Россия
УДК 621.316.9 Защита и защитные устройства. Предохранители. Защитные автоматы. Грозозащита. Заземление
УДК 621.315.1 Воздушные линии электропередачи
Цель: выполнить анализ современных методов молниезащиты зданий и высоковольтных линий 6–10 кВ, питающих устройства железнодорожной автоматики и телемеханики, и оценить их применимость с учетом типовых сценариев грозовых воздействий. Обосновать необходимость комплексной защиты вводов питания. Методы: проведен аналитический обзор научных публикаций, нормативных документов и эксплуатационных данных. Выполнена классификация внешних и внутренних систем молниезащиты, а также средств повышения грозостойкости высоковольтных линий. Сопоставлены принципы действия защитных устройств с основными сценариями воздействия молнии: прямым ударом, ударом в опору и близким разрядом с электромагнитной индукцией. Результаты: показано, что эффективность традиционных методов защиты зависит от условий эксплуатации и не может обеспечиваться изолированным применением отдельных средств. Выявлены ограничения использования грозозащитных тросов и установки ограничителей перенапряжений только на вводе питания. Обоснована необходимость учета волновых процессов в линии при выборе конфигурации защитных устройств и формирования защищенных подходов к объектам железнодорожной автоматики и телемеханики. Практическая значимость: реализация предложенного подхода позволяет снизить уровень импульсных перенапряжений на вводах питания и повысить надежность функционирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
молния, внешняя молниезащита, внутренняя молниезащита, средства защиты, молниезащита высоковольтных линий, железнодорожная автоматика и телемеханика
1. Rakov V. A., Uman M. A. Lightning: Physics and Effects. Cambridge. New York: Cambridge University Press, 2003. 687 p. DOI:https://doi.org/10.1017/CBO9781107340886
2. NOAA National Centers for Environmental Information (NCEI). Storm Events Database. Интерфейс поиска и просмотра записей о метеорологических событиях, включая Lightning. URL: https://www.ncei. noaa.gov/stormevents/ (дата обращения: 20.12.2025).
3. Insurance Information Institute (Triple-I). Facts + Statistics: Lightning. Homeowners Insurance Claims and Payout for Lightning Losses, 2017–2024. URL: https://www.iii.org/fact-statistic/facts-statisticslightning (дата обращения: 20.12.2025).
4. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. (GDV). Fallzahl auf Rekordtief, dennoch höhere Schäden. Blitzbilanz, 2020–2024. Medieninformation. URL: https://www.gdv.de/gdv/medien/ medieninformationen/fallzahl-auf-rekordtief-dennochhoehere- schaeden-69086 (дата обращения: 20.12.2025).
5. General Insurance Rating Organization of Japan (GIROJ). Overview of Fire Insurance and Earthquake Insurance: FY 2024 Edition (FY 2023 Statistics), 2025. URL: https://www.giroj.or.jp/ publication/outline_k/k_2024.pdf (дата обращения: 20.12.2025).
6. Соловьёв А. Д., Манаков А. Д. Анализ воздействия атмосферных перенапряжений на устройства железнодорожной автоматики и телемеханики // Автоматика на транспорте. 2025. Т. 11, № 4. С. 287– 302. DOI:https://doi.org/10.20295/2412-9186-2025-11-04-287-302. EDN MYPJAE
7. Rakov V. A. Distribution of Currents in the Lightning Protective System of a Residential Building. Part II: Numerical Modeling // IEEE Transactions on power Delivery. 2008. Vol. 23, no. 4. Pp. 2447–2455. DOI:https://doi.org/10.1109/TPWRD.2008.923075
8. Rakov V. A. Lightning Discharge and Fundamentals of Lightning Protection // Journal of Lightning Research. 2012. Vol. 4.
9. Arévalo L., Cooray V. ‘The Mesh Method’ in Lightning Protection Standards — Revisited // Journal of Electrostatics. 2010. Vol. 68, iss. 4. Pp. 311–314. DOI:https://doi.org/10.1016/j.elstat.2010.03.003
10. Colon J. L. Lightning Protection and Instrumentation at Kennedy Space Center // Proceedings of the Third LACCEI International Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology (LACCEI’2005) “Advances in Engineering and Technology: A Global Perspective”. Cartagena de Indias, Colombia, 8–10 June 2005. No. 82. Pp. 1–11.
11. Tests of the “Early Streamer Emission” Principle for Protection Against Lightning / N. L. Allen, K. J. Cornick, D. C. Faircloth, C. M. Kouzis // IEE Proceedings — Science, Measurement and Technology. 1998. Vol. 145, no. 5. Pp. 200–206. DOI:https://doi.org/10.1049/ipsmt: 19982209
12. Van Brunt R. J., Nelson T. L., Stricklett K. L. Early Streamer Emission Lightning Protection Systems: an Overview // IEEE Electrical Insulation Magazine. 2000. Vol. 16, no. 1. Pp. 5–24. DOI:https://doi.org/10.1109/57.817418
13. Experimental Demonstration of the Effectiveness of an Early Streamer Emission Air Terminal Versus a Franklin Rod / L. Pecastaing [et al.] // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2015. Vol. 22, no. 2. Pp. 789–798. DOI: 10.1109/ TDEI.2014.004629
14. The Bell Tower Incident at Sigolsheim: Investigation Report on the Lightning Strike to the Church Tower Equipped with an ESE Air Terminal. Technical report. France, Sigolsheim, 1996.
15. Armstrong H. R., Whitehead E. R. Field and Analytical Studies of Transmission Line Shielding // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. 1968. Vol. PAS-87, no. 1. Pp. 270–281.
16. Манаков А. Д., Балуев Н. Н. Усиление защиты вводов питания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики при близких грозовых разрядах // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2011. № 1 (26). С. 73–80.
17. Lightning Protection of Overhead Distribution Lines Installed on High Resistivity Soil / J. O. S. Paulino [et al.] // Electric Power Systems Research. 2022. Vol. 209. P. 107952. DOI:https://doi.org/10.1016/j. epsr.2022.107952
18. Belskii R. A., Frolov V. Ya., Podporkin G. V. Electric Strength of Arrester for Lighting Shielding of 6–35 kV Transmission Line with Lightning Overvoltage // Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 232. Pp. 401–406. DOI: 10.31897/ PMI.2018.4.401
19. Wang J.-F., Wu D. Development of an Arc-Extinguishing Lightning Protection Gap for 35 Kv Overhead Power Lines // IET Generation, Transmission & Distribution, 2017. DOI: 10.1049/ iet-gtd.2017.0377
20. Lightning-Induced Voltages on Overhead Lines / C. A. Nucci [et al.] // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1993. Vol. 35, no. 1. Pp. 75–86. DOI:https://doi.org/10.1109/15.219546
21. A Review of Field-to-Transmission Line Coupling Models with Special Emphasis on Lightning- Induced Voltages / F. Rachidi [et al.] // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1997. Vol. 39, no. 2. Pp. 65–89. DOI:https://doi.org/10.1109/15.581994
22. Grcev L., Popov M. On High-Frequency Behavior of Grounding Systems // IEEE Transactions on Power Delivery. 2005. Vol. 20, no. 2. Pp. 1598–1606. DOI:https://doi.org/10.1109/TPWRD.2004.839200
23. Visacro S., Soares A. Harmonic Analysis of Grounding Systems Exposed to Lightning Currents // IEEE Transactions on Power Delivery. 2005. Vol. 20, no. 1. Pp. 570–576. DOI:https://doi.org/10.1109/TPWRD.2004.832347
24. Andreotti A., Falcone U., Verolino L. Lightning- Induced Overvoltages on Overhead Power Lines: Influence of the Strike Location // Electric Power Systems Research. 2010. Vol. 80, no. 6. Pp. 682–689. DOI:https://doi.org/10.1016/j.epsr.2009.11.003 25. Cooray V. The Lightning Flash. London: Institution of Engineering and Technology, 2014. 744 p
