架空输电线路雷电流波形实时监测系统

针对当前架空输电线路雷击点的查找和雷击形式判断难题,通过对雷击输电线路电流路径研究和雷击杆塔仿真计算,得出了雷击导地线、杆塔电流路径和绝缘子串闪络监测及判别方法,研制了可快速分析判断雷击线路杆塔号、雷击地线或导线相别、位置、雷电流极性和雷击形式的雷电流幅值、时间和波形等参数的实时监测系统。经过1年多运行,监测系统于2007-04-22成功监测到雷击110kV汪官线#51杆塔雷电流参数,首次实测到了雷击杆塔电流波形、幅值和极性。     

220kV输电线路防绕击侧针防护效果研究

雷击是高压及超高压输电线路的主要事故之一,反击跳闸发生的概率很低,绕击是发生故障跳闸的主要原因。可以在地线上架设水平侧向短针的分布式绕击防治措施以有效提高地线引雷能力,防止绕击跳闸。以西昌220 kV输电线路N148号杆塔为例,分析并比较了杆塔附近地线上安装防绕击侧针前后,线路绕击率、绕击跳闸率以及绕击雷电流幅值的变化情况。通过实例计算发现,防绕击侧针安装以后明显改善了线路的防绕击能力,可见安装防绕击侧针作为输电线路的防雷改造措施,具有较好的实用性。     

输电线路的防雷保护

1输电线路防雷知识 输电线路遭受雷击从形式和造成的后果来看,可简单地分为雷击杆塔、雷击地线的雷电反击现象和雷击导线的绕击现象。当雷击杆塔顶部时,雷击产生的雷电流通过杆塔塔身和杆塔接地网流人大地。由于塔身阻抗和接地电阻的存在．塔顶将出现一定的雷电过电压并反击到线路绝缘子上,在塔身阻抗不大、杆塔接地良好的情况,     

架空输电线路雷电绕击与反击的识别

为准确辨识输电线路雷击故障,分析了雷电绕击和反击的发生机理,并基于ATP-EMTP建立了110 kV输电线路杆塔多波阻抗模型及雷击仿真模型进行仿真。结果表明:雷击杆塔塔顶或绕击导线时,绝缘子串两端电位差方向不同;雷击闪络时,被击杆塔闪络相绝缘子串电位差降为0,雷击暂态过程结束后,邻近杆塔对应相绝缘子串电位差近似为0;反击闪络时,邻近杆塔绝缘子串两端电位差方向发生改变;杆塔入地电流方向可表征雷电流极性。基于上述特征,提出通过输电线路绝缘子串电位差和杆塔入地电流构建特征量,以2者的方向及其有效值作为识别判据,对雷击故障及未故障条件下的雷击类型进行辨识。     

500 kV输电线路绝缘地线雷电流分布

对于重覆冰区域的输电线路来说,地线覆冰会严重威胁到线路的安全运行。采用绝缘地线直流融冰的方式是解决架空地线覆冰问题的方法之一。当输电线路发生雷击事故时,直流融冰采用的绝缘地线与杆塔之间的雷电流分布情况决定了杆塔的塔顶电位,影响着杆塔的耐雷水平与线路防雷接地的保护。利用电磁暂态软件EMTP,对杆塔和绝缘地线中的雷电流分布进行了计算分析。计算结果表明,在500 kV输电线路中,雷电流主要通过杆塔流入大地,雷电流的幅值、杆塔档距、接地电阻的大小、地线结构、直径以及地线接地方式等对绝缘地线和杆塔分流情况有重要的影响。计算结果可为绝缘地线分流系数和杆塔分流系数的研究提供重要的参考价值,并有利于指导输电线路的优化设计。     

特高压直流架空输电线路雷击仿真研究

特高压直流架空输电线路的防雷对系统的安全运行极为重要.本文运用ATP-EMTP建立特高压输电线路、杆塔、绝缘子串的伏秒特性等计算模型,对特高压直流输电线路三种形式的雷击过电压仿真计算.得出绕击的耐雷水平比雷击塔顶、雷击档距中央避雷线要低.并与500 kV直流输电线路的绕击耐雷水平相比较,提出应关注绕击的小雷电流有入侵换流站的可能性以及对设备绝缘存在的威胁.     

特高压输电线路杆塔雷电流分布的仿真

为了更深入掌握雷击特高压(UHV)输电线路杆塔时雷电流分布的特性,对特高压输电线路杆塔雷电流分布进行了仿真。首先建立了简化的2层杆塔模型,使用矩量法(MOM)进行了雷电流分布计算并通过了实体模型的试验验证。然后在此基础上,根据实际参数建立了特高压输电线路猫头塔的仿真模型,分别就4种雷电流波形和3种不同雷击位置情况下杆塔内的雷电流分布进行了仿真计算。结果表明:雷电流波形越平缓,通过避雷线流向其他杆塔的电流就越多,反之亦然;波前时间的上升导致斜撑流过的电流比例增大;雷击点的改变对雷击点附近的电流分布影响极大并将改变部分导体内电流的方向,但随着导体与雷击点间距离的增加,导体上通过的雷电流受雷击点位置的影响减小,且雷电流分布随着该距离的增加而趋于均匀;杆塔内不同部分的雷电流峰值时间不同,将其幅值直接求和得到的结果大于注入的雷电流总幅值。该研究工作加深了对雷击特高压输电线路杆塔时雷电流分布特性的认识,也为雷电流监测装置的安装提供了参考。     

基于统计法的变电站雷击故障率计算方法

雷击故障率是变电站建设的重要指标,现行的雷击故障率计算需要借助于变电站的运行数据以及计算机模拟,计算复杂,误差较大,而且无法对变电站设计的合理性以及防雷布置的可靠性进行评估。基于统计法提出了一种新的计算方法,利用输电线路和杆塔参数计算线路落雷次数和杆塔雷击频次,再结合雷电流幅值概率求得变电站的雷击故障率。以广东省某500 k V HGIS变电站为研究对象,利用EMTP-ATP建立了变电站仿真模型,模拟雷击杆塔塔顶并沿输电线路侵入变电站,确定临界雷电流幅值。根据该地区的雷电流历史数据,拟合得到更接近实测值的雷电流幅值概率,以此计算得到该变电站的雷击故障率。     

直击雷故障类型下雷电流分流系数仿真研究

雷电参数反演研究对采取有效防雷措施具有十分重要的意义。不同雷击故障类型的输电线路雷电流分布情况相差较大,给雷电流幅值反演带来极大困难,有必要对直击雷下的雷电流分布进行研究。以110 k V输电线路典型直击雷故障电流波为研究对象,首先介绍基于微分环的输电线路雷电流在线监测系统监测原理以明确杆塔分流系数相关量;其次,结合某110 k V输电线路实际参数,建立ATP-EMTP电磁暂态仿真模型;最后,分析不同波形及幅值的雷电流源在直击雷故障下的雷电流分布情况以统计分流系数变化规律。ATP-EMTP结果表明,不同波形的雷电流源下绕击闪络分流系数及其随幅值变化的变化规律相近,而不同波形雷电流源下反击的分流系数相差较大,其随幅值变化的变化规律均较为平稳。因此,雷电流参数反演计算时可根据不同直击雷故障类型采用相应的选择方案。     

雷击特高压交流同塔双回杆塔对油气管道的影响

线路雷击杆塔会对附近埋地金属油气管道产生电磁影响,而雷击杆塔时大部分高能量的雷电流直接经过故障杆塔接地体入地,对管道的阻性耦合最为严重,为此研究了1000kV特高压同塔双回交流线路,雷击杆塔塔顶时对附近埋地金属管道的电磁耦合。通过建立雷击暂态电磁场简化计算模型,计算分析了雷击杆塔时特高压同塔双回线路与管道间距、交叉角,土壤电阻率/杆塔接地电阻,以及雷电流幅值等因素对管道干扰电压的影响规律。     

中国电网雷电定位系统与雷电监测网

雷电定位系统是近20年来在雷电工程技术领域应用最广泛的雷电监测技术手段。在雷电定位技术及其系统自主研发以及雷电监测网的建设上,中国属起步早、持续性好、已建的监测覆盖区域大、积累监测资料长的雷电监测大国,我国电力系统率先并持续开展了雷电监测,并建有覆盖国土面积大部分的全国雷电监测网。为了总结其经验,全面介绍了我国电网雷电定位系统和雷电监测网的发展概况和现状;详细阐述了我国电网雷电监测技术、水平以及雷电监测网。从雷击故障点快速定位、雷击事故鉴别、雷电参数统计、防雷水平评估和雷电预警5个方面论述了雷电监测网在我国电网中发挥的重要作用,并对今后雷电定位系统和雷电监测网的发展提出了展望。     

Lightning occurrence characteristics in Japan for 17 years: observation results with lightning location systems of electric power utilities from 1992 to 2008

We summarize the lightning data for 17 years from 1992 to 2008 obtained with lightning location systems of nine electric power utilities in Japan and analyze them. The observed annual number of lightning flashes of which the current is more than 10 kA is 400 000–800 000 and the 50% value of the cumulative distribution of lightning peak currents is about 23 kA in recent times. The variation of lightning occurrence characteristics by areas, seasons, and so on, is clarified. Comparison of the obtained data with those obtained by another lightning location system is also made. The relationship between lightning occurrence and climate is discussed. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Lightning occurrence data observed with lightning location systems of electric power companies in Japan: 2009–2013

Nine electric power companies in Japan have been collecting lightning data with lightning location systems. Five years of the lightning data (2009–2013) are summarized and analyzed in this paper. The recent annual number of lightning flashes of which the current is more than 10 kA in Japan is around 1 million. The variations of lightning occurrence characteristics by areas, seasons, and so on, are clarified. Meteorological conditions that may affect lightning occurrence are also discussed. Furthermore, we show that there is a clear correlation between the number of lightning strikes and the outage rate of transmission lines. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

High‐current lightning discharges in winter

Lightning electric‐field waveforms related to power line faults in winter have been identified. Most of those waveforms appear to be associated with upward lightning discharges with absolute peak currents of over 100 kA. They are quite different from common return‐stroke waveforms, and the lightning discharges which produce these characteristic waveforms are called GC (Ground to Cloud) flashes. These high‐current lightning discharges are distributed around the coastline in different ways depending on their polarities. The spatial distributions of high‐current lightning discharges around Japan are also investigated. It is revealed that the region of Honshu Island along the coastline of the Sea of Japan belongs to the area in which the density of high‐current lightning flashes is the highest in Japan through the year. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 170(1): 8–15, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20874     

江西电网雷电定位系统运行分析

江西电网雷电定位系统是一套有益于电网安全生产和管理的系统。本文介绍了江西电网雷电定位系统的组成及基本原理,并结合实际运行情况,说明了其在江西电网中的应用。应用效果表明,该套系统在江西电网防雷工作中发挥了重要的作用,是江西电网生产工作中不可或缺的一部分。     

关于雷电及“消雷器”研究的思索

对目前雷电、雷电危害防护及“消雷器”研究中的某些问题提出了看法,对今后在这方面的研究方向提出了自己的观点。     

中国电网雷电监测与防护亟待研究的关键技术

为了加强电网的雷电监测与防护,减少雷害事故,保证电网安全,建设坚强电网,全面介绍了中国电网雷电监测与防护技术水平的现状,提出了电网雷电监测与防护技术领域亟待开展研究的6项关键技术,包括雷电流直接测量、雷电辐射电磁场传播特性、全数字化雷电探测、雷电参数统计、防雷差异化分析方法以及雷电屏蔽模拟试验技术。详细介绍了开展这些关键技术研究的目的、意义和思路。指出尽快开展这些关键技术研究将获得目前全世界都普遍缺乏的雷电流实测参数,提升中国雷电监测网的探测效率和定位精度,描绘出中国不同区域的雷电活动特性,更准确地分析和评价输电线路防雷性能,为科学评价输电线路雷电屏蔽措施的屏蔽效能提供有效手段,并为中国相关防雷标准和规程的制修订提供基础参数和依据。     

避雷针和半导体消雷器的火箭引雷试验分析

介绍了对普通避雷针和半导体消雷器进行的火箭引雷试验,列出了全部试验结果,包括用普通照相机的B门进行静态拍摄所得的典型照片以及用示波器记录的雷电流波形。讨论了雷击半导体消雷器和普通避雷针间的显著差别,说明半导体消雷器具有极大的限流能力。     

220 kV新杭线Ⅰ回路27年雷电流幅值实测结果的技术分析

根据220 kV新杭线Ⅰ回路全线1962—1988年实测得到的716次雷击记录,分析了该线雷击闪络原因,求得了绕击率和雷击跳闸率;并根据雷击跳闸率的变化和雷电流在杆塔中的分流情况,说明改进防雷措施。根据全线雷击点位置的统计确定了多雷区和易击点,为该线有重点、有选择性地加强防雷措施提供了实测依据。此外,还对这些实测数据进行分类统计,得到了该线雷电流幅值累积概率分布等雷电自然参数。     

计算机机房综合防雷分析

简述了雷电灾害机制、计算机房的防雷措施及其注意事项。机房防雷措施主要包括内部防雷措施和外部防雷措施。外部防雷措施主要是指防直击雷措施,内部防雷措施主要包括电源和信号防雷措施、屏蔽、接地、等电位联结、设备防静电处理、雷电电磁脉冲防护。内部防雷措施与外部防雷措施必须综合起来,形成系统防雷,从而达到最佳效果。