Научная статья на тему 'АНАЛИЗ МОЛНИЕВОЙ АКТИВНОСТИ НА КОЛЬСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ В 2019-2020 ГГ'

АНАЛИЗ МОЛНИЕВОЙ АКТИВНОСТИ НА КОЛЬСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ В 2019-2020 ГГ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
129
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОЛНИЕВАЯ АКТИВНОСТЬ / КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ / ГРОЗОПЕЛЕНГАЦИЯ / ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ / LIGHTNING ACTIVITY / KOLA PENINSULA / LIGHTNING LOCATION / OVERHEAD TRANSMISSION LINES

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Селиванов Василий Николаевич, Бурцев Антон Владимирович, Колобов Виталий Валентинович

Описаны принципы функционирования некоммерческой малобюджетной сети грозопеленгации Blitzortung. В начале 2019 г. на Кольском п-ове были размещены пять детекторов этой сети, которые бесперебойно проработали в течение двух грозовых сезонов 2019-2020 г. Выполнен анализ молниевой активности на территории Мурманской обл. за этот период, приведены данные о воздействии молний на элементы Кольской энергосистемы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Селиванов Василий Николаевич, Бурцев Антон Владимирович, Колобов Виталий Валентинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF THE 2019-2020 LIGHTNING ACTIVITY ON THE KOLA PENINSULA

The article describes the operation principles of the “Blitzortung” - non-commercial low-cost lightning location network. At the beginning of 2019 five detectors of this network were installed on the Kola Peninsula and operated without interruption during 2019-2020 thunderstorm seasons. Analysis of lightning activity in the Murmansk region for this period are carried out, data on the impact of lightning on the elements of the Kola power system are provided.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ МОЛНИЕВОЙ АКТИВНОСТИ НА КОЛЬСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ В 2019-2020 ГГ»

DOI 10.37614/2307-5252.2020.7.19.005 УДК 551.501.83

В. Н. Селиванов, А. В. Бурцев, В. В. Колобов

АНАЛИЗ МОЛНИЕВОЙ АКТИВНОСТИ НА КОЛЬСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ В 2019-2020 ГГ.

Аннотация

Описаны принципы функционирования некоммерческой малобюджетной сети грозопеленгации Blitzortung. В начале 2019 г. на Кольском п-ове были размещены пять детекторов этой сети, которые бесперебойно проработали в течение двух грозовых сезонов 2019-2020 г. Выполнен анализ молниевой активности на территории Мурманской обл. за этот период, приведены данные о воздействии молний на элементы Кольской энергосистемы. Ключевые слова:

молниевая активность, Кольский полуостров, грозопеленгация, линии электропередачи.

Vasilii N. Selivanov, Anton V. Burtsev, Vitalii V. Kolobov

ANALYSIS OF THE 2019-2020 LIGHTNING ACTIVITY ON THE KOLA PENINSULA

Abstract

The article describes the operation principles of the "Blitzortung" — non-commercial low-cost lightning location network. At the beginning of 2019 five detectors of this network were installed on the Kola Peninsula and operated without interruption during 20192020 thunderstorm seasons. Analysis of lightning activity in the Murmansk region for this period are carried out, data on the impact of lightning on the elements of the Kola power system are provided. Keywords:

lightning activity, Kola Peninsula, lightning location, overhead transmission lines.

Отключения воздушных линий (ВЛ) из-за поражения их элементов молнией доставляют серьезные технические и финансовые проблемы как потребителям электроэнергии, так и ее поставщикам. При большой протяженности отдельных линий время поиска повреждений при неуспешных АПВ может составить достаточно продолжительное время, особенно при неблагоприятных метеоусловиях в районах Крайнего Севера. Конечно, на подстанциях применяются специальные приборы для определения места повреждения (ОМП) ВЛ, а также ведутся исследования, направленные на улучшение этих приборов и методов ОМП, однако, как показывает текущий опыт эксплуатации, точность ОМП оставляет желать лучшего, поэтому данные региональных и глобальных систем грозопеленгации могут являться существенным подспорьем для служб линий и позволят значительно снизить расходы на восстановление электроснабжения потребителей.

В настоящее время существует достаточно много региональных и глобальных систем грозопеленгации [1-8], в том числе коммерческие (ГПС Алвес, Верея-МР, WWLLN, NLDN (Vaisala), Euclid, Boltek, GLN (TOA Systems) и др.) и любительские (Blitzortung). Системы пеленгации могут быть однопунктовыми или содержать связанную сеть грозопеленгаторов и, как правило, предоставляют некоторую гарантированную точность обнаружения

атмосферных разрядов. Точность пеленгации напрямую зависит от плотности расположения детекторов: чем их больше на конкретной территории, тем выше точность обнаружения места разряда молнии на этой территории. Конечная цель большинства грозопеленгационных систем — повышение точности определения места грозового разряда и предупреждение о надвигающемся грозовом фронте заинтересованных служб.

Особенностью Мурманской обл. является наличие узкого транспортного коридора, в котором сосредоточены разнородные инфраструктуры: авто-и железная дороги, воздушные и кабельные линии электропередачи и связи. Такое расположение приводит к интенсивному взаимному электромагнитному влиянию проводных коммуникаций, причем работоспособность их также является взаимозависимой. Воздействие токов молнии на проводные коммуникации и объекты инфраструктуры нарушает электроснабжение и вызывает повреждение оборудования. Изменение климата привело к усилению грозовой активности в северных регионах России. В сочетании с низкой проводимостью грунта это приводит к более высокой удельной грозопоражаемости оборудования, чем в средней полосе РФ. Доля грозовых отключений системообразующих линий электропередачи на Кольском п-ове составляет в среднем за год 50-55 %, а в грозовые месяцы доходит до 90-95 %. В то же время в южных регионах России эта доля составляет 25 %, хотя среднее число грозовых часов в 10 раз больше.

В настоящее время на территории Мурманской обл. нет достоверной информации и систем контроля грозопоражаемости оборудования и локализации мест ударов молний, соответственно, отсутствует и достоверная статистика интенсивности и параметров грозовых воздействий, то есть электромагнитных условий эксплуатации оборудования и причин нарушений его работы. Создание системы грозопеленгации позволит выявить характер и распределение атмосферных электромагнитных воздействий на сетевую и транспортную инфраструктуры.

С 2013 г. ЦЭС КНЦ РАН в инициативном порядке проводит регистрацию разрядов молний на территории Кольского п-ова [9]. Регистрация проводится двумя однопунктовыми грозопеленгатороми дальнего радиуса действия StormTracker канадской фирмы Boltek. В ходе исследований было выявлено, что точность локации молний в ближнем радиусе действия (до 50 км) является крайне низкой. Для проверки точности определения разрядов молний устройством Boltek StormTracker в 2018 г. была предпринята попытка сравнить результаты регистрации со сторонней системой регистрации разрядов. К сожалению, к коммерческим зарубежным и российским системам грозопеленгации у нас нет доступа. Грозопеленгационная система Росгидромета также не позволяет свободно оперировать ее данными, поэтому была выбрана любительская система Blitzortung [8].

Проект был инициирован в 2003 г. Эгоном Ванке (Prof. Dr. Egon Wanke), профессором Дюссельдорфского университета им. Генриха Гейне. Его исследования в области разработки алгоритмов для динамических сетей сенсорных устройств привели к идее создания распределенной сети детекторов молниевых разрядов, позволяющей с высокой точностью определять место удара молнии в землю. В конце 2005 г. был создан прототип сети из нескольких детекторов, а на исходе 2020 г. в сети зарегистрировано свыше 2000 устройств в более чем 80 странах мира, из них приблизительно 1600 работают постоянно и поставляют данные

изо всех точек земного шара. Распределение детекторов по планете не является равномерным, максимальная плотность наблюдается в Европе (около 900 датчиков, причем почти четвертая их часть размещена в Германии). На момент написания статьи (октябрь 2020 г.) в России были активны 25 из 35 зарегистрированных детекторов. Точно такое же число устройств работает в соседней Норвегии, в Финляндии активны более 40 станций, в Швеции — около 60. На рис. 1 дана карта распределения детекторов в Европе, на которой цветными точками изображены детекторы разных поколений: зеленым цветом — устройства I поколения (System Green, 2011-2012 гг.), красным — II (System Red, 2012-2014 гг.), синим — III, текущего поколения (System Blue, с 2014 г.). За пределами Европы наибольшее число детекторов установлено в Северной Америке (около 500), Австралии (80) и Японии (50) [10]. В Африке, Южной Америке и континентальной Азии установлено всего несколько десятков детекторов, в том числе 3 устройства расположены в азиатской части России.

Blitzortung является некоммерческим проектом: разработка программного обеспечения и электронного оборудования, а также поддержка центральных элементов системы осуществляется в инициативном порядке группой исследователей под руководством Эгона Ванке, а размещение и обслуживание детекторов возложены на добровольное сообщество энтузиастов грозопеленгации. В основном это частные лица, но в настоящее время к процессу все чаще подключаются различные организации (учебные и научные заведения, метеорологические службы, энергетические предприятия), которые заинтересованы в развитии недорогой системы грозопеленгации в своем регионе и получении доступа к данным системы Blitzortung. Затраты пользователя на развертывание одного пункта грозопеленгации составляют сумму порядка 300 евро. Пока станция функционирует и посылает данные на серверы, пользователь получает свободный доступ ко всем данным сети, в том числе архивным, но коммерческое использование этих данных строго запрещено.

Детектор Blitzortung является четырехканальным приемником сигналов ОНЧ- и НЧ-диапазонов (3-300 кГц). Электромагнитная волна, генерируемая молниевым разрядом, улавливается 3 ортогональными магнитными антеннами и 1 электрической, причем могут быть задействованы от 1 до 4 приемных каналов. Аналоговые сигналы усиливаются, фильтруются, оцифровываются с частотой дискретизации 500 кГц и проходят предварительную обработку в микроконтроллере устройства для выделения молниеподобных сигналов из всего потока принятого электромагнитного излучения и определения точного времени получения детектором этих сигналов. Для получения места удара молнии в землю сеть Blitzortung использует только информацию о координатах детектора и времени регистрации молниевого разряда. Ключевым моментом в построении сети является то, что каждый детектор снабжен GPS-приемником, который и обеспечивает высокую точность определения координат и времени. Каждый зарегистрированный сигнал снабжается временной меткой (time stamp), которая вместе с координатами детектора посылается на сервер сбора данных. Связь детекторов с серверами осуществляется через Интернет посредством сетевого интерфейса. Серверы осуществляют хранение и обработку полученных от детекторов данных и их визуализацию на сайтах www.blitzortung.org и www.lightningmaps.org.

Рис. 1. Детекторы Blitzortung на карте Европы Fig. 1. Blitzortung detectors on the Europe map

Место удара молнии в землю вычисляется с помощью метода TOA (Time of Arrival) [11], который основан на измерении задержки распространения радиосигнала между источником (молнией) и приемником (детектором). Если несколько детекторов принимают один и тот же сигнал в разные моменты времени, то, зная скорость распространения сигнала (в случае электромагнитной волны в атмосфере это скорость света), можем построить семейство кривых, на которых лежат все точки возможного расположения источника этого сигнала. Точка пересечения этих кривых и будет являться координатой удара молнии в землю. Каждая кривая (в данном случае это гипербола) строится на основании разницы во времени получения сигнала двумя детекторами. Для определения координат разряда требуется, как минимум, пересечение двух гипербол,

т. е. теоретически сигнал должен быть принят как минимум 3 детекторами. Основная проблема метода состоит в установлении факта, что принятый разными детекторами сигнал сгенерирован одним и тем же разрядом молнии. Для устранения этой проблемы при вычислениях используются сигналы от избыточного числа детекторов: на старте проекта, когда число детекторов в сети было невелико, использовали минимум 6 сигналов, в настоящее время их число увеличено до 14.

Чем выше плотность установки детекторов, тем выше точность определения координат разрядов и процент их обнаружения. Оптимальное расстояние между соседними детекторами составляет 50-100 км, т. е. для полного покрытия территории Мурманской обл. достаточно установить около 20 детекторов. Этого достаточно, чтобы регистрировать разряды с малыми значениями тока молнии. Однако если детектор принимает слишком сильный сигнал, то входные усилители устройства перейдут в режим насыщения и сигнал от детектора не будет использован при вычислении координат разряда. Для надежной пеленгации как «сильных», так и «слабых» молний необходимо, чтобы минимально достаточное количество детекторов располагалось как в ближней зоне от разряда (первые сотни километров), так и на удалении от него (до 1000 км).

На конец 2018 г. на территории всей России были активны 20 детекторов, но информация о некоторых разрядах на территории Мурманской обл. имелась, поскольку на Кольском п-ове и в Карелии, а также в соседних Норвегии, Швеции и Финляндии данные детекторы установлены. Однако плотность установленных детекторов была недостаточна для обнаружения всех разрядов молний на Кольском п-ове. Данные из базы Blitzortung для территории Мурманской обл. доступны с 7 мая 2011 г., тем не менее на основе этих данных нельзя достоверно судить об изменении грозовой активности, так как все эти годы число детекторов в системе увеличивалось от единиц до тысяч, что повышало количество зафиксированных системой разрядов. В табл. 1 приведены сведения о количестве разрядов, зафиксированных с 2011 по 2020 гг. в радиусе 150 км вокруг аэропорта Мурманск системой Blitzortung (Blitz, в скобках указано примерное число разрядов на всей территории Мурманской обл. ), а также о числе грозовых очагов в этой зоне по данным сайта http://meteocenter.asia (Meteo). Информация с метеостанции позволяют косвенно оценить грозовую активность в соответствующем году.

Таблица 1

Количество разрядов в разные годы по данным blitzortung.org и meteocenter.asia Number of discharges in different years according to blitzortung.org and meteocenter.asia

Источник Год

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 019 2020

Blitz 144 (300) 84 (200) 268 (1000) 283 (1900) 91 (500) 2074 (9200) 678 (2500) 3326 (7000) 1538 (4000) 625 (1600)

Meteo 322 490 217 1894 120 1264 305 1663 821 1660

Как видно из табл. 1, только начиная с 2016 г. данные системы Blitzortung начинают коррелировать с данными региональной метеостанции. Кроме того, так как система расширялась из Западной Европы в направлении северных регионов,

то распределение плотности зарегистрированных разрядов было неравномерно, уменьшаясь с юго-запада к северо-востоку, поэтому ближе к Мурманску плотность разрядов до 2016 г. была непропорционально низка по сравнению с югом Кольского п-ова.

К началу грозового сезона 2019 г. силами ЦЭС КНЦ РАН были установлены 5 детекторов Blitzortung вблизи населенных пунктов Алакуртти, Умба, Апатиты, Ловозеро, Никель. В результате выполненных работ были значительно повышены точность определения координат и процент обнаружения грозовых разрядов. Установив в Мурманской обл. 5 грозопеленгаторов, мы довели их общее число до 7 (2 устройства были установлены ранее сотрудниками местной энергокомпании). В условной зоне радиусом 1000 км вокруг центра Кольского п-ова активны порядка 50 детекторов, расположенных в основном в Скандинавии, в юго-западном направлении от нашего региона (рис. 2).

• ,

Blitzortung.org

Trornsb^ 4 *

, :>.4-V| \ V

m*

Алакуртти

Мурманск

• — I lUHUC

Апатиты

и /

. .Зелезйооорский

lu Умба

1000 KM Arkhangelsk

Архангельск

Петрозаводск

Санкт-Петербург

Рис. 2. Детекторы Blitzortung на карте Северной Европы Fig. 2. Blitzortung detectors on the North Europe map

Внешний вид четырехканальной электромагнитной антенны показан на рис. 3а, приемное устройство в сборе — на рис. 3б. В металлическом ящике расположены плата детектора, источник бесперебойного питания, автоматический

выключатель с варисторной защитой и роутер для организации канала связи посредством 3G-модема. Электромагнитная антенна, модем и антенна приемника GPS-сигнала размещаются вне помещения.

Рис. 3. Элементы устройства грозопеленгации Fig. 3. Elements of lightning detection device

Так как детекторы расположены достаточно далеко от г. Апатиты, возникла проблема их дистанционного обслуживания и поддержания работоспособного состояния. Функция удаленного управления детектором реализована разработчиками в прошивке микроконтроллера через веб-интерфейс, также через него можно удаленно управлять роутером, при необходимости программно перезагружать и настраивать отдельные компоненты станции и сетевые интерфейсы. На аппаратном уровне живучесть станции поддерживается сторожевым устройством, которое раз в сутки переподключает питание устройства. Устройства функционируют с начала мая 2019 г., и за это время на одной из станций вышел из строя варистор защиты из-за внешнего перенапряжения, а на станции в с. Ловозеро были проблемы с качеством связи, которые были решены подключением внешней антенны к 3G-модему. В течение двух грозовых сезонов станции бесперебойно поставляли данные о молниевых разрядах на серверы сети Blitzortung.

Кроме развития системы грозопеленгации на территории Мурманской обл. , мы проводим работы по созданию прототипа системы автоматического предупреждения диспетчерской службы воздушных линий о вероятном повреждении элементов ВЛ, расположенных в радиусе грозового разряда, зафиксированного системами грозопеленгации. Эта система построена на ранее разработанной модели [12], содержит электронную базу данных (БД) воздушных линий

и электрических подстанций Мурманской обл. с максимально подробным описанием их компонентов и пополняемый в реальном времени архив данных по разрядам молний в регионе. Созданная система управления базами данных (СУБД) анализирует информацию о каждом грозовом разряде, поступающую в БД, и в реальном времени ведет поиск координат опор ВЛ, попавших в зону действия грозового разряда. В случае обнаружения таких опор СУБД информирует службу линий о вероятном повреждении с указанием диспетчерского наименования ВЛ, номера опоры этой ВЛ, координат и времени происшествия. Если в диспетчерской службе зарегистрировано аварийное отключение данной линии в это же время, то информация о проблемной опоре может стать ключом к поиску причины отключения ВЛ.

На рис. 4 показана карта ВЛ, расположенных на территории Мурманской обл., созданная с использованием разработанной БД, куда в настоящий момент внесены трассы 261 ВЛ, координаты 20 882 опор ВЛ и 195 подстанций классов напряжений 35-330 кВ. Эти данные соотносятся с координатами, полученными от двух систем грозопеленгации (Blitzortung и Boltek) для подтверждения факта поражения молнией того или иного объекта. В перспективе предполагается нанести на карту и другие элементы инфраструктуры: железные дороги, объекты связи, трубопроводы, промышленные здания и сооружения.

Рис. 4. Воздушные линии электропередачи в Мурманской обл. Fig. 4. Overhead transmission lines in Murmansk region

Результаты регистрации грозовых разрядов на территории Мурманской обл. системой Blitzortung в грозовой сезон 2019 г. (начался 11 мая и продолжался до 13 сентября) отображены на рис. 5а, в сезон 2020 г. (со 2 июня по 11 сентября соответственно) — на рис. 5б.

б

Рис. 5. Молниевые разряды в Мурманской обл. в 2019 г. (а), 2020 г. (б) Fig. 5. Lightning discharges in the Murmansk region in 2019 (а), 2020 (б)

Для отображения на карте и анализа событий используются разряды, координаты которых попадают в прямоугольник, ограниченный 66-й и 70-й параллелями с. ш. и 28-м и 42-м меридианами в. д. Эта площадь (260 тыс. км2) больше площади Мурманской обл. (145 тыс. км2) в 1,8 раза. Если в первом приближении, исходя из визуальных оценок, считать, что распределение грозовых разрядов равномерно на данной карте (район в Карелии с высокой активностью в юго-западном углу карты уравновешивается низкой активностью над Баренцевым морем), то число разрядов на сухопутной территории региона

можно вычислить из пропорционального соотношения. Так получены значения, представленные в табл. 1: в 2019 г. примерно 4 тыс. разрядов, а в 2020 г. 1,6 тыс. ударов молний в землю. Таким образом, по данным сети Blitzorung в 2020 г., на территории Мурманской обл. зарегистрировано в 2,5 раза меньше разрядов, чем в 2019 г. Это противоречит данным региональных метеостанций с сайта meteocenter.asia, которые демонстрируют обратную ситуацию: грозовая активность в 2020 г. в 2 раза выше, чем в 2019 г. Возможно, причина в том, что при большем количестве разрядов в 2019 г. было меньше дней с грозой: 28 дней против 37 в 2020 г., т. е. число грозовых очагов действительно было больше, но количество единичных разрядов в очагах было меньше.

К сожалению, другие источники информации о грозовой деятельности на Кольском п-ове нам недоступны, однако косвенно сравнить активность двух лет можно, если изучить воздействие молний на сеть воздушных линий электропередачи.

Воздушные линии являются наиболее масштабными технологическими объектами на поверхности Земли. Как видно из рис. 4, сеть воздушных линий покрывает значительную часть Кольского п-ова. Вероятность попадания молнии в такой протяженный проводящий ток объект достаточно высока, и такие события происходят регулярно, вызывая временные отключения электроснабжения. По количеству грозовых отключений можно судить о молниевой активности в заданный период времени.

По информации, полученной от служб линий энергетических предприятий Кольской энергосистемы, в 2019 г. «грозовые» отключения произошли 70 раз, а в 2020 г. — 30 раз, т. е. более чем в 2 раза реже, что подтверждает статистику по молниевой активности, полученную от сети Blitzortung.

Другим подтверждением того, что 2020 г. был менее активным, являются результаты мониторинга тока в нейтрали автотрансформатора на подстанции 330 кВ «Выходной». Методика измерений подробно описана в работах [13, 14]. Измерительная система позволяет регистрировать мгновенные значения токов, протекающих в нейтрали при различного рода переходных процессах, например, коммутациях, коротких замыканиях или грозовых воздействиях. Устройство является своеобразным грозоотметчиком, позволяющим обнаружить факт молниевого воздействия на воздушные линии, причем фиксируются как токи от индуктированных перенапряжений, так и от прямых ударов молний.

Каждое зафиксированное воздействие записывается в виде файла, содержащего осциллограмму сигнала. Посчитав число этих файлов за весь грозовой сезон, можем получить косвенную сравнительную оценку молниевой активности в районе размещения воздушных линий, приходящих на подстанцию 330 кВ «Выходной». Это крупнейшая узловая подстанция Мурманской обл., к ней подключены 10 линий классов напряжений 150 и 330 кВ общей протяженностью 700 км, отходящие от подстанции во все стороны света и охватывающие значительную часть Мурманской обл., поэтому выборка по статистике молниевых разрядов достаточно репрезентативна.

Оценка молниевой активности на территории Мурманской обл. с 2011 по 2020 гг. по результатам анализа трех источников включает данные (табл. 2):

1) грозопеленгационной сети Blitzortung;

2) по грозовым отключениям воздушных линий классов напряжения 35, 110 и 150 кВ;

3) о числе импульсов перенапряжений в нейтрали автотрансформатора на подстанции «Выходной» в периоды молниевой активности (с июня по сентябрь).

Как видно из табл. 2, данные сети Blitzortung вполне адекватно отражают характер изменения молниевой активности по годам. Особенно это заметно для данных последних 5 лет, когда зона уверенного покрытия (рис. 6) достигла Кольского п-ова.

Таблица 2

Молниевая активность в Мурманской области в 2011-2020 гг. Lightning activity in Murmansk region for 2011-2020

Источник Год

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Blitzortung 300 200 1000 1900 500 9200 2500 7000 4000 1600

Грозовые отключения 28 9 31 129 25 94 29 120 76 34

Импульсы в нейтрали - 315 300 1123 125 464 190 826 516 157

Рис. 6. Зона покрытия сети Blitzortung в Восточном полушарии Fig. 6. Blitzortung coverage in the Eastern Hemisphere

Заключение

Несмотря на относительно низкий процент регистрируемых молниевых разрядов, некоммерческая сеть грозопеленгации Blitzortung является единственным доступным источником информации о молниевой активности на территории Мурманской обл. Пять детекторов, установленные в начале 2019 г. сотрудниками ЦЭС КНЦ РАН, позволили заметно увеличить точность локации и процент зарегистрированных разрядов. За грозовые сезоны 2019 и 2020 гг. с помощью полученной информации были обнаружены несколько мест повреждений на линиях электропередачи Кольской энергосистемы.

В настоящее время нами намечены направления расширения сети грозопеленгации для увеличения точности и эффективности обнаружения ударов молний в наземные проводные коммуникации Северо-Западного региона России. К грозовому сезону 2021 г. еще 5 грозопеленгаторов предполагается установить на территории Архангельской и Мурманской областей и Республики Карелия.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы приграничного сотрудничества Коларктик 2014-2020 (проект KD2011ARINKA — Инфраструктура арктических железных дорог в регионе Коларктик).

Литература

1. Исследования в области атмосферного электричества и пеленгации гроз / В. Н. Морозов [и др.] // Труды Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. 2009. № 560. С. 213-242.

2. Московенко В. М., Знаменщиков Б. П., Золотарев С. В. Применение системы грозопеленгации «Верея-МР» в интересах электроэнергетики России // Новое в российской электроэнергетике. 2012. № 2. С. 15-23.

3. Dowden R. L., Brundell J. B., Rodger C. J. VLF lightning location by time of group arrival (TOGA) at multiple sites / J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.2002. W. 64, Ко. 7. P. 817-830.

4. National Lightning Detection Network NLDN. URL: https://www.vaisala.com/en/products/data-subscriptions-and-reports/data-sets/nldn/ (дата обращения: 14.02.2020).

5. The European lightning location system EUCLID. Part 1: Performance analysis and validation / W. Schulz [et а!.] // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2016. №. 16. Р.595-605.

6. Boltek. Lightning Detection Systems. URL: https://www.boltek.com/ (дата обращения: 14.02.2020).

7. Global Lightning Network — TOA Systems. URL: http://toasystems.com/our-network/global-lightning/ (дата обращения: 14.02.2020).

8. Wanke E., Andersen R., Volgnandt T. World-Wide Low-Cost Community-Based Time-of-Arrival Lightning Detection and Lightning Location Network. 2016. URL: http://www.blitzortung.org/ (дата обращения: 14.02.2020).

9. Бурцев А. В., Невретдинов Ю. М. Пространственное распределение грозовых разрядов на территории Кольского полуострова в 2013 году // Геоинформационные системы и дистанционное зондирование: материалы III Междунар. конф. 2014. С. 93-98.

10. А study of lightning location system (Blitz) based on VLF sferics / T. Narita [et а!] // 34th Intern. Conference on Lightning Protection (ICLP). Rzeszow, 2018. P. 1-7.

11. Lewis E. A., Harvey R. B., Rasmussen J. E. Hyperbolic direction finding with sferics of transatlantic origin // J. Geophys. Res. 1960. No. 65. P. 1879-1905.

12. Бурцев А. В. Модель аналитической системы поиска повреждений на воздушных линиях вследствие грозовых разрядов // Вестник МГТУ. 2019. Т. 22, № 4. C. 477-483.

13. Анализ результатов многолетнего мониторинга токов в нейтралях автотрансформаторов / В. Н. Селиванов [и др.] // Вестник МГТУ. 2018. Т. 21, № 4. С.607-615.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

14. Аксенович Т. В., Бурцев А. В., Селиванов В. Н. Анализ молниевой активности по результатам мониторинга тока в нейтрали автотрансформатора // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9, № 3 (16). С. 53-63.

Сведения об авторах Селиванов Василий Николаевич

кандидат технических наук, директор Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала ФГБУН ФИЦ КНЦ РАН E-mail: [email protected]

Бурцев Антон Владимирович

младший научный сотрудник лаборатории электроэнергетики и электротехнологии Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала ФГБУН ФИЦ КНЦ РАН

E-mail: [email protected] Колобов Виталий Валентинович

кандидат технических наук, заведующий лабораторией электроэнергетики и электротехнологии Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала ФГБУН ФИЦ КНЦ РАН E-mail: [email protected]

РСН 10.37614/2307-5252.2020.7.19.006 УДК 621.311

Е. Д. Бороздина

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПН И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЕГО РАБОТУ

Аннотация

Описаны основные характеристики ограничителей перенапряжения, отмечается, что лишь две из них являются ключевыми при выборе ОПН. Рассматриваются влияние конструктивно-эксплуатационных факторов на работу ограничителей и методы их устранения. Ключевые слова:

перенапряжения, ограничитель перенапряжения нелинейный, энергоемкость, длительно допустимое рабочее напряжение.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.