Experience in Enhancing the Lightning Resistance of Main Transmission Lines
Keywords:
lightning protection, main electric networks, overhead power transmission line, line MOSA, externally gapped line arrester, thunderstorm impacts
Abstract
The article addresses matters of improving the efficiency of means for lightning protection of main electric networks taking as an example the Main Electric Networks of the East company (a branch of PJSC Rosseti). Factors that caused emergency disconnections of 220 kV overhead power transmission lines for the period from 2017 to 2024, as well as technical solutions and experience gained from operation of lightning protection systems are considered. Technical decisions on the construction of power transmission line pole grounding devices are made taking into account the influence of soil resistivity and include the use of salt and graphite grounding devices. The measured and calculated (after upgrading) values of the impulse impedances of the 220 kV power transmission line pole grounding devices are compared with each other. The main line of activities aimed at enhancing the reliability and lightning resistance of power lines is the use of externally gapped line arresters (EGLAs). Summarized data from operational experience on the number of lightning-induced outages, line arrester damageability, and recommendations for their use are provided. The effectiveness of using EGLAs for enhancing the reliability and lightning resistance of 220 kV transmission lines in areas with high resistivity of soils is shown. The operational indicators on the number of 220 kV transmission line lightning-induced outages in the periods before and after the installation of line arresters, and the statistics of emergency power line outages caused by the arresters installed on them are analyzed.
References
1. Целебровский Ю.В. Первая российская конференция по молниезащите. – Электричество, 2008, № 4, с. 74–76.
2. Кадомская К.П., Рейхердт А.А. Моделирование волны тока молнии при расчетах грозоупорности электрических сетей. – Электричество, 2006, № 11, с. 17–23.
3. Темников А.Г. Использование искусственных грозовых облаков/ячеек для исследования проблем физики молнии и молниезащиты. – Электричество, 2024, № 4, с. 4–14.
4. Богач И.И., Лопатин В.В. Грозоупорность линий электропередачи высокого напряжения. Проблемы и пути решения в АО «Тюменьэнерго». – Энергетик, 2019, № 4, с. 17–21.
5. Буткевич В.Ф., Идиятуллин И.Г., Уразалиев И.Б. К вопросу грозоупорности воздушных линий электропередачи. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2020, № 5 (62), с. 82–86.
6. Мисриханов М.Ш., Мирзаабдуллаев А.О. Об особенностях применения нелинейных ограничителей перенапряжения на воздушных линиях электропередачи. – Электрические станции, 2020, № 5 (1066), с. 35–39.
7. Киселев А.Ю., Львов А.П. Определение места возникновения обратных перекрытий гирлянд изоляторов магистральных ЛЭП. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2024, № S1 (32), с. 10–13.
8. Киселев А.Ю. Способы повышения грозоупорности воздушных линий электропередачи Объединённой энергосистемы Востока. – Энергетик, 2021, № 9, с. 21–26.
9. Гайворонский А.С. и др. Грозозащита ВЛ без тросов. Опыт проектирования с применением линейных ОПН. – Новости электротехники, 2012, № 5 (77).
10. Гайворонский А.С. и др. Опыт применения линейных разрядников с внешним искровым промежутком для повышения грозоупорности ВЛ 220 кВ в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов. – IV Международная научно-практическая конференция по молниезащите, 2014, с. 140–151.
11. Гайворонский А.С., Заболотников А.П. Технологии грозозащиты ВЛ высших классов напряжения на основе применения линейных ОПН и разрядников с внешним искровым промежутком. – Известия РАН. Энергетика, 2015, № 3, с. 103–117.
12. Гайворонский А.С. Актуальные проблемы молниезащиты ВЛ 110–500 кВ. – Новости электротехники, 2019, № 1 (115), с. 18–23.
13. Гайворонский А.С., Киселев А.Ю., Львов А.П. К вопросу об эффективности молниезащиты магистральных электрических сетей ОЭС Востока. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2024, № 1 (82), с. 66–74.
14. Киселев А.Ю. и др. Исследование предпосылок возникновения обратных перекрытий гирлянд изоляторов магистральных ЛЭП и определение места их повреждения. – Энергия единой сети, 2023, № 3–4 (70), с. 20–26.
15. РД 153-34.3-35.125-99. Руководство по защите электрических сетей 6–1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений. СПб.: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999, 353 с.
16. Веденеева Л.М., Чудинов А.В. Исследование влияния основных свойств грунта на сопротивление заземляющих устройств. – Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело, 2017, т. 16, № 1, с. 89–100.
17. Коган Ф.Л. К 90-летию ОРГРЭС. – Электричество, 2023, № 5, с. 84–87.
18. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
19. Багин В.А., Гайворонский А.С. Система мониторинга грозовых разрядов и мест повреждений воздушных линий «СМ Волна». – Электроэнергия. Передача и распределение, 2023, № 2 (77), с. 58–60.
20. Бутымов А.С. и др. Система мониторинга грозовых разрядов и определения мест повреждений ВЛ. – Энергия единой сети, 2012, № 4, с. 44–51.
21. Гринько О.В. и др. Опыт применения линейных разрядников с внешним искровым промежутком для повышения грозоупорности ВЛ 220 кВ в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов. – Известия РАН. Энергетика, 2015, № 3, с. 140–151.
22. Kozlov V.I., Tarabukina L.D., Grigor’ev Yu.M. Lightning Activity in Yakutia and Its Impact on the Networks of PJSC Yakutskenergo. – All-Russian Open Conference on Cloud Physics and Weather Modification. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 840, DOI:10.1088/1755-1315/840/1/012017.
#
1. Tselebrovskiy Yu.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2008, No. 4, pp. 74–76.
2. Kadomskaya K.P., Reyherdt A.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2006, No. 11, pp. 17–23.
3. Temnikov A.G. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2024, No. 4, pp. 4–14.
4. Bogach I.I., Lopatin V.V. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2019, No. 4, pp. 17–21.
5. Butkevich V.F., Idiyatullin I.G., Urazaliev I.B. Elektroener-giya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2020, No. 5 (62), pp. 82–86.
6. Misrihanov M.SH., Mirzaabdullaev A.O. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2020, No. 5 (1066), pp. 35–39.
7. Kiselev A.Yu., L’vov A.P. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2024, No. S1 (32), pp. 10–13.
8. Kiselev A.Yu. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2021, No. 9, pp. 21–26.
9. Gayvoronskiy A.S. et al. Novosti elektrotehniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2012, No. 5 (77).
10. Gayvoronskiy A.S. et al. IV Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya po molniezashchite – in Russ. (IV Inter-national Scientific and Practical Conference on Lightning Protection), 2014, pp. 140–151.
11. Gayvoronskiy A.S., Zabolotnikov A.P. Izvestiya RAN. Ener-getika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Energy Industry), 2015, No. 3, pp. 103–117.
12. Gayvoronskiy A.S. Novosti elektrotehniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2019, No. 1 (115), pp. 18–23.
13. Gayvoronskiy A.S., Kiselev A.Yu., L’vov A.P. Elektroener-giya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2024, No. 1 (82), pp. 66–74.
14. Kiselev A.Yu. et al. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2023, No. 3–4 (70), pp. 20–26.
15. RD 153-34.3-35.125-99. Rukovodstvo po zashchite elektri-cheskih setey 6–1150 kV ot grozovyh i vnutrennih perenapryazheniy (Guidelines for the Protection of Electrical Networks 6–1150 kV from Lightning and Internal Overvoltages). SPb.: PEIPK Mintopenergo RF, 1999, 353 p.
16. Vedeneeva L.M., Chudinov A.V. Vestnik PNIPU. Geologiya. Neftegazovoe i gornoe delo – in Russ. (Bulletin of PNIPU. Geology. Oil and Gas and Mining Engineering), 2017, vol. 16, No. 1, pp. 89–100.
17. Kogan F.L. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 5, pp. 84–87.
18. Pravila ustroystva elektroustanovok. Sed’moe izdanie (Rules of the Device of Electrical Installations. Seventh Edition.). M.: Izd-vo NTS ENAS, 2003.
19. Bagin V.A., Gayvoronskiy A.S. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2023, No. 2 (77), pp. 58–60.
20. Butymov A.S. et al. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2012, No. 4, pp. 44–51.
21. Grin’ko O.V. et al. Izvestiya RAN. Energetika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Energy Industry), 2015, No. 3, pp. 140–151.
22. Kozlov V.I., Tarabukina L.D., Grigor’ev Yu.M. Lightning Activity in Yakutia and Its Impact on the Networks of PJSC Yakutskenergo. – All-Russian Open Conference on Cloud Physics and Weather Modification. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 840, DOI:10.1088/1755-1315/840/1/012017
2. Кадомская К.П., Рейхердт А.А. Моделирование волны тока молнии при расчетах грозоупорности электрических сетей. – Электричество, 2006, № 11, с. 17–23.
3. Темников А.Г. Использование искусственных грозовых облаков/ячеек для исследования проблем физики молнии и молниезащиты. – Электричество, 2024, № 4, с. 4–14.
4. Богач И.И., Лопатин В.В. Грозоупорность линий электропередачи высокого напряжения. Проблемы и пути решения в АО «Тюменьэнерго». – Энергетик, 2019, № 4, с. 17–21.
5. Буткевич В.Ф., Идиятуллин И.Г., Уразалиев И.Б. К вопросу грозоупорности воздушных линий электропередачи. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2020, № 5 (62), с. 82–86.
6. Мисриханов М.Ш., Мирзаабдуллаев А.О. Об особенностях применения нелинейных ограничителей перенапряжения на воздушных линиях электропередачи. – Электрические станции, 2020, № 5 (1066), с. 35–39.
7. Киселев А.Ю., Львов А.П. Определение места возникновения обратных перекрытий гирлянд изоляторов магистральных ЛЭП. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2024, № S1 (32), с. 10–13.
8. Киселев А.Ю. Способы повышения грозоупорности воздушных линий электропередачи Объединённой энергосистемы Востока. – Энергетик, 2021, № 9, с. 21–26.
9. Гайворонский А.С. и др. Грозозащита ВЛ без тросов. Опыт проектирования с применением линейных ОПН. – Новости электротехники, 2012, № 5 (77).
10. Гайворонский А.С. и др. Опыт применения линейных разрядников с внешним искровым промежутком для повышения грозоупорности ВЛ 220 кВ в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов. – IV Международная научно-практическая конференция по молниезащите, 2014, с. 140–151.
11. Гайворонский А.С., Заболотников А.П. Технологии грозозащиты ВЛ высших классов напряжения на основе применения линейных ОПН и разрядников с внешним искровым промежутком. – Известия РАН. Энергетика, 2015, № 3, с. 103–117.
12. Гайворонский А.С. Актуальные проблемы молниезащиты ВЛ 110–500 кВ. – Новости электротехники, 2019, № 1 (115), с. 18–23.
13. Гайворонский А.С., Киселев А.Ю., Львов А.П. К вопросу об эффективности молниезащиты магистральных электрических сетей ОЭС Востока. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2024, № 1 (82), с. 66–74.
14. Киселев А.Ю. и др. Исследование предпосылок возникновения обратных перекрытий гирлянд изоляторов магистральных ЛЭП и определение места их повреждения. – Энергия единой сети, 2023, № 3–4 (70), с. 20–26.
15. РД 153-34.3-35.125-99. Руководство по защите электрических сетей 6–1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений. СПб.: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999, 353 с.
16. Веденеева Л.М., Чудинов А.В. Исследование влияния основных свойств грунта на сопротивление заземляющих устройств. – Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело, 2017, т. 16, № 1, с. 89–100.
17. Коган Ф.Л. К 90-летию ОРГРЭС. – Электричество, 2023, № 5, с. 84–87.
18. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
19. Багин В.А., Гайворонский А.С. Система мониторинга грозовых разрядов и мест повреждений воздушных линий «СМ Волна». – Электроэнергия. Передача и распределение, 2023, № 2 (77), с. 58–60.
20. Бутымов А.С. и др. Система мониторинга грозовых разрядов и определения мест повреждений ВЛ. – Энергия единой сети, 2012, № 4, с. 44–51.
21. Гринько О.В. и др. Опыт применения линейных разрядников с внешним искровым промежутком для повышения грозоупорности ВЛ 220 кВ в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов. – Известия РАН. Энергетика, 2015, № 3, с. 140–151.
22. Kozlov V.I., Tarabukina L.D., Grigor’ev Yu.M. Lightning Activity in Yakutia and Its Impact on the Networks of PJSC Yakutskenergo. – All-Russian Open Conference on Cloud Physics and Weather Modification. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 840, DOI:10.1088/1755-1315/840/1/012017.
#
1. Tselebrovskiy Yu.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2008, No. 4, pp. 74–76.
2. Kadomskaya K.P., Reyherdt A.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2006, No. 11, pp. 17–23.
3. Temnikov A.G. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2024, No. 4, pp. 4–14.
4. Bogach I.I., Lopatin V.V. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2019, No. 4, pp. 17–21.
5. Butkevich V.F., Idiyatullin I.G., Urazaliev I.B. Elektroener-giya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2020, No. 5 (62), pp. 82–86.
6. Misrihanov M.SH., Mirzaabdullaev A.O. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 2020, No. 5 (1066), pp. 35–39.
7. Kiselev A.Yu., L’vov A.P. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2024, No. S1 (32), pp. 10–13.
8. Kiselev A.Yu. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2021, No. 9, pp. 21–26.
9. Gayvoronskiy A.S. et al. Novosti elektrotehniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2012, No. 5 (77).
10. Gayvoronskiy A.S. et al. IV Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya po molniezashchite – in Russ. (IV Inter-national Scientific and Practical Conference on Lightning Protection), 2014, pp. 140–151.
11. Gayvoronskiy A.S., Zabolotnikov A.P. Izvestiya RAN. Ener-getika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Energy Industry), 2015, No. 3, pp. 103–117.
12. Gayvoronskiy A.S. Novosti elektrotehniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2019, No. 1 (115), pp. 18–23.
13. Gayvoronskiy A.S., Kiselev A.Yu., L’vov A.P. Elektroener-giya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2024, No. 1 (82), pp. 66–74.
14. Kiselev A.Yu. et al. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2023, No. 3–4 (70), pp. 20–26.
15. RD 153-34.3-35.125-99. Rukovodstvo po zashchite elektri-cheskih setey 6–1150 kV ot grozovyh i vnutrennih perenapryazheniy (Guidelines for the Protection of Electrical Networks 6–1150 kV from Lightning and Internal Overvoltages). SPb.: PEIPK Mintopenergo RF, 1999, 353 p.
16. Vedeneeva L.M., Chudinov A.V. Vestnik PNIPU. Geologiya. Neftegazovoe i gornoe delo – in Russ. (Bulletin of PNIPU. Geology. Oil and Gas and Mining Engineering), 2017, vol. 16, No. 1, pp. 89–100.
17. Kogan F.L. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 5, pp. 84–87.
18. Pravila ustroystva elektroustanovok. Sed’moe izdanie (Rules of the Device of Electrical Installations. Seventh Edition.). M.: Izd-vo NTS ENAS, 2003.
19. Bagin V.A., Gayvoronskiy A.S. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2023, No. 2 (77), pp. 58–60.
20. Butymov A.S. et al. Energiya edinoy seti – in Russ. (Energy of Unified Grid), 2012, No. 4, pp. 44–51.
21. Grin’ko O.V. et al. Izvestiya RAN. Energetika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Energy Industry), 2015, No. 3, pp. 140–151.
22. Kozlov V.I., Tarabukina L.D., Grigor’ev Yu.M. Lightning Activity in Yakutia and Its Impact on the Networks of PJSC Yakutskenergo. – All-Russian Open Conference on Cloud Physics and Weather Modification. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 840, DOI:10.1088/1755-1315/840/1/012017
Published
2025-01-30
Issue
Section
Article
