Lightning is a major cause of distribution line outages affecting reliability of power supply thus, consequently, resulting in economic losses. The lightning performance of overhead distribution lines is associated with line insulation flashover due to direct and nearby lightning strokes. The present paper introduces a statistical method for the estimation of the flashover rate of overhead distribution lines. The proposed method, implementing a recently introduced statistical lightning attachment model and the simplified coupling model suggested by the IEEE Std. 1410:2011, yields a range for the expected flashover rate of distribution lines associated with lightning interception probability distribution of the line conductors. It also provides the means to easily quantify the effects of line parameters, soil resistivity, shielding of nearby objects and lightning crest current distribution on lightning performance of distribution lines. Results of the statistical method, discussed and compared with that obtained by the IEEE Std. 1410:2011, are in close consistency with field data

چکیده

صاعقه یکی از دلایل اصلی خارج شدن خطوط توزیع است که روی قابلیت اطمینان شبکه برق اثر گذاشته و از این رو، باعث ضرر اقتصادی می شود. عملکرد صاعقه در خطوط هوایی توزیع وابسته به تخلیه الکتریکی عایق های خط است که در نتیجه برخورد مستقیم و یا غیرمستقیم صاعقه اتفاق می افتد. مقاله پیش رو، یک روش آماری برای تخمین سرعت تخلیه الکتریکی در خطوط هوایی توزیع معرفی می کند. روش پیشنهادی، مدل آماری پیوسته ای از صاعقه که اخیراً معرفی شده است و یک مدل کوپلینگ ساده شده پیشنهادی در IEEE Std 1410:2011 را پیاده سازی می کند، که با این روش، محدوده ای برای سرعت تخلیه الکتریکی مورد انتظار در خطوط توزیع که در نتیجه قطع احتمالی کابل های هوایی در اثر برخورد صاعقه به وجود می آید، به دست خواهد آمد. این روش همچنین ابزاری است برای تعیین آسان اثرات پارامترهای خط، مقاومت خاک، حفاظت اشیاء مجاور و توزیع جریان تخلیه در ارزیابی عملکرد صاعقه برای خطوط توزیع. نتایج روش آماری، بحث و گفتگو و مقایسه با نتایج حاصل از مدل ارائه شده در IEEE Std 1410:2011، به صورت دقیق، ارائه شده است.

1-مقدمه

آسیب در خطوط توزیع، اثر قابل توجهی روی قیمت و کیفیت برق دارد. قابلیت اطمینان سیستم های توزیع به شدت تحت تأثیر برخورد صاعقه قرار می گیرند که این امر، دلیل اصلی بروز وقفه در تأمین برق و همچنین بروز خرابی در تجهیزات سیستم و بارهای حساس است. همین مسئله، شرکت های تأمین کننده برق را وادار کرده است که در زمینه بررسی عملکرد صاعقه در خطوط هوایی توزیع، فعال باشند و یا از این مطالعات پشتیبانی کنند. تخلیه الکتریکی ناشی از صاعقه در خطوط توزیع هوایی، در نتیجه اضافه ولتاژ در کابل های خط به وجود می آید که خود این اضافه ولتاژ در نتیجه برخورد مستقیم صاعقه و یا بروز ولتاژ القایی در اشیاء مجاور، شکل می گیرد. برخورد مستقیم صاعقه به کابل های خط توزیع زمانی رخ می دهد که صاعقه از مسیر اتصالات بالای کابل و در یک شعاع خاص که معمولاً شعاع کششی کابل نامیده می شود، تخلیه گردد...