανονικοποίηση σε σχέση με την πυκνότητα του τοπικού εδάφους. Όσον αφορά άλλες εφαρμογές στα συστήματα ενέργειας χρειάζεται η εισαγωγή τους σε συστήματα υπολογιστών μιας και χρειάζεται αριθμητική ολοκλήρωση των σχετικών εξισώσεων. Παράρτημα Β περιλαμβάνει το προτεινόμενο πεδίο σύζευξης με τη γραμμή μεταφοράς Agrawal [B1] διευρύνοντας το ενδιαφέρον του [38]

40 πρόβληματος, συμπεριφορά γραμμής διανομής κατά τη διάρκεια του κεραυνού, Nucci και Rachidi [B83]. Όλα τα μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συμπεράνουμε τις καμπύλες απόδοσης κεραυνού που δείχνουν τον αριθμό των κεραυνών / 100 km / έτος σε αντιπαραβολή με το CFO των γραμμών διανομής και των σχετικών στατιστικών όπως περιγράφονται στο Παράρτημα Β. Σε αυτό το τμήμα, παρόλα αυτά, η αναγωγή γίνεται μόνο σε αποτελέσματα που αποκτήθηκαν χρησιμοποιώντας την πιο γενική μοντελοποίηση που περιγράφεται παραπάνω. Ο υπολογισμός του κεραυνικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου παλμού (LEMP) χρησιμοποιεί το απλό και σχετικά ακριβές μοντέλο του επιστρεφόμενου κύματος κεραυνού για τη γραμμή διανομής (μοντέλο του Uman). Η ζεύξη μεταξύ του κεραυνικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου παλμού και των αγωγών γραμμής υπολογίζεται χρησιμοποιώντας το μοντέλο του Agrawal. Η εικόνα 5 παρουσιάζει τη συχνότητα των κεραυνών σε συνάρτηση με την τάση CFO σε έναν αγωγό ύψους 10 m απείρου μήκους πάνω από ιδανικό έδαφος. Οι τιμές έχουν κανονικοποιηθεί για GFD N g = 1 κεραυνοί / km 2 / έτος και έχουν γραμμικοποιηθεί σε GFD. (IEEE Std ) NOTE In Figure 5 ideal ground has infinite conductivity (zero resistivity); conductivity of 10 ms/m is equivalent to resistivity of 100 Ωm; 1 ms/m is equivalent to 1000 Ωm. Η μέθοδος Monte Carlo που χρησιμοποιήθηκε για να αποκτήσουμε τα αποτελέσματα της εικόνας 5 περιγράφεται στο παράρτημα Β. Η καμπύλη στο σχήμα 5 δείχνει τρεις τιμές της αγωγιμότητας εδάφους σ, άπειρης (ιδανικό έδαφος), 10 ms / m, 1 ms / m. Κατά την αξιολόγηση των τάσεων προκαλούμενων από κεραυνό βλέπε Rachidi [B91] και CIGRÉ C4.401 [B30] η πεπερασμένη τιμή της εδαφικής αγωγιμότητας από τη μια αυξάνει τις παροδικές απώλειες των μεταβλητών στη γραμμή από την άλλη έχει επίδραση στη διάδοση του LEMP. Ενώ το προηγούμενο φαινόμενοτείνει να μειώνει τα κύματα που διαδίδονται κατά μήκος της γραμμής το τελευταίο τείνει γενικά να ενισχύει το εύρος των προκαλούμενων τάσεων. Σε αυτό το δεύτερο φαινόμενο γενικά [39]

41 παράγονται εύρη τάσεων μεγαλύτερα από αυτά που αποκτούνται σε περίπτωση ιδανικού εδάφους βλέπε Ishii [B65], Rachidi [B91] and CIGRÉ C4.401 [B30]. Σαν σημείο αναφοράς μια γραμμή μεταφοράς ύψους 10 m σε ανοιχτό έδαφος με GFD = 1 κεραυνός / 1 km 2 / έτος θα έχει περίπου 11 απευθείας κεραυνικά πλήγματα / 100 km / έτος χρησιμοποιώντας την εξίσωση (7) όπου κάθε ένα από αυτά οδηγεί σε βραχυκύκλωμα, σε ανοιχτά εδάφη οι παραγόμενες τάσεις θα είναι πρόβλημα για γραμμές που χαρακτηρίζονται από χαμηλή μόνωση ή και σε εδάφη με χαμηλή αγωγιμότητα. Για παράδειγμα, στην περίπτωση μιας εναέριας γραμμής πάνω από ένα ιδανικά αγώγιμο έδαφος, ο αριθμός των βραχυκυκλωμάτων από παραγόμενη τάση υπερσκελίζει τον αριθμό των βραχυκυκλωμάτων από άμεσα κεραυνικά πλήγματα για ένα μη γειωμένο κύκλωμα μόνο όταν το CFO είναι μικρότερα από 75 kv βλέπε εικόνα 5. Παρόλα αυτά αν η αγωγιμότητα του εδάφους είναι φτωχή π.χ. σ = 1 ms / m το CFO και ο αριθμός των βραχυκυκλωμάτων της παραγόμενης τάσης ξεπερνά τον αριθμό βραχυκυκλωμάτων άμεσου πλήγματος τότε η τάση θα είναι μικρότερη από 140 kv βλεπε εικόνα 5. Τα αποτελέσματα που δείχνονται στην εικόνα 5 είναι για γραμμή διανομής σε ανοιχτό έδαφος χωρίς κοντινά δέντρα ή κτήρια. Ο αριθμός των παραγόμενων βραχυκυκλωμάτων εξαρτάται επίσης και από την παρουσία κοντινών αντικειμένων τα οποία προστατεύουν τη γραμμή από άμεσα πλήγματα. Αυτό μπορεί να αυξάνει τα βραχυκυκλώματα από παραγόμενη τάση διότι υπάρχουν πιο πολλά παράπλευρα χτυπήματα. Έτσι σε προστατευόμενες περιοχές τα βραχυκυκλώματα από παραγόμενη τάση μας απασχολούν περισσότερο. Ένας γειωμένος ουδέτερος ή ένας αγωγός προστασίας δικτύου διανομής μέσης τάσης θα μειώσει την τάση κατά μήκος της μόνωσης σε ένα βαθμό.ο οποίος εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ γειτονικών γειώσεων από την αντίσταση του εδάφους και από το πόσο κοντά βρίσκεται ο αγωγός γείωσης στον αγωγό της φάσης. Για αυτή την ανάλυση ένας τύπος με παράγοντα τη θωράκιση έχει αποκτηθεί από έναν τύπο που βρέθηκε στο Rousck [B100] υποθέτοντας ότι ο γειωμένος ουδέτερος ή ο αγωγός προστασίας του δικτύου μέσης τάσης είναι ένας μη φωτιζόμενος αγωγός και με συνεχή σύνδεση με το έδαφος. Αυτός ο παράγοντας είναι τυπικά μεταξύ 0,6 και 0,9. Η υιοθέτηση ενός τέτοιου παράγοντα προστασίας δίνει αρκετά ακριβή αποτελέσματα μόνο για κοντινές τιμές απόστασης μεταξύ δύο γειτονικών γειώσεων π.χ. 30 m και για ιδανική αγωγιμότητα εδάφους. Για έναν πιο ακριβή υπολογισμό το αποτέλεσμα της παρουσίας ενός γειωμένου αγωγού θα πρέπεινα αντιμετωπίζεται λαμβάνοντας το υπόψη με τον ίδιο τρόπο όπως τους υπόλοιπους αγωγούς γραμμών πολλαπλών αγωγών όπως στον Rachidi [B91] και λαμβάνοντας υπόψη την πραγματική απόσταση μεταξύ γειτονικών γειώσεων όπως Paolone [B84]. Η απόσταση μεταξύ γειτονικών τερματικών σημείων εδάφους, παρά η τμή της αντίστασης του κάθε πόλου, είναι η παράμετρος που έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην απόδοση προστασίας επειδή οι αντιστάσειςτου πόλου είναι τυπικά πολύ μικρότερες από την αντίσταση του κύματος του ουδετέρου ή του αγωγού προστασίας. Σημειώνεται ότι τα γειωμένα κυκλώματα π.χ. κυκλώματα με γειωμένο ουδέτερο ή αγωγό προστασίας γενικά αναμένονται να έχουν λιγότερα βραχυκυκλώματα για δεδομένο CFO επειδή ο γειωμένος αγωγός μειώνει τη διακύμανση της τάσης κατά μήκος της μόνωσης διαμέσου του φαινομένου ηλεκτρομαγνητικής προστασίας. Παρόλα αυτά η παρουσία του γειωμένου αγωγού οδηγεί σε δύο πιθανότητες βραχυκυκλώματος : α) σε μια διαδρομή από τη φάση προς τη γη β) από τη φάση προς το γειωμένο καλώδιο. Αυτή η δεύτερη διαδρομή χαρακτηρίζεται γενικά από ένα μικρότερο CFO το οποίο σημαίνει τελικά ότι η γραμμή μπορεί να έχει συνολικά ένα μικρότερο CFO. Το εύρος των απαγωγών υπέρτασης μπορεί να μετριάσει τις επιπτώσεις των τάσεων από κεραυνούς. Τα αποτελέσματα του Borghetti [B22] και Paolone [B84] δείχνουν ότι [40]

42 μπορεί να αποκτηθεί μια σημαντική βελτίωση της απόδοσης στην υπό συζήτηση γραμμή διανομής κατά την κεραυνική δραστηριότητα μειώνοντας το διάστημα μεταξύ των απαγωγών υπέρτασης κάτω από μερικές εκατοντάδες μέτρα. Στην παραπάνω περίπτωση η ακριβής εκτίμηση της προστασίας κάθε φάσης με απαγωγούς υπερτασης και η ιδανική απόσταση μεταξύ τους, η χρήση απαραίτητου λογισμικού που χρειάζεται καθώς και η επίγνωση μη γραμμικών χαρακτηριστικών των συσκευών προστασίας, χρειάζονται απαραιτήτως. Προφανώς η εκτίμηση μιας έμμεσης κεραυνικής επίδρασης, θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη την τοπολογία και τη γεωμετρία των δικτύων διανομής τα οποία γενικά απαρτίζονται από μικρές γραμμές τερματιζόμενες σε στοιχεία διανομής ισχύος, π.χ. φορτία και μετασχηματιστές τα οποία προστατεύονται γενικά από απαγωγούς υπέρτασης. Για αυτό το σκοπό επαρκή εργαλεία υπολογισμού EMTP είναι διαθέσιμα βλέπε Nucci και Rachidi [B83]. Από κοινού με το πρωτόκολλο IEEE Std και την πιο προσφατη βιβλιογραφία τα αποτελέσματα έχουν εκφραστεί ως κεραυνός / 100 km / έτος. Αυτή η μονάδα μέτρησης έχει νόημα για συστήματα διανομής που χαρακτηρίζονται από την παρουσία των τμημάτων μεγάλων γραμμών με ομοιόμορφη δομή κατασκευή. Αυτή η μονάδα μέτρησης μπορεί να είναι λιγότερο βοηθητική για συστήματα διανομής με μη κανονικά χαρακτηριστικά, όπως ένας συνδιασμός τριφασικής παραγωγής με μονοφασικά παρακλάδια. Προτείνεται ότι τα αποτελέσματα του ρυθμού διακοπής από κεραυνό των συστημάτων διανομής να παρουσιάζονται κάνοντας αναφορά στο συγκεκριμένο σύστημα που μας ενδιαφέρει κυρίως στην τοπολογία του και στη διάταξη του (π.χ. αριθμός και θέση των απαγωγών υπέρτασης, παρουσία αγωγών προστασίας κ.λ.π.) και πολύ απλά παρέχοντας τα αποτελέσματα με όρους κεραυνού / έτος ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΟΝΩΣΗΣ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ Στην πλειοψηφία τους οι εναέριες διατάξεις χρησιμοποιούν διάφορους τύπους μονωτικών υλικών ως κεραυνική προστασία όπως πορσελάνη, αέρας, ξύλο, πολυμερή, fiberglass τα οποία έχουν διαφορετική ισχύ. Η συγκεκριμένη οδηγία της ΙΕΕΕ απευθύνεται σε μηχανικούς συστήματος διανομής για την βελτίωση της μόνωσης των εναέριων γραμμών από κεραυνικό πλήγμα. Τα επίπεδα βραχυκυκλωμάτων από κεραυνικά πλήγματα στις γραμμές διανομής διαμορφώνουν το επίπεδο της μόνωσης καθώς και επηρεάζονται από ορισμένους παράγοντες : i. Πολικότητα και ρυθμός ανόδου της τάσης. ii. Ατμοσφαιρικές συνθήκες καθώς και η πυκνότητα αέρα, ποσοστό υγρασίας, βροχόπτωση και ατμοσφαιρικής μόλυνσης. iii. Διάφοροι φυσικοί παράγοντες όπως το σχήμα και η διαμόρφωση του μονωτήρα, το σχήμα της μεταλλικής διάταξης. Κατά την διαδικασία εκφόρτισης κεραυνικού πλήγματος επάνω σε ξύλο, η ισχύς της μόνωσης εξαρτάται κυρίως από την υγρασία που υπάρχει στην επιφάνεια του παρά από τις φυσικές διαστάσεις του. Η έννοια του CFO που βασίζονται οι οδηγίες προσδιορίζεται ως το επίπεδο τάσης κατά το οποίο έχουμε 50 % πιθανότητα βραχυκυκλώματος και 50 % πιθανότητα αντοχής σε εργαστηριακές συνθήκες. [41]

43 Βεβαίως εάν χρησιμοποιηθεί μια Γκαουσιανή κατανομή των δεδομένων τότε η πιθανότητα αντίστασης μπορεί να υπολογιστεί από την τιμή CFO και την σταθερή απόκλιση. Μετά από εργαστηριακές μελέτες η προσέγγιση «επιπρόσθετης αντοχής μόνωσης» είναι η πιο βέλτιστη και πρακτική. Συγκεκριμένα χρησιμοποιεί το CFO του βασικού μονωτικού στοιχείου προσθέτοντας την αύξηση του CFO που προσφέρεται από ένα επιπλέον στοιχείο δεδομένου ότι η επιπλέον μονωτική ισχύς είναι πάντα μικρότερη από αυτή που έχει μόνο του το στοιχείο που προστίθεται CFO ΤΑΣΗ ΤΗΣ ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Από παλιά οι ηλεκτρολόγοι μηχνικοί κατασκευαζαν τις γραμμές διανομής από ξύλινους βραχίονες και τους πόλους από μονωτήρες προκειμένου να αυξήσουν τη δύναμη της μόνωσης στη γραμμή διανομής κατά τη διάρκεια ενός κεραυνικού παλμού. Στις αρχές της δεκαετίας του 1930, παρουσιάστηκε ένας αριθμός εργασιών που ελάμβανε υπόψη τα αποτελέσματα των μονωτήρων που δοκιμάστηκαν σε συνδυασμό με το ξύλο. Μια ερώτηση προέκυψε ως προς αν η δύναμη του κρουστικού κεραυνικού παλμού στο ξύλο προστίθεται και στο μονωτήρα από πορσελάνη. Μια σχετική απάντηση ήρθε μέσα από την έρευνα σε πολλά εργαστήρια, και κάποια αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν τη δεκαετία του 1940 και του 1950, βλέπε Clayton και Shankle [B31]. Μια γενική περίληψη των προηγούμενων εργασιών για το CFO παρουσιάστηκε το 1950, AIEE έκθεση της επιτροπής [B2] και μια πιο αναλυτική έκθεση [B3] το Τα αποτελέσματα αυτά αναπτύχθηκαν κυρίως για τις γραμμές μεταφοράς, όμως ο υψηλός αντίκτυπος των επιπέδων μόνωσης αποτελούν πλέον αντίμετρο για την επαγόμενη υπέρταση από βραχυκυκλώματα σε σχέση με την κατασκευή των γραμμών διανομής. Πιο πρόσφατα, η έρευνα συνεχίστηκε σε πολυδιηλεκτρικούς συνδυασμούς που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά συστήματα. Οι έρευνες αυτές αφορούσαν τις γραμμές διανομής και μεταφοράς και το επίπεδο αντοχής του ξύλου όταν βάλλεται από κεραυνό, αλλάζοντας απότομα τους παλμούς, βλέπε Darveniza [B36], Guerrieri [B56], Jacob [B66] και [B67], Pigini [B89], Ross και Grzybowski [B97], Shwehdi [B106], Shwendi και El-Kieb [B107]. Οι μονωτήρες από πολυμερή υλικά και οι βραχίονες από fiberglass έχουν τοποθετηθεί σε γραμμές διανομής ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1970, βλέπε Cherney [B25], Elrod και Menzel [B47], Grzybowski και Jacob [B57] και Shwehdi [B106] και Shwendi και El-Kieb [B107]. Από την οπτική γωνία της απόδοσης κατά τη διάρκεια των κεραυνών, οι μονωτήρες από πολυμερή υλικά τείνουν να στέλνουν με την ίδια δύναμη τον εξωτερικό παλμό βραχυκυκλώματος όπως οι κεραμικοί μονωτήρες των ίδιων διαστάσεων ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ CFO ΤΑΣΗΣ ΓΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΜΕ ΜΟΝΩΣΕΙΣ ΣΕΙΡΑΣ Σύμφωνα με μελέτες όταν προστεθεί 1 m ξύλου ή fiberglass αναβαθμίζει κατά kv στην αντοχή της μόνωσης κατά των κεραυνικών πληγμάτων. Η μόνωση εναλλασσόμενου ρεύματος λαμβάνεται από το μονωτήρα καθώς ο ξύλινος ή fiberglass βραχίονας θεωρείται ως επιπλέον μονωτικό στοιχείο για την τάση του κεραυνού. Όταν κατά την διαδικασία πορείας του κεραυνικού πλήγματος στο έδαφος δεν συναντά ξύλινο ή fiberglass βραχίονα, αλλά δύο ή περισσότερους μονωτήρες στη σειρά τότε το CFO αυτών των συνδυαστικών μονωτήρων λαμβάνεται από μια σειρά διαφορετικών παραγόντων με ξεχωριστή ανάλυση. Πολλές επιχειρήσεις χρησιμοποιούν τέτοιους συνδυασμούς από μια τεράστια «βιβλιοθήκη». [42]

44 Βεβαίως η εκτεταμένη μέθοδος πρόσθετων CFO μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το υπολογισμό του συνολικού CFO μιας κατασκευής διανομής από : i. Προσδιορισμό της συμβολής του κάθε ξεχωριστού στοιχείου μόνωσης στο συνολικό συνδυαστικού CFO. ii. Υπολογισμό του συνολικού συνδυαστικού CFO, έχοντας γνώση της τιμής CFO των στοιχείων μόνωσης. Αυτό επιτυγχάνεται με την χρήση πινάκων ή καμπυλών πειραματικών δεδομένων, και την μετέπειτα αξιοποίηση για την συσχέτιση αποτελεσμάτων ενός μονωτικού στοιχείου που προστίθεται σε ένα άλλο. Βασικά στοιχεία της συγκεκριμένης διαδικασίας είναι τα ενδεικτικά δεδομένα CFO της βασικής μόνωσης καθώς και σε ένα επιπρόσθετο σύνολο δεδομένων. Όταν εμπλέκονται δύο στοιχεία σε ένα σχηματισμό, το CFO του συνδυασμού είναι μικρότερης κλίμακας από το σύνολο των μεμονωμένων CFO. Η βασική μόνωση θεωρείται ο μονωτήρας. Η συνολική CFO τάση για δύο στοιχεία είναι : Για τρία η παραπάνω στοιχεία είναι : Όπου CFO total = CFO ins + CFO add.second (13) CFO total = CFO ins + CFO add.second + CFO add.third + + CFO add.nth (14) CFO total = κρίσιμη τάσης βραχυκυκλώματος των συνολικών στρώσεων μόνωσης (συνολική) CFO ins = κρίσιμη τάση βραχυκυκλώματος της κύριας μόνωσης του στοιχείου CFO add.second = κρίσιμη τάση βραχυκυκλώματος της μόνωσης του δεύτερου στοιχείου CFO add.third = κρίσιμη τάση βραχυκυκλώματος της μόνωσης του τρίτου στοιχείου CFO add.nth = κρίσιμη τάση βραχυκυκλώματος της μόνωσης του νιοστού στοιχείου CFO 1,2 ως κύρια μόνωση Περιγραφή Τύπος 3 Μονωτήρας από πολυμερή υλικά 15 kv to 35 kv CFO ins (kv) Προστιθέμενο CFO σαν δεύτερο στοιχείο Περιγραφή CFO add.sec (kv / m) Ξύλινος στύλος 210 Στύλος από fiberglass 410 Προστιθέμενο CFO σαν τρίτο στοιχείο Περιγραφή και CFO add.third (kv/m) Κεραμικός Pin-τύπου μονωτήρας ANSI ANSI ANSI Ξύλινος στύλος Ξυλινος βραχίονας Στύλος από fiberglass Βραχίονας από fiberglass Fiberglass standoff Ξύλινος στύλος 65 Fiberglass Standoff 200 [43]

45 Vertical Ceramic Insulator String 1x102mm 75 2x102mm 165 3x102 mm (4 ) 250 Ξύλινος στύλος 90 Ξυλινος βραχίονας 160 Βραχίονας από fiberglass 250 Fiberglass standoff 315 Περιγραφή Τύπος 3 CFO ins (kv / m) CFO add.sec (kv / m) Ξύλο Στύλος 330 Ξύλινος στύλος βραχίονας Fiberglass Στύλος 470 Fiberglass standoff standoff Αέρας 600 NOTE 1 All values are CFO levels obtained in standard wet tests. NOTE 2 Values are the minimum of the negative and positive polarity values. NOTE 3 Insulators are shown as examples only. Refer to manufacturer s data for more exact values Παρακάτω παρουσιάζονται σε πίνακες οι πιο συχνές τιμές CFO και τα πρόσθετα στοιχεία όπου αναφέρονται σε υγρές συνθήκες. Από εργαστηριακές διαδικασίες ή από τους κατασκευαστές συλλέγονται οι ξηρές συνθήκες που πολλαπλασιάζοντας με ένα συντελεστή 0,8 έχουμε μια εκτίμηση των τιμών CFO υπό υγρές συνθήκες. Οι συντελεστές κυμαίνονται μεταξύ 0,7 0,9. Οι τιμές των παρακάτω πινάκων είναι για επίπεδα υγρού CFO. Επίσης οι τιμές είναι το ελάχιστο των τιμών αρνητικής και θετικής πολικότητας καθώς και για περισσότερες πληροφορίες για τους μονωτήρες πρέπει να διασταυρωθούν με τις ακριβές τιμές των κατασκευαστών. Για εξαρτήματα που δεν περιέχονται στους παραπάνω πίνακες το συνολικό CFO υπολογίζεται με μειώσεις για το δεύτερο και τρίτο εξάρτημα : CFO add.sec = 0,45 x CFO ins CFO add.third = 0,2 x CFO ins (15) Όπου CFO ins = κρίσιμη τάση βραχυκυκλώματος της κύριας μόνωσης του στοιχείου CFO add.second = κρίσιμη τάση βραχυκυκλώματος της μόνωσης του δεύτερου στοιχείου CFO add.third = κρίσιμη τάση βραχυκυκλώματος της μόνωσης του τρίτου στοιχείου Αυτή η μέθοδος έχει ποσοστό σφάλματος ±20% ενώ πιο ακριβείς μέθοδοι είναι: 1. Εργαστηριακές δοκιμές από κεραυνικό πλήγμα στην κατασκευή κατά από υγρές συνθήκες. 2. Δοκιμές από κεραυνικό πλήγμα κάτω από ξηρές συνθήκες και πολλαπλασιασμός των τιμών με συντελεστή 0,8 για το υπολογισμό του CFO σε υγρές συνθήκες. [44]

46 3. Χρήση λεπτομερειακών CFOs εξαρτημάτων. 4. Παραπομπή σε άλλα αποτελέσματα από δοκιμές σε κατασκευές διανομής ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣ ΟΤΑΝ ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΤΟ CFO ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Μια σημαντική μείωση στο CFO προέρχεται από τον εξοπλισμό και τα υλικά υποστήριξης στις κατασκευές διανομής. Αυτή η μείωση στο CFO στις κατασκευές μπορεί να αυξήσει τα βραχυκυκλώματα από επαγόμενες τάσεις. Αναφέρονται αναλυτικά παρακάτω διάφορες περιπτώσεις : Επίτονα : Η συμμέτοχή τους στην μείωση του CFO είναι καθοριστική αφού τοποθετούνται ψηλά στο πόλο σε κοντινή απόσταση από τα κύρια μονωτικά στοιχεία παρέχονται μια διαδρομή προς το έδαφος. Χρησιμοποιώντας μικρούς μονωτήρες επιτόνων από πορσελάνη αποδίδεται πολύ λίγη επιπλέον μόνωση της τάξεως λιγότερο από 30 kv του CFO. Ενώ συγκριτικά ένας μονωτήρας από fiberglass 50 cm παρέχει CFO της τάξεως του 250kV Καλώδια (κύριοι αγωγοί) Οι τύποι των αγωγών μπορεί να είναι ένας συμαντικός παράγοντας για τη μείωση του CFO μιας κατασκευής (δομής). Για μηχανικό πλεονέκτημα τα καλώδια αυτά είναι συνήθως προσαρμοσμένα ψηλά πάνω στο στύλο στην ευρεία περιοχή των κύριων συστημάτων μόνωσης. Οι μικροί πορσελάνινοι μονωτήρες κύριων αγωγών που χρησιμοποιούνται συνήθως παρέχουν πολύ λίγη επιπλέον μόνωση (συνήθως λιγότερη από 30 kv στο CFO). Ένας μονωτήρας τύπου fiberglass σε σειρά με ένα κύριο αγωγό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ώστε να αυξήσουμε τη μόνωση. Ένας μονωτήρας τύπου fiberglass μήκους 50 cm έχει CFO περίπου 250 kv Διακόπτες ασφαλείας Η εγκατάσταση διακοπτών ασφαλείας είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα απροστάτευτου εξοπλισμού που μπορεί να ελαττώσει το CFO ενός στύλου. Για συστήματα των 15 kv, ο διακόπτης ασφαλείας μπορεί να έχει 95 kv BIL. Βεβαίως εξαρτώμενο από τον τρόπο που ο διακόπτης έχει τοποθετηθεί, αυτό μπορεί να μειώσει το CFO ολόκληρης της κατασκευής σε 95 kv επειδή το BIL κάθε συστήματος μόνωσης είναι πάντα μικρότερο από το CFO αυτού του συστήματος. Στην εφαρμογή σε ξύλινους πόλους οι βλάβες στους διακόπτες ασφαλείας μπορεί να βελτιωθεί τακτοποιώντας την βλάβη έτσι ώστε το μπράτσο σύνδεσης να τοποθετηθεί μακριά από τους γειωμένους αγωγούς (επίτονα, γειωμένοι αγωγοί, ουδέτεροι αγωγοί). Συγκεκριμένα αυτό διευρύνεται και σε διακόπτες σε άλλα μέρη του εξοπλισμού που δεν προστατεύονται από αλεξικέραυνα Ύψος ουδέτερου αγωγού Σε κάθε γραμμή, το ύψος του ουδέτερου αγωγού διαφέρει εξαρτώμενο από το εξοπλισμό που είναι συνδεδεμένος. Στους ξύλινους στύλους, όσο πιο κοντά είναι ο ουδέτερος αγωγός στους αγωγού φάσης, τόσο πιο χαμηλό είναι το CFO Ηλεκτρικά Αγώγιμα Κατασκευαστικά Υλικά Με την χρήση κατασκευών από ατσάλι και τσιμέντο στις εναέριες γραμμές διανομής που αυξάνεται ραγδαία έχει ως απόρροια να μειώνει σημαντικά το CFO. Μεταλλικοί βραχίονες και υλικά χρησιμοποιούνται επίσης σε ξύλινες κατασκευές στύλων. Εάν τα υλικά αυτά είναι γειωμένα, τότε έχουμε το ίδιο αποτέλεσμα σαν η κατασκευή να ήταν εξ ολοκλήρου μεταλλική. Στις συγκεκριμένες κατασκευές, το συνολικό CFO παρέχεται από το μονωτήρα όπου αντισταθμίζουν την απώλεια μόνωσης του ξύλου. Βεβαίως [45]

47 παραχωρήσεις γίνονται ανάμεσα στην συμπεριφορά έναντι του κεραυνού και το μηχανικό σχεδιασμό ή τιμή. Ο μηχανικός θα πρέπει να γνωρίζει τα αρνητικά αποτελέσματα που περιέχει το μεταλλικό υλικό έναντι κεραυνικού πλήγματος και να προσπαθήσει να ελαχιστοποιήσει αυτά για καλύτερο σχεδιασμό. Γενικά χρησιμοποιούνται υποστηρίγματα από ξύλο ή fiberglass για να μεγαλύτερη μόνωση σε ξύλινους στύλους και σχεδιασμό βραχιόνων Προστατευτικά διάκενα και σύνδεσμοι μονωτήρων Η σύνδεση των μονωτήρων γίνεται μερικές φορές για να αποτραπεί η πρόκληση βλάβης από κεραυνικό πλήγμα στους ξύλινους πόλους ή βραχίονες καθώς και αποτροπή φωτιάς στο κορυφή των πόλων. Μια επιπλέον χρησιμότητα των προστατευτικών διακένων είναι να αποτρέπουν καταστροφές από κεραυνούς στα ξύλινα στοιχεία της κατασκευής. Χρησιμοποιήθηκαν στην πράξη από την Rural Utility Service distribution specifications στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1983 αλλά δεν προβλέπεται πλέον. Σε ορισμένα σημεία στο κόσμο χρησιμοποιούνται έναντι των αλεξικέραυνων για την προστασία του εξοπλισμού. Οι σύνδεσμοι μονωτήρων και τα προστατευτικά διάκενα μειώνουν σημαντικά το CFO της κατασκευής. Βέβαια δεν είναι η βέλτιστη αντιμετώπιση έναντι στη πρόληψη βλάβης σε ξύλινα τμήματα όπως για παράδειγμα οι σύνδεσμοι μονωτήρα ξύλου στη βάση του μονωτήρα Πολλαπλά κυκλώματα σε ένα πόλο Όταν έχουμε πολλαπλά κυκλώματα σε ένα πόλο στις περισσότερες περιπτώσεις καταλήγουν σε μειωμένη μόνωση. Επίσης όταν χρησιμοποιούμε λιγότερο ξύλο εν σειρά και καθορισμένες αποστάσεις φάσεων έχουμε σαν αποτέλεσμα μειωμένα επίπεδα μόνωσης συνήθως σε γραμμές διανομής που στηρίζονται κάτω από γραμμές μεταφοράς σε ξύλινους πόλους. Οι γραμμές μεταφοράς έχουν ένα προστατευτικό αγωγό γείωσης σε κάθε πόλο που μπορεί να μειώσει την μόνωση και αντιμετωπίζεται με απομάκρυνση του συγκεκριμένου αγωγού από το πόλο με διαχωριστήρες fiberglass Γραμμές με διαχωριστήρες αγωγών Οι συγκεκριμένες γραμμές είναι εναέριες γραμμές διανομής με μικρά διαχωριστικά διαστήματα. Οι επικαλυμμένοι αγωγοί και διαχωριστήρες (15 40 cm) που κρέμονται από ένα μεταβιβαστικό αγωγό παρέχουν στήριξη και ικανότητα μόνωσης. Ένα τέτοιος σχηματισμός από διαχωρισμένους αγωγούς θα έχει σταθερό CFO ( kv). Επειδή το επίπεδο μόνωσης είναι χαμηλό, οι επιδόσεις έναντι των κεραυνών θα είναι μειωμένη σε σύγκριση με μια παραδοσιακή ανοιχτή κατασκευή [Powell R. - Απρίλιος 1965]. Οι συγκεκριμένες κατασκευές έχουν το πλεονέκτημα του μεταβιβαστικού αγωγού που δρα στην πλειοψηφία των περιπτώσεων ως αγωγός προστασίας το οποίο μειώνει κατά ένα βαθμό τα βραχυκυκλώματα από απευθείας κεραυνικό πλήγμα. Σε αντίθεση βέβαια με ανάστροφα βραχυκυκλώματα που έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να συμβούν λόγω του χαμηλού επιπέδου μόνωσης. Μια βελτιωμένη γείωση θα μπορούσα να βελτιώσει την επίδοση έναντι στα κεραυνικά πλήγματα εάν η αγωγιμότητα του εδάφους είναι μεγάλη και ο διαχωρισμός μεταξύ των ουδετέρων είναι μικρότερη από 30 m. Οι γραμμές με διαχωριστήρες αγωγών τοποθετούνται σε περιοχές όπου υπάρχουν επαφές με δέντρα και δημιουργούν βλάβες. Το διαχωριστικό καλώδιο (spacer cable) προστατεύεται από απευθείας κεραυνικά πλήγματα. Επίσης η αναλογία από επαγόμενα βραχυκυκλώματα μειώνεται επειδή εφαρμόζεται ίδιο δυναμικό σε κάθε διαχωριστήρα αγωγό όταν διαφωτίζονται από ηλεκτρομαγνητικά πεδία από το κοντινό κεραυνικό πλήγμα. [46]

48 ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ ΓΙΑ ΔΙΑΚΟΠΗ ΤΟΥ ΤΟΞΟΥ Οι ξύλινοι πόλοι και βραχίονες έχουν την ικανότητα να αποτρέπουν την δημιουργία τόξου που προκαλείται από το κεραυνό και να το προλαμβάνουν από την πρόκληση βλάβης στην συχνότητα του ρεύματος. Οι συγκεκριμένες ικανότητες του ξύλου για την διακοπή του τόξου είναι μια λειτουργία της στιγμιαίας τάσης στη συχνότητα του ρεύματος την χρονική στιγμή του βραχυκυκλώματος από το κεραυνικό πλήγμα. Εάν η τάση είναι κοντά στο μηδέν, είναι πολύ πιθανό το τόξο να εξαφανιστεί χωρίς να προκαλέσει βλάβη. Εάν η ονομαστική τάση κατά μήκος του ξύλινου βραχίονα διατηρηθεί κάτω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο, η πιθανότητα πρόκλησης βλάβης μειώνεται δραστικά. Εάν εμφανιστούν πολλαπλά βραχυκυκλώματα, η πιθανότητα για διακοπή είναι ελάχιστη (Σχήμα). Από άποψη πιθανοτήτων,οι περισσότερες γραμμές διανομής θα υποστούν πολλαπλά βραχυκυκλώματα από άμεσα κεραυνικά πλήγματα. Σε κατασκευές διανομής που έχουν RMS τάση στο ξύλο μεγαλύτερη από 10 kv / m του ξύλου, η διακοπή μπορεί να μην έχει ικανοποιητικό αποτέλεσμα. Για παράδειγμα μια γραμμή διανομής 13,2 kv με 0,5 m ξύλο μεταξύ του μονωτήρα φάσης και του ουδετέρου αγωγού, έχει κλίση τάσης RMS στο ξύλο : 13,2 kkkk = 15,2 kkkk/mm 3 0,5 mm Για αυτήν την τάση εάν έχουμε κενά ξύλου 1m ανάμεσα σε όλους τους αγωγού φάσης και όλα τα γειωμένα αντικείμενα στο πόλο, τότε η διακοπή παίζει σημαντικό ρόλο. Αυτό επιτυγχάνεται σε κυκλώματα με υψηλά επίπεδα μόνωσης και μεγάλες αποστάσεις ξύλου. Στην συγκεκριμένη οδηγία, παίρνουμε την παραδοχή ότι όλα τα βραχυκυκλώματα προκαλούν βλάβες. Σχήμα 2.10: Πιθανότητα ενός τόξου ρεύματος λόγω βραχυκυκλώματος από κεραυνό σε ξύλινο βραχίονα υπό υγρές συνθήκες (IEEE Std ) ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗ ΞΥΛΟΥ ΛΟΓΩ ΚΕΡΑΥΝΙΚΟΥ ΠΛΗΓΜΑΤΟΣ [47]

49 Σύμφωνα με εμπειρικά δεδομένα, οι βλάβες στους πόλους ή βραχίονες από κεραυνούς είναι σχετικά σπάνιες, βεβαίως όμως σε ορισμένες περιοχές με υψηλή συχνότητα κεραυνών μπορεί να προκαλέσει ανησυχία. Υπάρχει πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την πιθανότητα βλάβης από κεραυνό ειδικότερα η υγρασία και η ηλικία του ξύλου. Η καταστροφή και ο θρυμματισμός του ξύλου συμβαίνει όταν η βλάβη είναι εσωτερική στο ξύλο και όχι στην επιφάνεια του. Εάν το ξύλο είναι πράσινο, είναι πολύ πιθανό η βλάβη να είναι εσωτερική. Για την προστασία του ξύλου χρησιμοποιείται η σύνδεση των μονωτήρων που έχει ως απόρροια να βραχυκυκλώνεται ο ξύλινος βραχίονας. Μια καλύτερη εναλλακτική λύση είναι η χρήση επιφανειακών ηλεκτροδίων που προσαρμόζονται κοντά στην άκρη των μονωτήρων τα οποία μπορεί να είναι καλύμματα αγωγών, ταινίες, μεταλλικές προεκτάσεις προσαρμοσμένες κοντά στο μονωτήρα στη πιθανή κατεύθυνση του βραχυκυκλώματος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την διακοπή κοντά στην επιφάνεια αντί εσωτερικά του ξύλου. Παίρνοντας προληπτικά μέτρα για την καταστροφή του ξύλου από κεραυνικά πλήγματα, μειώνουμε επίσης την πιθανότητα για ανάφλεξη στην κορυφή του πόλου όπου προκαλούνται από διαρροές ρεύματος στις συνδέσεις μετάλλων με ξύλο. Η βέλτιστη προσέγγιση είναι μια τοπική σύνδεση των μονωτήρων με ταινίες ή καλύμματα αγωγών στο τμήμα που είναι πιο πιθανό ξεκινήσει ΟΡΙΑ ΣΤΗΝ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΓΙΑ ΒΕΛΤΙΩΜΕΝΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ ΚΕΡΑΥΝΟ Η πρόταση 5 έχει δείξει ότι οι εναέριες γραμμές μπορούν να προστεθούν από τις κεραυνικές υπερτάσεις με τη σωστή χρήση του CFO για 300 kv ή παραπάνω ανάλογα με την αγωγιμότητα του εδάφους και το ύψος της γραμμής και ότι είναι πρακτικό να επιτευχθεί αυτό το επίπεδο σε κάθε δίκτυο διανομής εκμεταλλευόμενοι τις δεντροστοιχίες ή την ικανότητα μόνωσης του fiberglass. Το δυσκολότερο ερώτημα που αντιμετωπίζετε στις προτάσεις 6 και 7 είναι η προστασία των εναέριων γραμμών από άμεσα πλήγματα. Η προστασία από άμεσα πλήγματα με OHGW είναι αποτελεσματική σε γραμμές μεταφοράς διότι το παραγόμενο κρουστικό ρεύμα και η αντίσταση του πυλώνα είναι λιγότερη από τον μονωτήρα CFO στις περισσότερες περιπτώσεις. Με μειωμένο το CFO των γραμμών με τάση λιγότερη από 69 kv, οι OHGW είναι λιγότερο αποτελεσματικοί ή τελείως αποτελεσματικοί. Παρόλα αυτά η βασική φιλοσοφία για την προστασία εναέριων γραμμών διανομής από άμεσα κεραυνικά πλήγματα λαμβάνει υπόψη τα παρακάτω : - Η χρήση των OHGW μειώνει τον κίνδυνο των άμεσων πληγμάτων στους αγωγούς της φάσης αλλά αυξάνει τον κίνδυνο των επιστρεφόμενων βραχυκυκλωμάτων. Ο OHGW μπορεί να μειώσει γενικά το ρίσκο της διακοπής από τους κεραυνούς, εάν η εδαφική αγωγιμότητα είναι υψηλή. Η επιθυμητή τιμή της αντίστασης του εδάφους εξαρτάται από το CFO της γραμμής και γενικά η αντίσταση κάθε στύλου θα πρέπει να είναι μικρότερη από CFO (kv) / (15 ka) για να είναι περίπου κατά 25 % αποτελεσματικά ενάντια των επιστρεφόμενων βραχυκυκλωμάτων από άμεσα πλήγματα. Γενικά δεν μπορεί να επιτευχθούν τόσο μικρές τιμές στην αντίσταση του στύλου στις περισσότερες περιοχές. - Η χρήση των απαγωγέων σε όλες τις φάσεις ενός τριφασικού συστήματος μπορεί να μειώσει τον ρυθμό των βραχυκυκλωμάτων από άμεσα πλήγματα εάν οι απαγωγείς έχουν επιλεχθεί σωστά. Η κατανομήτων απαγωγέων δεν θα πρέπει να είναι παραπάνω από δύο πόλους μακριά εξαιτίας του χρόνου μετώπου των άμεσων κεραυνικών πληγμάτων. Τα ποσοστά των βλαβών από βραχυκυκλώματα της τάξης του 20 % είναι αναμενόμενα για απευθείας κεραυνούς ακόμα και με απαγωγούς υπερτασης βαρέως τύπου. [48]

50 - Ο συνδυασμός απαγωγέων και OHGW παρέχει συμπληρωματική προστασία στις γραμμές διανομής. Οι OHGW εκτρέπουν την περισσότερη ενέργεια του κεραυνού μακριά από τους αγωγούς της φάσης και το συνδεδεμένο εξοπλισμό. Οι απαγωγείς υπέρτασης περιορίζουν τη μέγιστη τάση στο μονωτήρα και μειώνουν τους ρυθμούς των επιστρεφόμενων βραχυκυκλωμάτων πιο αποτελεσματικά από τη βελτιωμένη γείωση σε κάθε στύλο. Ενώ αυτό το υβριδικό σχέδιο θεωρείται αποτελεσματικό τα βραχυκυκλώματα θα συνεχίσουν να συμβαίνουν αλλά σε μικρότερο βαθμό. Ένας τελευταίος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι αυτός της ορθής χρήσης περιορισμένων κεφαλαίων. Γενικά οι επιχειρήσεις διανομής ενέργειας μπορεί να παρέχουν καλύτερες προοπτικές στην εξυπηρέτηση των πελατών σύμφωνα με τη στιγμιαία μέση συχνότητα διακοπών (MAIFI), βελτιώνοντας τις αποδόσεις των γραμμών έναντι των κεραυνών, στα δίκτυα που αφορούν μεγάλο αριθμό πελατών ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΜΕ ΑΓΩΓΟ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ (OHGW- Overhead Ground wire) Οι βασικές αρχές για την προστασία των εναέριων γραμμών διανομής από απευθείας κεραυνικό πλήγμα λαμβάνουν υπόψιν ότι : - Η χρήση OHGW μειώνουν την πιθανότητα των απευθείας πληγμάτων στους αγωγούς φάσης αλλά αυξάνουν την πιθανότητα των ανάστροφων βραχυκυκλωμάτων. Επίσης μπορεί να μειώσει το κίνδυνο διακοπών από κεραυνούς εάν η αγωγιμότητα του εδάφους είναι υψηλή. Η επιθυμητή τιμή της αντίστασης του εδάφους εξαρτάται από το CFO της γραμμής, και γενικότερα η αντίσταση κάθε πόλου πρέπει να είναι λιγότερο από CFO (kv) / (15 ka) για να είναι 25 % πιο αποτελεσματικό ενάντια στα ανάστροφα βραχυκυκλώματα από απευθείας κεραυνικά πλήγματα. Πρακτικά είναι σχεδόν απίθανο να έχουμε τέτοιες τιμές στις αντιστάσεις των πόλων στις περισσότερες περιοχές. - Η χρήση αλεξικέραυνων σε όλες τις φάσεις σε ένα τριφασικό σύστημα και εφαρμοσμένες στο ίδιο πόλο μπορεί να μειώσει την αναλογία των βραχυκυκλωμάτων από απευθείας κεραυνικά πλήγματα εάν γίνει σωστή επιλογή αυτών. Η απόσταση των αλεξικέραυνων δεν πρέπει να είναι περισσότερο από ένα ή δύο ανοίγματα πόλων. - Η χρήση και των δύο προστατευτικών μεθόδων παρέχει επιπλέον προστασία στις γραμμές διανομής. Οι OHGW κατευθύνουν το μεγαλύτερο ποσοστό της κεραυνικής ενέργειας μακριά από τους αγωγούς φάσεως και του εξοπλισμού, και τα αλεξικέραυνα περιορίζουν την κορυφή της τάσης και μειώνουν τα ανάστροφα βραχυκυκλώματα πιο αποτελεσματικά σε σύγκριση με την γείωση σε κάθε πόλο. Ακόμα και μετά την χρήση αυτού του υβριδικού συστήματος, βραχυκυκλώματα θα συμβούν αλλά σε μειωμένο αριθμό. Συγκεκριμένα οι αγωγοί προστασίας είναι γειωμένοι και τοποθετούνται πάνω στους αγωγούς φάσης για την διακοπή των κεραυνικών πληγμάτων και μέσω του γειωμένου πόλου, το ρεύμα του κεραυνού κατευθύνεται στο έδαφος. Το ρεύμα του κεραυνού διατρέχει την γειωμένη αντίσταση του πόλου προκαλώντας μια πιθανή αύξηση, με αποτέλεσμα μια διαφορά στην τάση μεταξύ του γειωμένου πόλου και των αγωγών φάσεων. Αυτή η διαφορά στην τάση μπορεί να προκαλέσει ένα ανάστροφο βραχυκύκλωμα στην μόνωση από το γειωμένο πόλο σε ένα από τους αγωγούς φάσεως. Το φαινόμενο του ανάστροφου βραχυκυκλώματος είναι ένας ουσιαστικός περιορισμός για την αποτελεσματικότητα των εφαρμογών των προστατευτικών αγωγών σε γραμμές διανομής. Οι προστατευτικοί αγωγοί παρέχουν αποτελεσματική προστασία μόνο εάν : [49]

51 - Χρησιμοποιούνται πρακτικές σχεδίασης καλής μόνωσης για να παρέχεται ικανοποιητικό CFO ανάμεσα στο γειωμένο καθοδικό πόλο και τους αγωγούς φάσεως. - Αποκτηθούν χαμηλές αντιστάσεις γείωσης. Το παρακάτω σχήμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μπορέσουμε να κάνουμε μια εκτίμηση των βραχυκυκλωμάτων που δημιουργούνται για τον σχεδιασμό ενός προστατευτικού αγωγού (OHGW). Για κυκλώματα διανομής με τρεις αγωγούς, η προσθήκη ενός προστατευτικού αγωγού θα μειώσει το αριθμό των βραχυκυκλωμάτων που προκαλούνται. Επειδή ο προστατευτικός αγωγός είναι γειωμένος, καταστέλλονται οι τάσεις στους αγωγούς φάσεως μέσω της χωρητικής σύζευξης. Όσο μικρότερη είναι η απόσταση μεταξύ των αγωγών φάσεων με τον προστατευτικό αγωγό, τόσο καλύτερη είναι η σύζευξη με αποτέλεσμα να προκαλούνται μικρότερες τάσεις. Προσθέτοντας ένα γειωμένο αγωγό κάτω από τους αγωγούς φάσης θα έχει τα ίδιο αποτέλεσμα με ένα εναέριο προστατευτικό αγωγό. Για κυκλώματα διανομής με τέσσερις αγωγούς και σύστημα πολλαπλής γείωσης, αντικαθιστώντας τον ουδέτερο αγωγό που βρίσκεται από κάτω με έναν εναέριο προστατευτικό αγωγό δεν θα μειώσει τον αριθμό βραχυκυκλωμάτων. Παρόλα αυτά ο συνδυασμός του προστατευτικού και του ουδετέρου αγωγού θα αυξήσει την επίδοση έως ένα επίπεδο επειδή ο συντελεστής σύζευξης θα είναι μεγαλύτερος. Από άποψη κόστους, η πρόσθεση ενός OHGW στον σχεδιασμό γραμμών διανομής μπορεί να είναι ουσιώδες. Επιπροσθέτως στο κόστος του αγωγού, των πόλων γείωσης και της επιπλέον μόνωσης, το ύψος των στύλων πρέπει να είναι μεγαλύτερο για να στηρίξουν τους αγωγούς προστασίας έτσι ώστε να είναι επαρκής η γωνία προστασίας ανάμεσα στο προστατευτικό αγωγό και τους εξωτερικούς αγωγούς φάσης. Όμως από την άλλη πλευρά το μεγαλύτερο ύψος των κατασκευών προσελκύει περισσότερα άμεσα κεραυνικά πλήγματα που αντισταθμίζει αμυδρά την μείωση του ποσοστού βραχυκυκλωμάτων που παρέχει η προστασία ΓΩΝΙΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Για να μπορέσουμε να εξασφαλίσουμε ότι όλα τα κεραυνικά πλήγματα θα καταλήξουν στον προστατευτικό αγωγό και όχι στους αγωγούς φάσεως, προτείνεται μια γωνία των 450 ή λιγότερο. Αυτή η οδηγία ισχύει μόνο για γραμμές ύψους μικρότερες από 15 m με αποστάσεις μεταξύ αγωγών κάτω από 2 m. Πιο υψηλές γραμμές διανομής χρειάζονται μικρότερες γωνίες προστασίας [ΙΕΕΕ Std ]. [50]

52 (IEEE Std ) ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Η αποτελεσματικότητα του OHGW στις γραμμές διανομής εξαρτάται κυρίως από τη μόνωση που παρέχεται μεταξύ της γείωσης και του αγωγού φάσης. Αν ο αγωγός της γείωσης είναι σε επαφή με το στύλο σε όλο του το μήκος είναι δύσκολο να παρέχουμε επαρκή μόνωση. Σε ένα ξύλινο στύλο συνήθως είναι απαραίτητο να μονώνουμε τον αγωγό γείωσης από το στύλο στην περιοχή των μονωτήρων της φάσης και των βραχιόνων. Αυτόμπορεί να επιτευχθεί με ράβδους από fiberglass ή διαχωριστικά, τοποθετημένα οριζόντια στο στύλο για να συγκρατούν το καλώδιο της γείωσης cm μακριά από το στύλο όπως δείχνεται στην εικόνα Α.2.. Ο CFO από τον αγωγό της γείωσης προς την κοντινότερη φάση είναι η πιο περιοριστική τιμή από όλα τα άλλα «μονοπάτια». Θα πρέπει επίσης να μονώνονται και οι αγωγοί για να αποκτηθεί ο απαραίτητος CFO. Οι εφαρμογές με OHGW απιτούν CFO μεγαλύτερο από 250 kv 300 kv για να είναι αποτελεσματικές. Χρησιμοποιώντας διαχωριστικά για τον αγωγό της γείωσης είναι δυνατόν να επιτευχθεί αυτό το επίπεδο μόνωσης στις γραμμές διανομής ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΓΕΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΜΟΝΩΣΗΣ Η αποτελεσματικότητα του OHGW εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη γείωση. Για την αποτελεσματικότητα του σχεδιασμού ενός OHGW, οι αντιστάσεις του εδάφους πρέπει να είναι μικρότερες από 10 Ω αν το CFO είναι λιγότερο από 200 kv. Εάν το CFO είναι από 300 kv 350 kv, η αντίσταση εδάφους περίπου 30 Ω τότε θα παρέχει παρόμοια απόδοση. Ο OHGW θα πρέπει να γειώνεται σε κάθε στύλο. Η εικόνα 8 δείχνει την απόδοση ενός αμεσου πλήγματος και την επίδραση της γείωσης σε μια προσομοίωση από υπολογιστή ενός OHGW με CFO από 175 kv έως 350 kv. Οι μελέτες με κεραυνούς ποθυ επιβεβαιώνουν τη θεωρητική συμπεριφορά των ηλεκτροδίων [51]

53 γείωσης υπό συνθήκες πραγματικών κρουστικών τάσεων, παρουσιάζονται στο Rakov [B93]. (IEEE Std ) ΥΠΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΔΙΚΤΥΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ Οι γραμμές διανομής που δεν έχουν μονωτήρες είναι ιδιαιτέρως ευαίσθητες στα επιστρεφόμενα βραχυκυκλώματα. Θα πρέπει να προσέξουμε ιδιαίτερα ώστε να διατηρήσουμε τα υψηλά επίπεδα μόνωσης με σκοπό να αποφύγουμε υπερβολικά ποσοστά βραχυκυκλωμάτων. Επιπρόσθετα η τάση που αναπτύσεται στο εργαστήριο για να προκαλέσουμε ένα επιστρεφόμενο βραχυκύκλωμα, είναι μεγαλύτερη σε ένα δίκτυο διανομής παρά σε ένα δίκτυο μεταφοράς. Το επίπεδο της μόνωσης σε μια γραμμή διανομής μέσης τάσης είναι μικρότερο από ότι σε μια γραμμή μεταφοράς. Οι αγωγοί διανομής αρχικά θα υποστούν επιστρεφόμενο βραχυκύκλωμα και ύστερα θα βοηθήσουν την απόδοση του δικτύου μεταφοράς με την αύξηση της σύζευξης των αγωγών του δικτύου μεταφοράς. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να διατηρήσουμε χαμηλή αντίσταση εδάφους και υψηλά επίπεδα μόνωσης ώστε να αποφύγουμε ασυνήθιστα υψηλά ποσοστά βραχυκυκλωμάτων στα δίκτυα διανομής. Οι απαγωγείς υπέρτασης μπορούν να βοηθήσουν όταν εγκατασταθούν σε μια φάση, αυξάνοντας την τάση σύζευξης προς τις άλλες φάσεις ΕΝΑΕΡΙΑ ΚΑΛΩΔΙΑ ΓΕΙΩΣΗΣ ΚΑΙΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΑ Για να εξαλείψουμε ένα μεγάλο ποσοστό από πιθανά βραχυκυκλώματα οι απαγωγείς σε κάθε φάση μπορούν να χρησιμοποιούνται σε συνεργασία με OHGW. Οι απαγωγείς θα προστατεύσουν τη μόνωση από επιστρεφόμενο βραχυκύκλωμα. Ο OHGW θα εκτρέψει το περισσότερο ρεύμα προς τη γη έτσι ώστε οι απαγωγείς υπέρτασης να μην υποβάλλονται σε μεγάλη καταπόνηση. Οι απαγωγείς υπέρταης κάνουν το σχεδιασμό του OHGW λιγότερο εξαρτημένο από τα επίπεδα μόνωσης και γείωσης. Ένας [52]

54 περιορισμός σε αυττή τη προσέγγιση είναι η αυξανόμενη εμφάνιση βραχυκυκλώματος όταν ο διαχωρισμός μεταξύ φάσης OHGW είναι μικρότερος από την ακτίνα του φαινομέμου Corona εξαιτίας του ρεύματος που δημιουργείται από υπερταση επάνω στον OHGW. Ο σχεδιαστής του συστήματος θα πρέπει να καθορίσει την ελάχιστη απόσταση διαχωρισμού χρησιμοποιώντας τον υπολογισμό της ακτίνας του φαινομένου Corona στην οδηγία IEEE Std ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ Οι απαγωγείς υπέρτασης στη διανομή παρέχουν προστασία από υπερτάσεις στη μόνωση και τον εξοπλισμό (μετασχηματιστές, ρυθμιστές, κ.λ.π.). Αυτοί οι απαγωγείς λειτουργούν ως αντιστάσεις (σχεδόν μονωτές) σε κανονικές τάσεις λειτουργίας και γίνονται «αγωγοί» κατα τη διάρκεια των συνθηκών ενός κεραυνού. Ο απαγωγός άγει το ρεύμα υπέρτασης προς το έδαφος ενώ, περορίζει την τάση του εξοπλισμού. Οι απαγωγείς υπέρτασης χρησιμοποιούνται για να προστατέυσουν τη μόνωση στις γραμμές διανομής, μειώνοντας έτσι την εμφάνιση βραχυκυκλωμάτων και και των διακοπών του κυκλώματος. Πολλοί διαφορετικοί τύποι απαγωγέων υπέρτασης έχουν χρησιμοποιηθεί στην πάροδο του χρόνου, όπως εσωτερικά διάκενα από καρβίδιο του πυριτίου, εσωτερικά, εξωτερικά ή μη διάκενα μετάλλου - οξειδίου. Από την άποψη της προστασίας της μόνωσης γραμμών διανομής, όλα επιτελούνται κατά παρόμοιο τρόπο. Οι διαφορές στα χαρακτηριστικά της τάσης εκκένωσης θα προκαλέσει μόνο μια μικρή διαφορά στην προστασία της μόνωσης, αφού υπάρχουν σημαντικά περιθώρια. Αρκετές μελέτες έχουν διερευνήσει την αποτελεσματικότητα των διαφόρων αποστάσεων στον απαγωγέα βλέπε Paolone [B84], [B85], και Short [B104]. Μελέτες απόδοσης στους σπινθηριστές των απαγωγέων υπέρτασης στις γραμμές διανομής παρουσιάζονται στο De la Rosa [B46], Fernandez [B53], [B54], Master [B72], και Mata [B73] και [B74]. Σε γενικές γραμμές, κανένας απαγωγέας υπερτασης δεν πρόκειται να επιβιώσει σε αμεσο κεραυνικό πλήγμα, από μόνος του, αλλά αν μοιραστούν το πλήγμα πολλοί παραλληλισμένοι απαγωγείς υπέρτασης τότε θα είναι αποδοτικοί ώστε να περιοριστεί το κεραυνικό πλήγμα σε λογικά επίπεδα, βλέπε Mata [B73] και [B74]. Για την επιλογή του απαγωγέα υπέρτασης ανατρέξτε στην οδηγία IEEE Std C ή στις προδιαγραφές των κατασκευαστών. Για την προστασία του εξοπλισμού (κυρίως υπόγεια καλώδια), μερικές φορές είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα απαγωγέα υπέρτασης, με το χαμηλότερο δυνατό, επίπεδο προστασίας. Ωστόσο, αυτό δεν είναι απαραίτητο για την προστασία της μόνωσης της γραμμής διότι το προστατευτικό επίπεδο του απαγωγέα είναι γενικά σημαντικά χαμηλότερο από το επίπεδο της γραμμής μόνωσης. Κατά την εφαρμογή απαγωγέων για προστασία, το ποσοστό αποτυχίας των παράλληλων απαγωγέων υπέρτασης, θα πρέπει να εξετάζεται πάραλληλα με τη βελτίωση των βραχυκυκλωμάτων στις γραμμές ΜΕΛΕΤΗ ΜΗΚΟΥΣ ΤΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟΥ Οι απαγωγοί υπέρτασης που συνδέουνται μεταξύ των ακροδέκτών της γραμμής διανομής και του εδάφους, για τον εξοπλισμό που προστατεύουν, περιέχουν μια μικρή ποσότητα αυτεπαγωγής. Αυτή η επαγωγή L(di/dt) προκαλεί πτώση τάσης που εμφανίζεται σε όλα τα καλώδια που «περνούν» κεραυνικά ρεύματα. Κάθε πτώση τάσης που δημιουργείται στο αλεξικέραυνο θα προστέθει στην τάση εκκένωσης αλεξικέραυνου. Αυτό θα αυξήσει την τάση που εμφανίζεται σε όλες τις συσκευές που προστατεύονται από το αλεξικέραυνο. [53]

55 Η επίδραση του μήκους της γραμμής των απαγωγών για την προστασία της μόνωσης γραμμών διανομής δεν είναι τόσο σημαντικός όπως είναι με τον εξοπλισμό προστασίας. Γενικά για τον εξοπλισμό το περιθώριο είναι πολύ υψηλό. Επίσης, το επίπεδο μόνωσης της γραμμής είναι γενικά πολύ μεγαλύτερο από το κανονικό BIL του εξοπλισμού. Φυσικά, είναι πάντα καλή πρακτική να κρατήθει ο αγωγός προστασίας της γραμμή διανομής όσο το δυνατόν πιο σύντομη και ευθεία σύνδεση με το εδάφος. Αναφέρεται στην οδηγία IEEE Std C ή περισσότερες πληροφορίες στα μήκη των αλεξικέραυνων ΑΝΑΦΛΕΞΗ ΑΠΟ ΚΟΝΤΙΝΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ Τα αλεξικέραυνα μπορούν να μειώσουν σημαντικά το ρυθμό των βραχυκυκλώματων λόγω τάσεων που προκαλούνται από κοντινά πλήγματα. Το διάγραμμα 9 δείχνει τα αποτελέσματα για μια μόνωση με CFO των 150 kv για μη γειωμένο κύκλωμα. Σημειώστε ότι ακόμα και με σχετικά μεγάλη απόσταση στο αλεξικέραυνο μπορεί να μειώσει σημαντικά τα βραχυκυκλωμάτα που προκαλούνται από τάση (8 σπιθαμές αποδίδουν τουλάχιστον μια μείωση κατά 25%). Σε πολλά κυκλώματα διανομής με πολλούς μετασχηματιστές, οι απαγωγείς που χρησιμοποιούνται για την προστασία των μετασχηματιστών μπορούν να παρέχουν σημαντική προστασία από την επαγόμενη τάση από βραχυκυκλώματα. Οι τεχνικές υποθέσεις περιγράφονται στο Παράρτημα B. Σχήμα 9 : Σημείωση CFO = 150 kv, h = 10 m, N g = 1 flash / km 2 / yr, μήκος σπιθαμής = 75 m (IEEE Std ) Τα αλεξικέραυνα μπορούν να είναι ακόμη πιο αποτελεσματικά ώστε να μειωθούν τα βραχυκυκλώματα που προκαλούνται, αν χρησιμοποιούνται για την προστασία των πόλων που έχουν χαμηλά επίπεδα μόνωσης. Αυτά τα «αδύναμων κρίκων» μπορεί να περιλαμβάνουν αποκοπές, dead-end πόλους, ή crossover πόλους. Τοποθετώντας απαγωγείς σε αυτές τους πόλους μπορεί να είναι πιο αποδοτικό οικονομικά από τη βελτίωση του επιπέδου μόνωσης ΑΝΑΦΛΕΞΗ ΑΠΟ ΑΜΕΣΑ ΠΛΗΓΜΑΤΑ Η προστασία από άμεσες αστραπές είναι δύσκολη λόγω της υψηλής αύξησης των ρευμάτων, απότομα ποσοστά αύξησης, και μεγάλη ενέργεια σε κάθε κερυνικό [54]

56 «χτύπημα». Στη θεωρία, τα αλεξικέραυνα μπορούν να παρέχουν προστασία από τα άμεσα κεραυνικά πλήγματα, αλλά πρέπει να χρησιμοποιούνται σε πολύ κοντινά διαστήματα (σχεδόν σε κάθε πόλο). Το διάγραμμα 10 δείχνει βραχυκυκλώματα εκτιμώντας διάφορες αποστάσεις αλεξικέραυνων που προστατεύουν από τα άμεσα κεραυνικά πλήγματα (βλέπε Παράρτημα B για λεπτομέρειες και παραδοχές). Η ανάλυση στο σχήμα 10 προϋποθέτει ότι ο ουδέτερος αγωγός είναι γειωμένος σε κάθε πόλο. Ο υψηλός αριθμός των βραχυκυκλωμάτων, σύμφωνα με το Σχήμα 10, μπορεί να είναι παραπλανητικός όταν ο ουδέτερος αγωγός δεν είναι γειωμένος, εκτός των πόλων όπου τα αλεξικέραυνα εφαρμόζονται σε όλες τις φάσεις και το επίπεδο μόνωσης ουδέτερου προς γη είναι υψηλό. Σχήμα 10 : (IEEE Οδηγία ) ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟΥ ΣΤΟ ΠΑΝΩ ΜΕΡΟΣ Εάν ο αγωγός της φάσης βρίσκεται επάνω έτσι ώστε να αναχαιτίσει όλες τις κεραυνοπληξίες, τα αλεξικέραυνα (απαγωγοί υπέρτασης) μπορούν να εφαρμοστούν στην πάνω φάση η οποία καθιστάται να δρα σαν αγωγός προστασίας (OHGW). Αφού «χτυπηθεί» η πάνω φάση ο απαγωγέας υπερτασης θα οδηγήσει το κύμα στο έδαφος. Το κύκλωμα θα προστατευθεί εάν η αντίσταση έδαφους είναι αρκετά χαμηλή και η μόνωση στις απροστάτευτες φάσεις είναι αρκετά καλή. Όπως σε ένα αγωγό προστασίας (OHGW), θα πρέπει να ληφθεί μέριμνα για τη διατήρηση υψηλού επιπέδου μόνωσης και στις απροστάτευτες φάσεις. Οι καμπύλες για έναν αγωγό προστασίας (OHGW) (βλέπε σχήμα 8) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση της αποτελεσματικότητας ενός σχεδίου απαγωγού υπέτασης στην πάνω φάση. Οι απαγωγείς θα πρέπει να χρησιμοποιούναι σχεδόν σε κάθε στύλο ή πύργο για να επιτευχθεί η βέλτιστη προστασία ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟΥ Οι απαγωγείς υπέρτασης, για διανομή, χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες ενέργειας στον πίνακα 3. Κλάση απαγωγέα υπέρτασης (αλεξικέραυνο) Διάμετρος του Block (mm) Βαθμίδα ενέργειας (kv / kj MCOV) Βαθμίδα ενέργειας (J / cm 3 ) Ποσοστά αποτυχίας σε άμεσα κεραυνικά πλήγματα σε απροστάτευτη γραμμή Ελαφρού τύπου % 100 % Κανονικού τύπου % 50 % Βαρέος τύπου % 33 % [55]

57 Οι βαθμίδες ενέργειας στον Πίνακα 3 είναι από τους κατασκευαστές οι ελάχιστες τιμές δοκιμών οι οποίες συστάθηκαν για τις εκκενώσεις. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερο υψηλής ποιότητας μπλοκ MOV απορροφούν περισσότερο από 500 J / cm 3 στην καταστροφή τους με σταθερό I t product, ανεξάρτητα από την διάρκεια εφαρμογής από δευτερόλεπτα έως μικροδευτερόλεπτα, βλέπε Ringler [B95]. Οι εκτιμήσεις των ποσοστών αποτυχίας για απαγωγείς υπέρτασης στον Πίνακα 3 είναι για τρεις φάσεις και ουδέτερου σε γραμμές χωρίς αγωγό προστασίας, έχοντας απαγωγείς σε όλους τους πόλους και κάθε φάση. Για τις γραμμές με απαγωγούς υπέτασης μόνο για τον εξοπλισμό ή / και τη γραμμή προστασίας με δύο ή περισσότερες σπιθαμές μεταξύ των απαγωγών, τα ποσοστά αποτυχίας του αλεξικέραυνου για άμεσα κεραυνικά «πλήγματα» μπορεί να είναι σημαντικά μικρότερα. Οι απαγωγείς υπέρτασης είναι, μεση τιμή, σε μεγαλύτερη απόσταση από το τερματικό σημείο της αστραπής και οι απροστάτευτοι μονωτές μεταξύ του τέλους της γραμμής διανομής και του απαγωγού υπέρτασης συνήθως βραχυκυκλώνουν, εκτρέπωντας το μεγαλύτερο ρεύμα προς το έδαφος και ελαχιστοποιώντας την ενέργεια του κεραυνού. Η ενέργεια που απάγεται από τις προκαλούμενες υπερτάσειςή από πλήγματα στα OHGW, είναι επίσης πολύ χαμηλότερη από τα πλήγματα απευθείας στις φάσεις και έχουν το ίδιο αποτέλεσμα στη μείωση του ρυθμού αστοχίας των απαγωγών. Οι απαγωγείς ελαφρού τύπου χρησιμοποιούνται συνήθως σε ειδικές περιπτώσεις για την προστασία υπόγειων εγκαταστάσεων. Συνήθως χρησιμοποιούνται οι κανονικοί ή βαρέως τύπου απαγωγοί για την προστασία εναέριων γραμμών διανομής. Η μεγάλη αντοχή στην ενέργεια των απαγωγών βαρέως τύπου βελτιώνει έως 15 % τις πιθανότητες επιβίωσης τους σε σχέση με τους κανονικούς. Σε εκτεθειμένες εφαρμογές (π.χ. μια υπαίθρια γραμμή διανομής χωρίς εναέριο αγωγό προστασίας OHGW), οι απαγωγοίδιανομής μεταλοξειδίου μπορεί να υποστούν απαράδεκτο ρυθμό σφαλμάτων λόγω άμεσων πληγμάτων. Ένα σημαντικό ποσοστό των άμεσων πληγμάτων στους απαγωγούς οδηγεί φόρτο ενέργειας ο οποίος υπερβαίνει τις αντοχές του κατασκευαστή και το κύμα δοκιμής των 0,4 μs, βλέπε McDermott [B76]. Αυτό μετριάζεται από το γεγονός ότι τα μπλόκς των οξειδίων των μετάλλων δύναται να έχουν μεγαλύτερη αντοχή στην απορρόφηση ενέργειας από την ονομαστική τους τιμή, βλέπε Ringler [B95]. Ακόμα ένα σφάλμα στο μηχανισμό ορισμένων απαγωγών υπέρτασης οξειδίου μετάλλου είναιη εμφάνιση βραχυκυκλωμάτων γύρω από τα μπλοκ, όταν ο απαγωγός υπέρτασης υπόκειται σε παράλληλα κρούσματα υπερτάσεων. Τα επιφανειακά βραχυκυκλώματα από πολλαπλά κρούσματα υπέρτασης είναι ασυνίθιστα σε απαγωγούς υπέρτασης χωρίς διάκενο όπως είναι οι απαγωγοί υπετασης πολυμερών υλικών, βλέπε Darveniza [B40]. Αρκετές εργαστηριακές μελέτες εκτιμούν την απόδοση των απαγωγών υπέρτασης σε μονά ή πολλαπλά κρούσματα υπέρτασης, για παράδειγμα Darveniza [B41], [B42], Fernandez [B52], Mata [B73], [B74], και Schoene [B102] και [B103]. Η ενέργεια που διασκορπίζεται σε έναν απαγωγό κατά τη διάρκεια ενός άμεσου πλήγματος συνήθως δεν είναι η μέγιστη ενέργεια του κεραυνού. Κάποιο παλμικό φορτίο, το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου της ουράς του κύματος και τα συνεχή ρεύματα μοιράζονται σε γειτονικούς απαγωγούς ή προπρος έδαφος μέσω του ίδιου του συστήματος διανομής. Μελέτες με τεχνητούς κεραυνούς και η ερμηνεία άμεσων μετρήσεων σε εγκαταστάσεις έχουν επιβεβαιώσει ότι τα υψηλά επίπεδα διασκόρπισμού ενέργειας που συμβαίνουν, γενικά υπερβαίνουν την κλάση ενός μόνο απαγωγού υπέρτασης διανομής, αλλάτο 75 % αυτής της ενέργειας προέρχεται από το παρατεταμένο ρεύμα DC μεταξύ των πληγμάτων, βλέπε Barker [B9]. Είναι επίσης γνωστό ότι παρά τις αυξημένες πιθανότητες ενός σφάλματος σε μεμονωμένο απαγωγό υπέρτασης, για ένα άμεσο χτύπημα, έχουν αναφερθεί λιγότερα σφάλματα από το αναμενόμενο λόγω των γειτονικών απαγωγών υπέρτασης που απορροφούν μέρος της [56]

58 ενέργειας. Οι απαγωγοί υπέρτασης που χρησιμοποιούνται για τις αγροτικές γραμμές με εκτεθιμένα τροφοδοτικά βλέπουν συχνά επίπεδα ενέργειας ικανά να προκαλέσουν βλάβες. Οι κατεστραμμένοι απαγωγοί υπέρτασης συνήθως είναι κοντά στο πλήγμα, αλλά δεν είναι πάντα κοντα στον πόλο του εκτιθέμενου αγωγού. Φυσιολογικά, ένας μόνο απαγωγός υπέρτασης θα «σφάλλει» ηλεκτρικά, αφήνοντας τους υπόλοιπους ανέπαφους, αλλά σε δοκιμές πεδίου έχουν βρεθεί σφάλματα σε πολλαπλούς απαγωγούς υπέρτασης από ένα μόνο πλήγμα. Αυτό μεταφραζοντας το σε συνήθεις συνθήκες διαπιστώνουμε πως, ένας υψηλός ρυθμός σφαλμάτων σε απαγωγούς υπέρτασης ως αντίδραση σε ένα άμεσο πλήγμα μπορεί να μην έχει σημαντικές επιπτώσεις στο σύστημα. Για παράδειγμα, στην περίπτωση ενός τριφσικού δικτύου διανομής 50 km των 13,2 kv τάσης με μονοφασικούς καταναλωτές και απαγωγούς υπέρτασης σε όλους τους πόλους και όλες τις φάσεις θα έχει 1000 πόλους και 2000 απαγωγούς υπέρτασης. Σε ανοιχτό πεδίο αυτή η γραμμή θα δεχόταν περίπου 20 πλήγματα / έτος σε περιοχή με μεγάλη πυκνότητα πληγμάτων όπως η Φλόριδα. Αυτό θα οδηγούσε σε σφάλμα 2 εώς 7 απαγωγών υπέρτασης βαρέος τύπου ανά έτος. Αφού λάβουμε υπόψη την περιβαντολογική θωράκιση και την μειωμένη εμφάνιση των πληγμάτων σε ήπια κλίματα τότε τα παρατηρούμενα σφάλματα των απαγωγέων υπέρτασης βαρέως τύπου σε 1 ή 2 κάθε 5 χρόνια στη Νέα Υόρκη by Barker [B9] μπορούν να είναι συμβατά με τον Πίνακα 3. Οι απαγωγοί υπέρτασης μπορεί να «σφάλλουν» για πολλούς λόγους, επιπρόσθετα στο έντονο φορτίο ενός κεραυνού. Σφάλματα μπορεί επίσης να συμβούν όταν γίνεται υπερβαση των ορίων της στιγμιαίας υπέρτασης, από μακροχρόνια εργασία ή από αστοχία κάποιου υλικού. Οι εναέριες γραμμές με απαγωγούς υπέρτασης πρέπει να ελέγχονται και να συντηρούνται τακτικά αλλιώς η απόδοση τους θα φθήνει με το χρόνο ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΕΝΤΑΦΙΑΣΜΕΝΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ Για να ολοκληρώσουμε είναι λογικό να συμπεριλάβουμε τη χρήση υπόγειου καλωδίου ως μέθοδο για να βελτιώσουμε την κεραυνική απόδοση σε σύγκριση με μια εναέρια γραμμή. Γενικά αυτό «πυροδοτεί» μια σειρά από θέματα αξιοπιστίας, δηλαδή ακραίες καιρικές συνθήκες (κεραυνοί, άνεμοι, πάγος, κ.λ.π.) και διάφορες παρεμβολές όπως βλάστηση και ζώα, με συνέπειες να διαφέρουν σχετικά με την γήρανση των διηλεκτρικών των καλωδίων, τις ανασκαφές και τον μεγάλο χρόνο που χρειάζεται για την εύρεση και την επιδιόρθωση μιας βλάβης. Σε γενικές γραμμές οι οικονομικοί λόγοι ευνοούν την εναέρια κατασκευή δικτύων. Τα υπόγεια καλώδια δεν έχουν «ανοσία» στους κεραυνούς είτε είναι από άμεσο πλήγμα είτε από επαγώμενες τάσεις ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΕΣ ΑΜΕΣΩΝ ΠΛΗΓΜΑΤΩΝ ΣΕ ΕΝΤΑΦΙΑΣΜΕΝΑ ΚΑΛΩΔΙΑ Το 1993, διεξάγειένα πείραμα στο Camp Blanding της Φλόριδας, για να μελετηθούν οι επιπτώσεις στα υπόγεια συστήματα διανομής ενέργειας, από τους κεραυνούς. Τα καλώδια ήταν ομοαξονικά των 15 kv με μόνωση πολυαιθυλενίου ανάμεσα στον κεντρικό αγωγό και στην εξωτερική ομόκεντρη θωράκιση (ουδέτερος). Ένα από τα καλώδια (καλώδιο Α) είχε μονωτικό μανδύα και τοποθετήθηκε σε PVC σωλήνα, ένα άλλο καλώδιο (καλώδιο Β) είχε μονωτικό μανδύα και ενταφιάστηκε απευθείας και ένα τρίτο καλώδιο (καλώδιο Γ) δεν είχε καθόλου μανδύα και ενταφιάστηκε απευθείας. Τα [57]

59 τρία καλώδια ενταφιάστηκαν σε απόσταση 5 m μεταξύ τους σε βάθος 1 m. Έπειτα «πυροδοτήθηκαν» 30 κεραυνοί και το κεραυνικό ρεύμα διοχετεύθηκε στο έδαφος απευθείας ακριιβώς πάνω από τα καλώδια Barker και Short [B11], [B12] και [B13] ανέφεραν τα παρακάτω αποτελέσματα από το πείραμα με τα ενταφιασμένα καλώδια : - Μετά την επαφή του κεραυνού στο έδαφος, ένα σημαντικό ποσοστό του κεραυνικού ρεύματος πέρασε σε μέσα στον αγωγό του ουδετέρου του καλωδίου με το 15 % έως 25 % του ολικού κεραυνικού ρεύματος να ανιχνέυεται στα 70 m σε όλες τις κατευθύνσεις από το σημείο κρούσης. - Η μεγαλύτερη τάση που μετρήθηκε μεταξύ του κεντρικού αγωγού και του ομόκεντρου ουδετέρου ήταν 17 kv, το οποίο είναι κάτω από το όριο της βασικής μόνωσης (BIL). - Οι τάσεις που μετρήθηκαν στον μετασχηματιστή δευτερεύοντος ήταν μέχρι 4 kv Αυτό μπορεί να είναι απειλή για τις οικιακές συσκευές. Σύμφωνα με τους Barker και Short [B13], στις δοκιμές με «πυροδοτήσεις» κεραυνών οι κεραυνοί ελκήθηκαν από τα καλώδια σε απόσταση μέχρι και 10 m από αυτά ΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΡΕΥΜΑΤΑ ΕΞ ΕΠΑΓΩΓΗΣ ΣΕ ΕΝΤΑΦΙΑΣΜΕΝΑ ΚΑΛΩΔΙΑ Ο Paolone [B84] μέτρησε επαγώμενα ρεύματα της τάξης των 100 Α στις θωρακίσεις ενταφιασμένων καλωδίων στα m μακριά από την πηγή των «πυροδοτούμενων» κεραυνών, προτείνοντας ότι ο παλμός μεταξύ θωράκισης και εδάφους φθάνει περίπου τα 30 kv για 10 ka ρεύμα πηγής. Ο υπολογισμός των επαγώμενων ρευμάτων έχει επιβεβαιώσει τις μετρήσεις στο πεδίο υιοθετώντας το μοντέλο του Agrawal [B1] για την φώτιση που δίνουν τα μαγνητικά πεδία βλέπε Petrache [B85]. Προς το παρόν το ελάχιστο επίπεδο παλμών και καλωδίων για να αντέξει επαγώμενες υπερτάσεις από γειτονικούς κεραυνούς, θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 30 kv και οι απαιτήσεις μπορεί να ξεπεράσουν τα 100 kv αν συμπεριληφθούν όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α.1 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1 15 kv σχεδιασμός ξύλινων βραχιόνων Πρόβλημα : ένα βοηθητικό πρόγραμμα καλείται να αξιολογήσει τη σχεδίαση τριών γραμμών διανομής με βάση το πρότυπο στην κατηγορία των 15 kv. (βλέπε σχήμα Α.1). Η περιοχή είναι μέτρια σε αστραπές με μια πυκνότητα κεραυνών 12 κεραυνοί ανά km 2 ετησίως. Οι μονωτήρες είναι κλάσης ANSI 55-4, από πορσελάνη τύπου pin. Είναι δεδομένο ότι τα εγκάρσια σίδερα της τραβέρσας έχουν μονωτικό υλικό πάνω στο χάλυβα που χρησιμοποιείται για τους αγωγούς. Οι αγωγοί έχουν μονωτήρες από πορσελάνη-αντοχής (κατηγορία ANSI- 54-4). Το τυπικό μέγεθος του στύλου είναι 12,2 m με βάθος πασσαλόμπηξης των 2 m. Ο στόχος είναι να εκτιμηθεί το επίπεδο των κεραυνών του τρέχοντος σχεδιασμού και να υπάρξει διερεύνηση για βελτιώσεις. [58]

60 Σχήμα Α.1 15 kv κλάση σχεδίαση ξύλινου βραχίονα. Επίπεδο μόνωσης. Το CFO για διάφορα πιθανά βραχυκυκλώματα φαίνονται στον πίνακα Α.1 Πίνακας A.1 CFO calculations για διάφορα πιθανά βραχυκυκλώματα για σχεδίαση πόλων στα 15 kv στο Σχήμα A.1 From To Flashover path Total CFO (kv) Μονωτές (105 kv) στα 0,2 m ξύλινος Μεσσαία φάση Κύριος αγωγός πόλος (47 kv) στον κύριο μονωτή (0 kv) 152 Μονωτής (105 kv) στα 0,6 m ξύλινου βραχίονα (150 kv) στα 0,2 m στο ξύλινου Εξωτερική φάση Κύριος αγωγός 268 βραχίονα (13 kv) στον κύριο μονωτή (0 kv) Δεξιά φάση Μεσσαία φάση Μονωτής (105 kv) στα 0,6 m ξύλινου βραχίονα (150 kv) στο δεύτερο μονωτή (20 kv) 275 Δεξιά φάση Μεσσαία φάση αέρας (0,6 m) 360 Άμεσες αστραπές. The GFD μπορεί να υπολογιστεί από την παρατήρηση του N T, από την εξίσωση (3) N g = 12 / 3 = 4 κεραυνοί / km 2 / έτος. Το ύψος του αγωγού στην κορυφή είναι 10,2 m με πάχος κατασκευής 2,24 m. Από την εξίσωση (7), ο αριθμός των άμεσων κεραυνικών πληγμάτων σε ανοιχτό έδαφος είναι : N = 4 [28 x (10,2) 0,6 + 2,24] / 10 = 46 κεραυνοί / 100 km / έτος Θεωρούμε 0,75 παράγοντα θωράκισης και ότι όλοι η άμεσοι κεραυνοί θα δημιουργήσουν βραχυκύκλωμα, Ο εκτιμώμενος αριθμός βραχυκυκλώμστος από άμεσο κεραυνό είναι : Βραχυκύκλωμα από άμεσο κεραυνό = 11,5 βραχυκυκλώματα / 100 km / έτος Επαγόμενο βραχυκύκλωμα : αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό πεδίο θα εκτιμηθούν από την εικόνα 5 χρησιμοποιώντας [59]

61 το χαμηλότερο CFO της καμπύλης 152 kv, στην καμπύλη για μέτρια αγωγιμότητα σ = 10 ms / m, στην κλίμακα της GFD Καμπύλης. Επαγόμενο βραχυκύκλωμα (ανοιχτού εδάφους) = (4) 2 βραχυκυκλώματα / 100 km / έτος = 8 βραχυκυκλώμτα / 100 km / έτος Επειδή το μεγαλύτερο μέρος της γραμμής διανομής είναι προστατευμένο (συνορεύει με ψηλές κατασκευές, π.χ., Sf = 0,75), μεγαλύτερα βραχυκυκλώματα μπορεί να ολοκληρωθούν κοντά στη γραμμή, χωρίς να χτυπήσουν άμεσα την γραμμή διανομής. Αυτό θα προκαλέσει πιο προκαλείται από βραχυκυκλώματα. Ο αριθμός των επαγόμενων βραχυκκλωμάτων τάσης θα πρέπει να είναι κάπου μεταξύ του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό πεδίο (8 βραχυκύκλωμα/ 100 km / έτος) σε αυτήν την περίπτωση) και τον αριθμό των απευθείας βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος (46 βραχυκύκλωμα/ 100 km / έτος σε αυτήν την περίπτωση). Ως εκτίμηση, θα υποθέσουμε ότι οι προκαλούμενες - βραχυκυκλωμάτων τάση είναι δύο φορές τα επαγόμενα βραχυκυκλώματα που προκαλούνται σε ανοιχτό πεδίο. Επαγόμενο βραχυκύκλωμα (ανοιχτού εδάφους) = 16 βραχυκυκλώμτα / 100 km / έτος Όλα τα βραχυκυκλώματα υποτίθεται ότι προκαλούν σφάλαμτα, όπως φαίνεται παρακάτω : Συνολικά σφάλματα = άμεσα + επαγόμενα = 27,5 σφάλματα / 100 km / έτος Επιλογές βελτίωσης που θα πρέπει να εξετάσθούν. Έχει αποφασιστεί να εξετάσθούν αλλαγές που είναι σχετικά φθηνό και εύκολο να εφαρμοστούν όπως αλλαγές στη μόνωση για τη μείωση των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων τάσης, με στόχο μια 300 kv CFO. α) Χρήση 50 εκατοστά fiberglass μονωτήρα τύπου-στελέχους. Αυτό θα αυξήσει τη μεσαία CFO φάση σε 310 kv [0,5 m fiberglass μονωτής τύπου-στελέχους (250 kv) + μονωτικό υλικό (0,45 x 105 kv = 47 kv) + 0,2 m ξύλινο κοντάρι (0, 2 mx 65 kv / m = 13 kv)]. Αυτό ουσιαστικά καταργεί επαγόμενα βραχυκυκλώματα τάσης. Σημείωση: επειδή το στέλεχος fiberglass μονωτής έχει ατομικό CFO πολύ υψηλότερο από οποιοδήποτε από τα άλλα στοιχεία, λαμβάνεται πρώτα, απο το μονωτήρα στους υπολογισμούς. β) Χρησιμοποιήστε ξύλινα στηρίγματα τύπου βραχίονα. Αυτό προσθέτει μια σημαντική ποσότητα του ξύλου στην πορεία εξέλιξης του βραχυκυκλώματος. Η CFO κατά μήκος αυτής της διαδρομής θα είναι περίπου 255 kv [μονωτήρας (105 kv) + ξύλινα βραχίονας (0,52 m x 250 kv / m = 130 kv) + ξύλινο κοντάρι (0,3 μ x 65 kv / m = 20 kv)]. Αυτό μειώνει τον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων τάσης σε λιγότερο από 0,8 βραχυκυκλωμάτων / 100 km / έτος. Θα πρέπει επίσης να εξεταστούν και άλλα σχέδια δομής. Επιλογές βελτίωσης μπορεί τότε να είναι το κόστος σε σύγκριση με το υπάρχον σχέδιο και παράλληλα η βελτίωση της αξιοπιστίας των υπηρεσιών και την ποιότητα ισχύος. Α.2 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2 35 kv ΓΡΑΜΜΗ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΜΕ OHGW Πρόβλημα : Ενα βοηθητικό πρόγραμμα εξετάζει τη χρήση μιας θωρακισμένης γραμμής διανομής για 35 kv τεσσάρων καλωδίων με γειωμένο ουδέτερο (βλέπε σχήμα Α.2). Η γραμμή θα κατασκευαστεί σε μια περιοχή με συντελεστή θωράκιση 0,5 που δημιουργείται από κοντινά αντικείμενα και πυκνότητα του εδάφους των 6,7 [60]

62 βρακυκλωμάτων ανά km 2 ετησίως. Ο σχεδιασμός παρέχει μια γωνία θωράκισης 240. Οι μονωτές φάσης είναι ANSI-class 57-2, πορσελάνινοι μονωτήρες τύπου χάλυβα ενδιάμεσα. Η OHGW υποστηρίζεται από ένα ANSI-class 55-5, πορσελάνη pin τύπου μονωτής. Η γραμμή διανομής χρησιμοποιεί 15,24 m ξύλινων στύλων, και κάθε πόλος είναι γειωμένος με αντίσταση γείωσης των 10 Ω ή λιγότερο Σχήμα A.2-35 kv OHGW ξύλινη κατασκευή πόλου (IEEE Std ) Table A.2 - Μόνωση CFOs για 35 - kv γραμμή στο σχήμα A.2 Μέγιστο CFO Από Σε Flashover path (kv) Αγωγός γείωσης A, B, C Post insulator (with no ground-wire standoff) 180 Post insulator (180 kv) to 0.91 m wooden pole Στατικό A, B (214 kv) to pin insulator (24 kv) 418 Post insulator (180 kv) to 2.13 m wooden pole Στατικό C (501 kv) to pin insulator (24 kv) 705 First post insulator (180 kv) to second post A B insulator (81 kv) 261 First post insulator (180 kv) to 0.91 m wooden A, B C pole (214 kv) to second post insulator (36 kv) 430 Από τον πόλο στο έδαφος C Post insulator (180 kv) to standoff (145 kv) 325 Από τον πόλο στο έδαφος Από τον πόλο στο έδαφος A, B Post insulator (180 kv) to 0.8 m wooden pole (188 kv) to standoff (92 kv) 460 A, B, C 0,75 m αέρας (450 kv) 450. [61]

63 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β ΤΕΧΝΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ Σύμφωνα με την απλουστευμένη εκδοχή Rusck [B100], η μέγιστη τάση V max που προκαλείται σε μια γραμμή ισχύος στο σημείο που βρίσκεται πλησιέστερα προς τη διαδρομή δίνεται από : VV mmmmmm = ZZ 0 II 0 h yy όπου Z 0 είναι 1 (4ππ) μμ 0 εε0 ή 30 Ω 1 + νν cc 1 2 νν cc 2 μ 0 και ε 0 είναι οι σχετικές σταθερές διαπερατότητας και διηλεκτρικής αντοχής στον κενό χώρο σε (Η / m, F / m) Ι 0 η μέγιστη τιμή ρεύματος του πρώτου επιστρεφόμενου «πλήγματος» σε (ka) h η μεση τιμή του ύψους της γραμμής διανομής από το επίπεδο εδάφους (m) y η μικρότερη απόσταση μεταξύ του κεραυνικού «πλήγματος» και της γραμμής σε (m) ν η ταχύτητα του επιστρεφόμενου «πλήγματος» σε (m / s), τυπικά c / 3 c η ταχύτητα του φωτός στον κενό χώρο, 3 x Η μικρότερη απόσταση y min δίνεται από την εξίσωση : όπως προτάθηκε από την IEEE Working Group Report [B61]. yy mmmmmm = rr ss 2 rr gg h 2 y min η ελαχιστη απόσταση της ζώνης που είναι ευάλωτη σε άμεσα κεραυνικά πλήγματα (m) r s είναι η απόσταση από την εναέρια γραμμή (m) r g είναι η απόσταση από το έδαφος (m) h η μέση τιμή της απόστασης της γραμμής μεταφοράς με το επίπεδο του εδάφους (m) [62]

64 (IEEE Std ) Figure B.6 Line flashover rate curves for the case of a line with h=10 m, over lossy ground (σ g = 1 ms/m) without and with surge arresters (SA) located every 500 m and 200 m N =1 flash/(km 2 Η απόδοση των γραμμών σε κεραυνούς με χαμηλή CFO μπορεί να είναι ακόμη υποβαθμισμένη αλλά βελτιώνεται από την παρουσία των απαγωγέων υπερτάσεων όπως φαίνεται στο Σχήμα Β.6. Αυτό οφείλεται στα κύματα ανακλάσεων που συμβαίνουν, βλέπε Paolone et al. [Β84]. Σχήμα 2.1 : Παγκόσμιος Ισοκεραυνικός Χάρτης (IEEE Std ) [63]

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 0 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ - ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Εισαγωγή Το δίκτυο διανομής μέσης τάσης του νομού Αργολίδας έχει είκοσι οκτώ (28) γραμμές οι οποίες αναχωρούν από τέσσερις υποσταθμούς (Άργους Ι, Άργους ΙΙ, Κρανιδίου, Μεθάνων) του νομού. Άργους Ι (R-29, R-28, R-27, R-26, R-25, R-24, R-23, R-22, R-21, R-38, R-39) Άργους II (R-22, R-23, R-24, R-25, R-26, R-27, R-28, R-29, R-30, R-31) Κρανιδίου (R-21, R-22, R-23, R-24, R-25, R-26) Μεθάνων (R-21, R-22, R-23, R-24, R-25, R-26) Στη διάταξη του δικτύου διανομής μέσης τάσης υπάρχει αντικεραυνική προστασία στις γραμμές. Σκοπός μας είναι να εξετάσουμε κατά πόσο είναι προστατευμένες οι παρακάτω επιλεχθείσες τέσσερις γραμμές μέσης τάσης. R-21 (Υποσταθμός Άργους Ι) γραμμή Άργος Ίρια (τύπος αγωγού : 3 x 95 ACSR) (μήκος αγωγού : 14,6015 km). R-26 (Υποσταθμός Άργους Ι) γραμμή Άργος Κιβέρι (τύπος αγωγού : 3 x 50 ACSR) (μήκος αγωγού : 14,662 km). R-26 (Υποσταθμός Άργους ΙΙ) γραμμή Άργος - Λυρκεία Τρίπολη (τύπος αγωγού : 3 x 50 ACSR) (μήκος αγωγού : 28,8075 km). R-21 (Υποσταθμός Κρανιδίου) γραμμή Κρανίδι Τραχειά (τύπος αγωγού : 3 x 95 ACSR) (μήκος αγωγού : 22,821 km). ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ Οι πληροφορίες που έλαβα από την Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Ναυπλίου για τις παραπάνω γραμμές διανομής μέσης τάσης είναι πως προστατεύονται από αλεξικέραυνα, τα οποία βρίσκονται τοποθετημένα στους μετασχηματιστές και στις διάφορες ενώσεις των γραμμών (δεν προστατεύονται από αγωγό προστασίας). Οι γραμμές διανομής εφοδιάζονται με διακόπτες ταχείας επαναφοράς. Ο τύπος των αγωγών είναι 3 Χ (διατομή σε mm) ACSR που σημαίνει ότι υπάρχουν τρεις αγωγοί για τις τρεις φάσεις και κάθε μια φάση έχει διατομή x mm αλουμίνιο με «ψυχή» από χάλυβα. Οι γραμμές διανομής που δεν έχουν αγωγούς προστασίας εφοδιάζονται με διακόπτες ταχείας επαναφοράς. Ο υπολογισμός του συνολικού αριθμού σφαλμάτων από κεραυνούς στις γραμμές διανομής γίνεται αν αθροίσουμε τον αριθμό τριών επιμέρους τύπων σφαλμάτων. - Βραχυκυκλώματα από άμεσα πλήγματα κεραυνών - Βραχυκυκλώματα εξαιτίας γειτονικών πληγμάτων - Σφάλματα από ζημιά του προστατευτικού εξοπλισμού Η μεθοδολογία που ακολουθούμε είναι η εξής : [64]

66 Α) Εκτίμηση της πυκνότητας των κεραυνών στην περιοχή που εξετάζουμε (N g). Η πυκνότητα κεραυνών στη γη μπορεί να εκτιμηθεί από τα δεδομένα του ισοκεραυνικού χάρτη σε συνάρτηση με μια εμπειρική προσέγγιση της κεραυνικής δραστηριότητας που λαμβάνεται από τους ντόπιους κατοίκους της προς εξέταση περιοχής. ΤΤ dd = ηηηηέκκκκττ κκκκκκκκκκκκίδδδδδδ / έττττττ ΝΝ gg = 0,04 TT dd 1,25 Β) Εκτίμηση των πληγμάτων των κεραυνών σε απροστάτευτη γραμμή (Ν), αυτό εξαρτάται από τον τύπο του στύλου και της γραμμής και γίνεται με βάση τον τύπο : NN = NN gg 28 h0,6 + bb 10 Γ) Υπολογισμός του S f συντελεστή θωράκισης - προστασίας της γραμμής από γειτονικά αντικείμενα. Ο αριθμός των κεραυνικών πληγμάτων σε μια γραμμή [65]

67 μειώνεται δραστικά όταν υπάρχουν γειτονικά δέντρα, ψηλά κτήρια ή άλλες γραμμές. Δ) Υπολογισμός του αριθμού των βραχυκυκλωμάτων από άμεσα κεραυνικά πλήγματα στη γραμμή διανομής (NN ss ). NN ss = ΝΝ 1 SS ff Ε) Υπολογισμός του αριθμού των βραχυκυκλωμάτων από έμμεσα κεραυνικά πλήγματα στη γραμμή διανομής (N i). Επομένως από το παρακάτω σχήμα και θεωρώντας το μικρότερο CFO path προσδιορίζεται ο αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων. [66]

68 Στον παρακάτω πίνακα (αφορά γραμμές διανομής 20 kv) προσδιορίζουμε το μικρότερο CFO path που προκύπτει από πίνακες για την τυπική αντοχή σε κρουστική τάση κεραυνών. Εν συνεχεία ο αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων που προσδιορίζεται για ανοιχτό έδαφος και απροστάτευτη γραμμή, πολλαπλασιάζεται με την πυκνότητα των κεραυνών της περιοχής που μελετάμε. Σύμφωνα με την οδηγία της IEEE για να υπολογιστεί ο αριθμός των έμμεσων βραχυκυκλωμάτων σε προστατευμένη γραμμή θεωρούμε ότι ο αριθμός αυτός βρίσκεται κάπου μεταξύ του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος και του αριθμού των άμεσων πληγμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Μέγιστη τάση λειτουργίας εξοπλισμού U m (kv), RMS τιμή Τυπική αντοχή σε μικρής διάρκειας εναλλασσόμενη τάση (kv), RMS τιμή Τυπική αντοχή σε κρουστική τάση κεραυνών (kv), RMS τιμή E) Εκτίμηση των σφαλμάτων που οφείλονται στην αστοχία των προστατευτικών διατάξεων (N P) Z) Εκτίμηση του συνολικού αριθμού των σφαλμάτων στην γραμμή διανομής (Ν). ΝΝ = ΝΝ PP + NN SS + NN ii [67]

69 H) Αναγωγή του συνολικού αριθμού σφαλμάτων (100 km / έτος) στο πραγματικό μήκος της γραμμής (Ν total). Χάρτης για την περιοχή μελέτης Χάρτης από δορυφόρο για την περιοχή μελέτης [68]

70 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΑΡΓΟΥΣ Ι R-21 ΑΡΓΟΣ ΙΡΙΑ [69]

71 Η εκτίμηση των ημερών καταιγίδας ανά έτος για την περιοχή της αργολίδας φαίνεται στον ισοκεραυνικό χάρτη της Ελλάδας και είναι : T d = 15 ημέρες καταιγίδας ανά έτος Στην συνέχεια υπολογίζουμε την πυκνότητα κεραυνών σύμφωνα με του τύπο της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 N g = 0,04 x (15) 1,25 = 1, κεραυνούς / km 2 / έτος Το μέσο ύψος της γραμμής θεωρούμε πως είναι τα 12 m και το πλάτος της 2,5 m. Με βάση αυτά τα στοιχεία υπολογίζουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών σε αθωράκιστη γραμμή. ΝΝ = ΝΝ gg 28 h0,6 +bb = 1, ,6 +2,5 = 1, , = 14, κεραυνοί / 100 km / έτος Ύστερα θα χρησιμοποιήσουμε τον προστατευτικό παράγοντα S f που αντιπροσωπεύει το ποσοστό προστασίας της όλης δίαταξης από άμεσα πλήγματα κεραυνών. Την προστασία αυτή την παρέχουν δένδρα, κτήρια, βουνά ή γενικότερα ψηλότερες κατασκευές. Μια προστατευμένη γραμμή (από δένδρα, κ.λ.π.) δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα κεραυνών από ότι μια γραμμή διανομής που βρίσκεται σε ανοιχτό έδαφος. Σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 υπολογίζουμε τον συντελεστή προστασίας Από τα δεδομένα της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε πρόκειται για ορεινή περιοχή με μέτρια βλάστηση και γύρω από τη γραμμή υπάρχουν αντικείμενα ύψους 10 m Μέση απόσταση γραμμής διανομής και αντικειμένων 18 m Ύψος εμποδίων από δεξια πλευρά 10 m S f, ΔΕΞΙΑ = 0,4 Ύψος εμποδίων από αριστερή πλευρά 10 m S f, ΑΡΙΣΤΕΡΑ = 0,4 [70]

72 Ο συνολικός συντελεστής είναι το άθροισμα των επιμέρους συντελεστών S f = S f, ΔΕΞΙΑ + S f, ΑΡΙΣΤΕΡΑ = 0,4 + 0,4 = 0,8 Έπειτα θα βρούμε τον συνολικό αριθμό των άμεσων πληγμάτων της γραμμής διανομής : N S = N x (1 S f) = 14, x (1 0,8) = 2, κεραυνοί / 100 km / έτος Μετέπειτα υπολγίζουμε τα έμμεσα πλήγματα των κεραυνών στη γραμμή διανομής θεωρώντας το μικρότερο CFO path που είναι 125 kv για ανοιχτό έδαφος. Επαγώμενα βραχυκυκλώμτα : N g x 3 = 1, x 3 = 3, κεραυνοί / 100 km / έτος Όμως για να καταλήξουμε στον τελικό αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων, δηλαδή στον αριθμό βραχυκυκλωμάτων, θεωρούμε μια προσαύξηση της τάξεως του 80 % στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Αυτό γίνεται γιατί μεγάλος συντελεστής προστασίας συνεπάγεται πεισσότερα πλήγματα κοντά στη γραμμή, άρα περισσότερα επαγώμενα βραχυκυκλώματα. Σύμφωνα με την οδηγία IEEE Std 1410 TM 2010 ο συνολικός αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων βρίσκεται κάπου ανάμεσα στον αριθμό των άμεσων πληγμάτων σε ανοιχτό έδαφος και στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Έτσι προκύπτει : N i = 3, x 1,8 = 6, κεραυνοί / 100 km / έτος Τέλος θεωρούμε πως δεν υπάρχουν σφάλματα που να οφείλονται στην κακή λειτουργία των προστατευτικών διατάξεων, δηλαδή N P = 0 [71]

73 Ο συνολικός αριθμός βραχυκυκλωμάτων είναι : N = N S + N i + N P = 2, , = 9, σφάλματα / έτος Κάνοντας αναγωγή στο συνολικό μήκος της γραμμής προκύπτει ο συνολικός αριθμός των βραχυκυκλωμάτων Ν total Ν total R-21 ΑΡΓΟΥΣ Ι = N x 0, = 1, σφάλματα / έτος R-21 ΑΡΓΟΥΣ I ΕΤΟΣ ΑΙΤΙΟ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 2005 ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ [72]

74 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ [73]

75 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 1 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 2 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 1 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 1 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ [74]

76 ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 1 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 1 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 1 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 2 ΑΝΕΜΟΣ 1 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 1 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ 1 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 5 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 3 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 3 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 3 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 7 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 4 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 1 ΣΥΝΟΛΟ 18 [75]

77 2014 ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 2 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 4 ΑΝΕΜΟΣ 1 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ 0 ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ 0 ΡΥΠΑΝΣΗ 0 ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 4 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 2 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ 1 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 9 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ 0 ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 8 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 8 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ 0 ΑΓΝΩΣΤΟ 7 ΣΥΝΟΛΟ 45 [76]

78 8 0 ΑΙΤΙΑ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΡΓΟΥΣ Ι R ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ Η μέση τιμή των σφαλμάτων ανα έτος είναι : Μέση τιµή = 4 = 0,4 σφάλματα / έτος 10 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) 0,4 1, [77]

79 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΑΡΓΟΥΣ Ι R-26 ΑΡΓΟΣ ΚΙΒΕΡΙ Η εκτίμηση των ημερών καταιγίδας ανά έτος για την περιοχή της αργολίδας φαίνεται στον ισοκεραυνικό χάρτη της Ελλάδας και είναι : T d = 15 ημέρες καταιγίδας ανά έτος Στην συνέχεια υπολογίζουμε την πυκωότητα κεραυνών σύμφωνα με του τύπο της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 N g = 0,04 x (15) 1,25 = 1, κεραυνούς / km 2 / έτος Το μέσο ύψος της γραμμής θεωρούμε πως είναι τα 12 m και το πλάτος της 2,5 m. Με βάση αυτά τα στοιχεία υπολογίζουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών σε αθωράκιστη γραμμή. [78]

80 ΝΝ = ΝΝ gg 28 h0,6 +bb = 1, ,6 +2,5 = 1, , = 14, κεραυνοί / 100 km / έτος Ύστερα θα χρησιμοποιήσουμε τον προστατευτικό παράγοντα S f που αντιπροσωπεύει το ποσοστό προστασίας της όλης δίαταξης από άμεσα πλήγματα κεραυνών. Την προστασία αυτή την παρέχουν δένδρα, κτήρια, βουνά ή γενικότερα ψηλότερες κατασκευές. Μια προστατευμένη γραμμή (από δένδρα, κ.λ.π.) δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα κεραυνών από ότι μια γραμμή διανομής που βρίσκεται σε ανοιχτό έδαφος. Σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 υπολογίζουμε τον συντελεστή προστασίας Από τα δεδομένα της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε πρόκειται για ορεινή περιοχή με μέτρια βλάστηση και γύρω από τη γραμμή υπάρχουν αντικείμενα ύψους 10 m Μέση απόσταση γραμμής διανομής και αντικειμένων 18 m Ύψος εμποδίων από δεξια πλευρά 10 m S f, ΔΕΞΙΑ = 0,4 Ύψος εμποδίων από αριστερή πλευρά 10 m S f, ΑΡΙΣΤΕΡΑ = 0,4 Ο συνολικός συντελεστής είναι το άθροισμα των επιμέρους συντελεστών S f = S f, ΔΕΞΙΑ + S f, ΑΡΙΣΤΕΡΑ = 0,4 + 0,4 = 0,8 Έπειτα θα βρούμε τον συνολικό αριθμό των άμεσων πληγμάτων της γραμμής διανομής : N S = N x (1 S f) = 14, x (1 0,8) = 2, κεραυνοί / 100 km / έτος Μετέπειτα υπολγίζουμε τα έμμεσα πλήγματα των κεραυνών στη γραμμή διανομής θεωρώντας το μικρότερο CFO path που είναι 125 kv για ανοιχτό έδαφος. Επαγώμενα βραχυκυκλώμτα : N g x 3 = 1, x 3 = 3, κεραυνοί / 100 km / έτος [79]

81 Όμως για να καταλήξουμε στον τελικό αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων, δηλαδή στον αριθμό βραχυκυκλωμάτων, θεωρούμε μια προσαύξηση της τάξεως του 80 % στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Αυτό γίνεται γιατί μεγάλος συντελεστής προστασίας συνεπάγεται πεισσότερα πλήγματα κοντά στη γραμμή, άρα περισσότερα επαγώμενα βραχυκυκλώματα. Σύμφωνα με την οδηγία IEEE Std 1410 TM 2010 ο συνολικός αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων βρίσκεται κάπου ανάμεσα στον αριθμό των άμεσων πληγμάτων σε ανοιχτό έδαφος και στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Έτσι προκύπτει : N i = 3, x 1,8 = 6, κεραυνοί / 100 km / έτος Τέλος θεωρούμε πως δεν υπάρχουν σφάλματα που να οφείλονται στην κακή λειτουργία των προστατευτικών διατάξεων, δηλαδή N P = 0 Ο συνολικός αριθμός βραχυκυκλωμάτων είναι : N = N S + N i + N P = 2, , = 9, σφάλματα / έτος Κάνοντας αναγωγή στο συνολικό μήκος της γραμμής προκύπτει ο συνολικός αριθμός των βραχυκυκλωμάτων Ν total Ν total R-26 ΑΡΓΟΥΣ Ι = N x 0,14662 = 1, σφάλματα / έτος [80]

82 R-26 ΑΡΓΟΥΣ I ΕΤΟΣ ΑΙΤΙΟ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 2005 ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 3 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 6 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 5 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ 3 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 3 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 2 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 2 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 7 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ 4 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ [81]

83 ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 4 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 5 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 8 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ 2 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 4 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 4 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 3 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ 1 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 1 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 1 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 3 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ [82]

84 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 2 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 4 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ 1 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 2 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 1 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 5 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 1 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 3 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 1 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 4 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ 1 ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 2 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 3 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 6 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 2 ΑΝΕΜΟΣ 3 [83]

85 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ 5 ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 3 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 1 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ 1 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 6 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 9 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 6 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 2 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 1 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 4 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 5 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 3 ΑΝΕΜΟΣ 3 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 3 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ [84]

86 ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 5 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 2 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 1 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 10 ΑΝΕΜΟΣ 17 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ 0 ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ 6 ΡΥΠΑΝΣΗ 0 ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 9 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 5 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ 1 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 12 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ 0 ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 31 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 8 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 38 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ 0 ΑΓΝΩΣΤΟ 49 ΣΥΝΟΛΟ 186 [85]

87 ΑΙΤΙΑ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΡΓΟΥΣ Ι R ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ Η μέση τιμή των σφαλμάτων ανα έτος είναι : Μέση τιµή = 10 = 1 σφάλματα / έτος 10 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) 1 1, [86]

88 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ R-26 ΑΡΓΟΣ ΛΥΡΚΕΙΑ ΤΡΙΠΟΛΗ Η εκτίμηση των ημερών καταιγίδας ανά έτος για την περιοχή της αργολίδας φαίνεται στον ισοκεραυνικό χάρτη της Ελλάδας και είναι : T d = 15 ημέρες καταιγίδας ανά έτος Στην συνέχεια υπολογίζουμε την πυκωότητα κεραυνών σύμφωνα με του τύπο της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 N g = 0,04 x (15) 1,25 = 1, κεραυνούς / km 2 / έτος Το μέσο ύψος της γραμμής θεωρούμε πως είναι τα 12 m και το πλάτος της 2,5 m. Με βάση αυτά τα στοιχεία υπολογίζουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών σε αθωράκιστη γραμμή. [87]

89 ΝΝ = ΝΝ gg 28 h0,6 +bb = 1, ,6 +2,5 = 1, , = 14, κεραυνοί / 100 km / έτος Ύστερα θα χρησιμοποιήσουμε τον προστατευτικό παράγοντα S f που αντιπροσωπεύει το ποσοστό προστασίας της όλης δίαταξης από άμεσα πλήγματα κεραυνών. Την προστασία αυτή την παρέχουν δένδρα, κτήρια, βουνά ή γενικότερα ψηλότερες κατασκευές. Μια προστατευμένη γραμμή (από δένδρα, κ.λ.π.) δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα κεραυνών από ότι μια γραμμή διανομής που βρίσκεται σε ανοιχτό έδαφος. Σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 υπολογίζουμε τον συντελεστή προστασίας Από τα δεδομένα της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε πρόκειται για ορεινή περιοχή με μέτρια βλάστηση και γύρω από τη γραμμή υπάρχουν αντικείμενα ύψους 10 m Μέση απόσταση γραμμής διανομής και αντικειμένων 18 m Ύψος εμποδίων από δεξια πλευρά 10 m S f, ΔΕΞΙΑ = 0,4 Ύψος εμποδίων από αριστερή πλευρά 10 m S f, ΑΡΙΣΤΕΡΑ = 0,4 Ο συνολικός συντελεστής είναι το άθροισμα των επιμέρους συντελεστών S f = S f, ΔΕΞΙΑ + S f, ΑΡΙΣΤΕΡΑ = 0,4 + 0,4 = 0,8 Έπειτα θα βρούμε τον συνολικό αριθμό των άμεσων πληγμάτων της γραμμής διανομής : N S = N x (1 S f) = 14, x (1 0,8) = 2, κεραυνοί / 100 km / έτος Μετέπειτα υπολγίζουμε τα έμμεσα πλήγματα των κεραυνών στη γραμμή διανομής θεωρώντας το μικρότερο CFO path που είναι 125 kv για ανοιχτό έδαφος. Επαγώμενα βραχυκυκλώμτα : N g x 3 = 1, x 3 = 3, κεραυνοί / 100 km / έτος [88]

90 Όμως για να καταλήξουμε στον τελικό αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων, δηλαδή στον αριθμό βραχυκυκλωμάτων, θεωρούμε μια προσαύξηση της τάξεως του 80 % στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Αυτό γίνεται γιατί μεγάλος συντελεστής προστασίας συνεπάγεται πεισσότερα πλήγματα κοντά στη γραμμή, άρα περισσότερα επαγώμενα βραχυκυκλώματα. Σύμφωνα με την οδηγία IEEE Std 1410 TM 2010 ο συνολικός αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων βρίσκεται κάπου ανάμεσα στον αριθμό των άμεσων πληγμάτων σε ανοιχτό έδαφος και στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Έτσι προκύπτει : N i = 3, x 1,8 = 6, κεραυνοί / 100 km / έτος Τέλος θεωρούμε πως δεν υπάρχουν σφάλματα που να οφείλονται στην κακή λειτουργία των προστατευτικών διατάξεων, δηλαδή N P = 0 Ο συνολικός αριθμός βραχυκυκλωμάτων είναι : N = N S + N i + N P = 2, , = 9, σφάλματα / έτος Κάνοντας αναγωγή στο συνολικό μήκος της γραμμής προκύπτει ο συνολικός αριθμός των βραχυκυκλωμάτων Ν total Ν total R-26 ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ = N x 0, = 2, σφάλματα / έτος [89]

91 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ R-26 ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ ΕΤΟΣ ΑΙΤΙΟ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 2005 ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ 1 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 4 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 7 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 6 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ 4 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 1 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 6 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 2 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 9 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ 2 [90]

92 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 4 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 1 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 2 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 4 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 8 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ 3 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 8 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 4 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 10 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 3 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ [91]

93 ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 7 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 12 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 6 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ 4 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 6 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 5 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 5 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 3 ΑΝΕΜΟΣ 1 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 3 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 8 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 10 ΣΥΝΟΛΟ 27 [92]

94 2012 ΚΕΡΑΥΝΟΣ 4 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 1 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 4 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 4 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 7 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ 1 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 5 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 4 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 2 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 6 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 4 ΑΝΕΜΟΣ 4 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ 1 [93]

95 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 9 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 6 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 6 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 2 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 16 ΑΝΕΜΟΣ 19 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ 0 ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ 0 ΡΥΠΑΝΣΗ 0 ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 1 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ 2 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 31 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ 0 ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 49 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 6 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 54 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ 0 ΑΓΝΩΣΤΟ 69 ΣΥΝΟΛΟ 248 [94]

96 ΑΙΤΙΑ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ R ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ Η μέση τιμή των σφαλμάτων ανα έτος είναι : Μέση τιµή = 16 = 1,6 σφάλματα / έτος 10 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) 1,6 2, [95]

97 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ R-21 ΚΡΑΝΙΔΙ ΤΡΑΧΕΙΑ [96]

98 Η εκτίμηση των ημερών καταιγίδας ανά έτος για την περιοχή της αργολίδας φαίνεται στον ισοκεραυνικό χάρτη της Ελλάδας και είναι : T d = 15 ημέρες καταιγίδας ανά έτος Στην συνέχεια υπολογίζουμε την πυκωότητα κεραυνών σύμφωνα με του τύπο της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 N g = 0,04 x (15) 1,25 = 1, κεραυνούς / km 2 / έτος Το μέσο ύψος της γραμμής θεωρούμε πως είναι τα 12 m και το πλάτος της 2,5 m. Με βάση αυτά τα στοιχεία υπολογίζουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών σε αθωράκιστη γραμμή. ΝΝ = ΝΝ gg 28 h0,6 +bb = 1, ,6 +2,5 = 1, , = 14, κεραυνοί / 100 km / έτος Ύστερα θα χρησιμοποιήσουμε τον προστατευτικό παράγοντα S f που αντιπροσωπεύει το ποσοστό προστασίας της όλης δίαταξης από άμεσα πλήγματα κεραυνών. Την προστασία αυτή την παρέχουν δένδρα, κτήρια, βουνά ή γενικότερα ψηλότερες κατασκευές. Μια προστατευμένη γραμμή (από δένδρα, κ.λ.π.) δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα κεραυνών από ότι μια γραμμή διανομής που βρίσκεται σε ανοιχτό έδαφος. Σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα της οδηγίας IEEE Std 1410 TM 2010 υπολογίζουμε τον συντελεστή προστασίας Από τα δεδομένα της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε πρόκειται για ορεινή περιοχή με μέτρια βλάστηση και γύρω από τη γραμμή υπάρχουν αντικείμενα ύψους 10 m Μέση απόσταση γραμμής διανομής και αντικειμένων 25 m Ύψος εμποδίων από δεξια πλευρά 10 m S f, ΔΕΞΙΑ = 0,35 Ύψος εμποδίων από αριστερή πλευρά 10 m S f, ΑΡΙΣΤΕΡΑ = 0,35 Ο συνολικός συντελεστής είναι το άθροισμα των επιμέρους συντελεστών [97]

99 S f = S f1 + S f2 = 0,35 + 0,35 = 0,7 Έπειτα θα βρούμε τον συνολικό αριθμό των άμεσων πληγμάτων της γραμμής διανομής : N S = N x (1 S f) = 14, x (1 0,7) = 4, κεραυνοί / 100 km / έτος Μετέπειτα υπολγίζουμε τα έμμεσα πλήγματα των κεραυνών στη γραμμή διανομής θεωρώντας το μικρότερο CFO path που είναι 125 kv για ανοιχτό έδαφος. Επαγώμενα βραχυκυκλώμτα : N g x 3 = 1, x 3 = 3, κεραυνοί / 100 km / έτος Όμως για να καταλήξουμε στον τελικό αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων, δηλαδή στον αριθμό βραχυκυκλωμάτων, θεωρούμε μια προσαύξηση της τάξεως του 80 % στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Αυτό γίνεται γιατί μεγάλος συντελεστής προστασίας συνεπάγεται πεισσότερα πλήγματα κοντά στη γραμμή, άρα περισσότερα επαγώμενα βραχυκυκλώματα. Σύμφωνα με την οδηγία IEEE Std 1410 TM 2010 ο συνολικός αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων βρίσκεται κάπου ανάμεσα στον αριθμό των άμεσων πληγμάτων σε ανοιχτό έδαφος και στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοιχτό έδαφος. Έτσι προκύπτει : N i = 3, x 1,8 = 6, κεραυνοί / 100 km / έτος Τέλος θεωρούμε πως δεν υπάρχουν σφάλματα που να οφείλονται στην κακή λειτουργία των προστατευτικών διατάξεων, δηλαδή N P = 0 [98]

100 Ο συνολικός αριθμός βραχυκυκλωμάτων είναι : N = N S + N i + N P = 4, , = 10, σφάλματα / έτος Κάνοντας αναγωγή στο συνολικό μήκος της γραμμής προκύπτει ο συνολικός αριθμός των βραχυκυκλωμάτων Ν total Ν total R-21 ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ = N x 0,22821 = 2, σφάλματα / έτος R-21 ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ ΕΤΟΣ ΑΙΤΙΟ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 2005 ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ 1 ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 1 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 4 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 2 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ [99]

101 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 7 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 5 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 4 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΤΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 1 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 2 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 3 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 3 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 9 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ 3 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 1 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 9 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 10 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 8 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ [100]

102 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 1 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 3 ΑΝΕΜΟΣ 2 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 1 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 3 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 2 ΑΝΕΜΟΣ 1 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 3 [101]

103 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 3 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 1 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 2 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 9 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 1 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 2 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 1 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 8 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 3 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 8 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 4 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 6 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 17 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 1 ΣΥΝΟΛΟ 28 [102]

104 2014 ΚΕΡΑΥΝΟΣ 4 ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 9 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 5 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 4 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 7 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ 2 ΣΥΝΟΛΟ ΚΕΡΑΥΝΟΣ 21 ΑΝΕΜΟΣ 6 ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ 0 ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ 1 ΡΥΠΑΝΣΗ 0 ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ 1 ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ 0 ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ 0 ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ 23 ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ 0 ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 20 ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ 35 ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ 37 ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ 0 ΑΓΝΩΣΤΟ 46 ΣΥΝΟΛΟ 190 [103]

105 ΑΙΤΙΑ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ R ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΑΤΑΝΥΣΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΠΑΓΟΣ - ΧΙΟΝΙ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΛΑΔΙΑ ΔΕΝΔΡΩΝ ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΑ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΖΩΑ - ΠΤΗΝΑ ΚΑΚΟΤΕΧΝΙΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΛΛΑ ΑΙΤΙΑ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑ ΚΑΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΑΓΝΩΣΤΟ Η μέση τιμή των σφαλμάτων ανα έτος είναι : Μέση τιµή = 21 = 2,1 σφάλματα / έτος 10 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΤΙΜΗ (σφάλματα / έτος) 2,1 2, [104]

106 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 0 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ Τα παρακάτω διαγράμματα αφορούν όλες τις γραμμές διανομής που μελετήσαμε, παρουσιάζοντας συγκεντρωτικά τα σφάλματα που καταγράφηκαν από το πρόγραμμα καταγραφής σφαλμάτων της Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. (Σ.Α.Β., Σημείωμα Αποκατάστασης Βλαβών). Η βάση δεδομένων περιέχει 9500 σφαλμάτα που αφορούν το νομό Αργολίδας για την περίοδο Επιπροσθέτως έχουμε συμπεριλάβει και άλλα αίτια βλαβών γιατί ο αριθμός των βλαβών της κατηγορίας Κεραυνός δεν είναι αντιπροσωπευτικός. Δεν είναι εφικτό να γνωρίζουμε με ακρίβεια εάν η βλάβη στην μόνωση ή στον εξοπλισμό έχει προκληθεί από κεραυνικό πλήγμα που έχει ως απόρροια να εισάγουμε και άλλες κατηγορίες στο υπολογισμό όπως κακοκαιρία, αλλα αίτια, άγνωστο. Τα παρακάτω τέσσερα γραφήματα παρουσιάζουν τα συνολικά σφάλματα ανά έτος για μια δεκαετία για τις τέσσερις γραμμές που εξετάζουμε. ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΓΡΑΜΜΗΣ R-26 ΑΡΓΟΥΣ Ι Καταγεγραμμένα σφάλματα στην γραμμή R 26 του υποσταθμού Άργους Ι από [105]

107 R-26 ΑΡΓΟΥΣ Ι 3 2,5 2 1,5 1 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟΥΣ 0, Καταγεγραμμένα σφάλματα κεραυνών στην γραμμή R 26 του υποσταθμού Άργους Ι από ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΓΡΑΜΜΗΣ R-21 ΑΡΓΟΥΣ Ι Καταγεγραμμένα σφάλματα στην γραμμή R 21 του υποσταθμού Άργους Ι από [106]

108 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 R-21 ΑΡΓΟΥΣ Ι ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟΥΣ Καταγεγραμμένα σφάλματα κεραυνών στην γραμμή R 21 του υποσταθμού Άργους Ι από ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΓΡΑΜΜΗΣ R-21 ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ Καταγεγραμμένα σφάλματα στην γραμμή R 21 του υποσταθμού Κρανιδίου από [107]

109 R-21 ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟ Καταγεγραμμένα σφάλματα κεραυνών στην γραμμή R 21 του υποσταθμού Κρανιδίου από ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΓΡΑΜΜΗΣ R-26 ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ Καταγεγραμμένα σφάλματα στην γραμμή R 26 του υποσταθμού Άργους ΙΙ από [108]

110 R-26 ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟ Καταγεγραμμένα σφάλματα κεραυνών στην γραμμή R 26 του υποσταθμού Άργους ΙΙ από ,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΌ ΚΕΡΑΥΝΟ R-26 ΑΡΓΟΥΣ Ι ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟ R-21 ΑΡΓΟΥΣ Ι ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟ R-21 ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟ R-26 ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ Πραματικές τιμές σφάλματων από κεραυνούς για την περίοδο (R-26 υποσταθμός Άργους Ι, R-21 υποσταθμός Άργους Ι, R-21 υποσταθμός Κρανιδίου, R-26 υποσταθμός Άργους ΙΙ) Παρατηρώντας τα διαγράμματα σύγκρισης θεωρητικών και μέσης τιμής πραγματικών τιμών σφαλμάτων από κεραυνούς, εύλογα καταλήγουμε στο συμπέρασμα πως οι θεωρητικές τιμές δεδομένων είναι μεγαλύτερες από τα πραγματικές τιμές δεδομένων. Έτσι προκύπτει πως η προστασία της γραμμής είναι πολύ καλή. [109]

111 Ακόμα και όταν συγκρίνουμε τις θεωρητικές τιμές κεραυνικών σφαλμάτων με τις πραγματικές τιμές κεραυνικών σφαλμάτων συμπαιρένουμε πως μόλις δύο, μία, τέσσερις, τέσσερις φορές στη διάρκεια δέκα ετων οι πραγματικές τιμές κεραυνικών σφαλμάτων είναι πάνω από τις θεωρητικές τιμές για τις γραμμές R-26 υποσταθμός Άργους Ι, R-21 υποσταθμός Άργους Ι, R-21 υποσταθμός Κρανιδίου, R-26 υποσταθμός Άργους ΙΙ αντίστοιχα. 4 3,5 3 R-26 ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ 2,5 2 1,5 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 1 0,5 0 Σύγκριση θεωρητικών και πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-26 του υποσταθμού Άργους ΙΙ 3 R-26 ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ 2,5 2 1,5 1 ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 0,5 0 Σύγκριση θεωρητικών και μέσης τιμής πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-26 του υποσταθμού Άργους ΙΙ [110]

112 R-21 ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ 4 3,5 3 2,5 2 1,5 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 1 0,5 0 Σύγκριση θεωρητικών και πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-21 του υποσταθμού Κρανιδίου 2,5 R-21 ΚΡΑΝΙΔΙΟΥ 2,4 2,3 2,2 2,1 ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 2 1,9 Σύγκριση θεωρητικών και μέσης τιμής πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-21 του υποσταθμού Κρανιδίου [111]

113 R-21 ΑΡΓΟΥΣ Ι 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ Σύγκριση θεωρητικών και πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-21 του υποσταθμού Άργους Ι 1,4 1,2 R-21 ΑΡΓΟΥΣ Ι 1 0,8 0,6 0,4 ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 0,2 0 Σύγκριση θεωρητικών και μέσης τιμής πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-21 του υποσταθμού Άργους Ι [112]

114 R-26 ΑΡΓΟΥΣ Ι 3 2,5 2 1,5 1 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 0,5 0 Σύγκριση θεωρητικών και πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-26 του υποσταθμού Άργους Ι 1,4 1,2 R-26 ΑΡΓΟΥΣ Ι 1 0,8 0,6 ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 0,4 0,2 0 Σύγκριση θεωρητικών και μέσης τιμής πραγματικών δεδομένων στην Γραμμή R-26 του υποσταθμού Άργους Ι Όπως μπορούμε να παρατηρήσουμε από το παρακάτω γράφημα, η γραμμή R -21 υποσταθμός Κρανιδίου έχει τα περισσότερα σε αριθμό κεραυνικά σφάλματα και ακολουθεί η γραμμή R 26 υποσταθμός Άργους ΙΙ, ακολουθεί η γραμμή R-26 [113]

115 υποσταθμός Άργους Ι και τελευταία η γραμμή R-21 υποσταθμός Άργους Ι. Βεβαίως πρέπει να τονίσουμε ότι υπάρχει διαφορά στα μήκη των γραμμών αυτών. Το παρακάτω γράφημα μας δείχνει ακριβώς την κατανομή των γραμμών ανάλογα με το μήκος τους R-21 ΥΠΟΣΤΑΘΜΟΣ ΑΡΓΟΥΣ Ι (14,6015 km) R-26 ΥΠΟΣΤΑΘΜΟΣ ΑΡΓΟΥΣ Ι (14,662 km) 16 R-26 ΥΠΟΣΤΑΘΜΟΣ ΑΡΓΟΥΣ ΙΙ (28,8075 km) R-21 ΥΠΟΣΤΑΘΜΟΣ ΚΡΑΝΙΔΙ (22,821 km) Κεραυνικά σφάλματα σε τέσσερις γραμμές διανομής μέσης τάσης στο νομό Αργολίδας για την περίοδο Σύνολο ημερών καταιγίδας για τα έτη [114]