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。     

雷电流波形参数检测视角下±800kV直流输电线路导线绕击分析

雷电流波形参数主要集中于雷电流上升沿,为分析雷击输电线路后各个行波通道暂态电流所含雷电流上升沿信息,从获取雷电流波形参数的视角,应用分布参数电路理论研究雷电绕击特高压输电线路的行波响应,分析在雷击闪络和未闪络情况下,注入导线的雷电流在诸电流通道中的电流行波波形.雷电绕击导线造成闪络的波过程可视为雷电流注入和闪络故障附加...     

基于雷电流传输特性与时频特性的防雷器件应用设计与应用分析

在电力系统的防雷保护中,雷电流的传输特性和时频特性直接影响了雷击杆塔后的塔顶的暂态过电压水平,进而决定了输电线路的雷击闪络率。提出一种基于雷电流传输特性与时频特性的防雷器件的设计方法,该器件能够有效地改变雷电流的波形与幅值;通过大幅度增加雷电流波前时间和减小雷电流幅值的方法,防雷器件能有效降低杆塔塔顶雷击后的暂态过电压水平,进而降低输电线路的反击闪络率。冲击电流试验结果表明,雷电流波前时间越短、波形陡度越高,防雷器件对其陡度的抑制效果越显著,雷电流波前时间增幅越大,雷电流幅值衰减也越大,防雷效果越好。防雷器件独特的设计和良好的防反击性能使其在500 k V以下输电线路防雷中具有较大的应用前景。     

输电线路杆塔对雷电流监测结果的影响

在输电线路上实际测量雷电是进一步了解雷电流各种参数的有效手段,但实际测量到的结果是受被击物体影响后的雷电流。为了通过测量结果得到雷电流的原始波形,在输电线路杆塔模型中考虑了雷电波在杆塔传播过程中的衰减、畸变以及杆塔冲击接地电阻等因素,采用电磁暂态分析程序PSCAD对两种不同的输电杆塔进行了仿真计算,并对是否装设避雷线的情况进行了比较分析。结果表明避雷线对于雷电波的传播有很明显的影响,雷击输电线路杆塔时塔顶和塔底的雷电流波形有显著的区别,塔底电流随着杆塔的增高而变大。     

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。     

110kV宝青洋线路雷击跳闸及防雷措施

对湖南邵阳电业局宝青洋线路雷击跳闸率进行了计算,并结合现场调查分析认为雷击跳闸率高的原因主要受到地形、塔型、雷电流释放通道及绝缘配置的影响,在此基础上对杆塔接地网和雷电流泄放通道进行了改造,在易遭雷击的杆塔塔顶安装多根发散状的短避雷针等措施来减少雷击闪络的概率,防雷改造后到目前4年多未发生雷击跳闸.     

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。     

雷击输电线路时杆塔各处雷电流监测仿真分析

基于PSCAD/EMTDC构建了输电线路杆塔仿真模型,根据输电线路的雷击情况,考虑在雷击塔顶、雷击档距中间以及雷击导线这3种情况下,分析线路杆塔中各处电流分布情况,可为安装在输电线路杆塔上的雷电流波形监测线圈提供理论依据。合理地布置雷电流测量线圈能够监测到击中本级杆塔、档距中间以及相邻几级杆塔的落雷,因而减小了监测装置的安装数量,而且也能更大程度地采集到雷电波形。综合考虑了采集到的雷电流波形的反演问题,最终定位了雷电流测量线圈的安装位置。     

输电线路杆塔接地问题分析及对策

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要。降低杆塔接地电阻是提高线路防雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施。当雷击杆顶或避雷线时,雷电流通过杆塔接地装置入地,但因接地电阻偏高或接地通道不通。从而产生了较高的反击电压导致绝缘子闪络,致使线路跳闸。由于杆塔接地不良而引发的雷击跳闸所占线路故障率的比例相当高,     

特高压输电线路雷击闪络电流的测量

为测量雷电参数,提出一输电线路杆塔的雷电流实测系统即在绝缘子串杆塔侧金具上钳套罗果夫斯基型电流传感器,测量雷击时的闪络电流,进而算出雷电流幅值;以110kV同杆双回线路为例,分析了反击和绕击时闪络电流的频谱,从而确定了传感器的测量频带。实验室中冲击大电流试验研究传感器及测量系统准确性、稳定性和线性度的试验表明:该测量系统能准确反映各种波形的冲击电流幅值,且稳定性和线性度很好。     

输电线路杆塔及接地体雷电冲击响应分析北大核心CSCD

雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,研究输电线路及接地体的雷电冲击响应具有十分重要的意义。为此,笔者运用电磁分析软件CDEGS建立了500 kV双回路自立式输电线路杆塔雷电冲击模型,分析不同雷电流波形、不同杆塔参数、不同土壤电阻率和不同接地体长度下输电线路杆塔及接地体上雷电冲击响应规律。计算结果表明,雷击杆塔塔顶时,避雷线分流大小与土壤电阻率成正比关系,雷电流过大将导致绝缘子击穿;雷电流波前时间越短、横担越窄、杆塔越高、土壤电阻越大、接地体越短,雷击时塔顶和接地体冲击电压峰值越高;在高土壤电阻率地区通过增长接地体长度、降低土壤电阻率能有效降低塔顶和接地体电位。     

输电线路杆塔及接地体雷电冲击响应分析

雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,研究输电线路及接地体的雷电冲击响应具有十分重要的意义。为此,笔者运用电磁分析软件CDEGS建立了500 kV双回路自立式输电线路杆塔雷电冲击模型,分析不同雷电流波形、不同杆塔参数、不同土壤电阻率和不同接地体长度下输电线路杆塔及接地体上雷电冲击响应规律。计算结果表明,雷击杆塔塔顶时,避雷线分流大小与土壤电阻率成正比关系,雷电流过大将导致绝缘子击穿;雷电流波前时间越短、横担越窄、杆塔越高、土壤电阻越大、接地体越短,雷击时塔顶和接地体冲击电压峰值越高;在高土壤电阻率地区通过增长接地体长度、降低土壤电阻率能有效降低塔顶和接地体电位。     

超高压线路杆塔的塔顶电位特性的研究

本文通过在500kV输电线路的模型塔和模型线段上的塔顶电位响应试验,用响应曲线法研究超高压线路杆塔—避雷线—接地电阻这一系统的响应特性,分析了雷击塔顶和雷击1/4档距时雷电流波头、接地电阻、拉线等因素对塔顶电位的影响,得出了塔顶电位的变化规律及雷击1/4档距与雷击塔顶的塔顶电位峰值的比率。     

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。     

高压直流输电线路的雷电性能

本文应用电气几何理论,研究了高压直流输电线路极线工作电压对避雷线屏蔽作用的影响。在通常负极性雷击条件下,具有25°保护角的单避雷线±500kV线路,其正极绕击闪络率约为负极的6倍。双避雷线几乎不会出现绕击。 雷击塔顶一般正极首先反击,接地电阻不高时,双极反击的概率甚低。双避雷线线路具有良好的耐雷性能;单避雷线线路推荐用于雷电活动不强烈地区。     

基于电流流向判别的交流输电线路闪络塔定位方法

针对交流输电线路闪络杆塔准确定位困难的问题,仿真计算了线路绝缘子串闪络后短路电流沿避雷线和杆塔的分布,给出了1种实用的闪络塔准确监测系统。按实际线路参数在ATP-EMTP软件中建立的仿真模型计算结果表明:在每基杆塔接地电阻相同的情况下,95%的工频短路电流沿避雷线分流至其他杆塔;短路电流的分布受杆塔接地电阻的影响,杆塔入地电流的大小不能判断杆塔是否闪络。进一步提出了用杆塔避雷线两边工频短路电流流向的异同来判断该塔是否闪络:若短路电流流向相反则杆塔闪络,短路电流流向相同则未闪络。基于此方法设计制作了交流输电线路闪络杆塔定位系统:在塔顶地线两边各安装1个工频电流传感器,传感器与闪络监测子机相连,子机根据传感器信号判断杆塔是否闪络,闪络信息经子机接力传递至主机,主机将其以短信形式发回服务器。该系统经模拟故障试验验证可以准确定位闪络杆塔,并及时发送闪络杆塔号。     

线路避雷器在防雷中的分流系数推导

为了解决线路避雷器在防雷中的分流系数计算问题,针对雷电直击输电线路的杆塔顶部及档距中央避雷线和雷电绕击导线等三种雷害情况,建立线路避雷器动作时的等值电路,推导出线路避雷器在防雷中的分流系数计算公式。计算结果表明,线路避雷器除利用其动作后的钳电位作用有效防止被保护相绝缘子串闪络外,还可起到分流雷电流的作用:在一般情况下,当雷电直击杆塔顶部时,可向导线分流7%~10%的雷电流;当雷击档距中央避雷线时,可向导线分流6%~8%的雷电流;而当雷电绕击导线时,可向大地分流70%~75%的雷电流。     

雷击输电线路时全波电磁暂态特性研究

研究遭受雷击时输电线路的全波电磁暂态特性,可以得出雷击时输电线路出现闪络现象的概率,避免输电线路发生破损,提高其安全性和稳定性。构建输电线路雷击仿真模型,包括杆塔、雷电流和输电线路模型,模拟输电线路受到雷击的情况,并分析其在雷击作用下所产生的2类电压,包括直接雷过电压和感应过电压,以此为依据分析输电线路在雷击作用下的全波电磁暂态特性。结果表明,当中间杆塔上相被60 kA雷电流击中时,导线相本基杆塔和邻近杆塔在受到雷击1 s内容易出现闪络现象;绝缘子被雷击时产生500~600 kA的电弧电流,造成绝缘子破坏;在输电线路的导线中安装避雷器,可避免其被雷击时的跳闸现象。     

雷击档距中央避雷线耐雷水平的探讨

本文根据行波折反射原理,采用微机计算了雷击避雷线时的塔顶电位值及确定有关参数对计算结果的影响,还确定了雷击二分之一和四分之一档距避雷线及杆塔时耐雷水平的比值,用规程法计算了110至500kV线路雷电反击跳闸率。一、雷击避雷线不同位置时塔顶电位的计算结果与分析1.本文采用文[1]的程序计算了雷击避雷线不同位置时的塔顶电位值,列于表1.     

避雷线绝缘架设对杆塔雷电流分配的影响

建立了避雷线全线绝缘架设的输电线路雷击模型,研究了雷电流幅值、杆塔接地电阻和杆塔档距对杆塔处雷电流分配特性的影响规律。研究结果发现:雷电流较小的情况下,雷电流分配主要受避雷线绝缘间隙击穿个数的影响;如雷电流幅值为1 k A时,避雷线绝缘架设和直接接地时的分流系数最大差别为9%;雷电流幅值大于20 k A,击穿间隙个数等于或大于5个时,雷电流分配不再受避雷线绝缘架设的影响,而是主要受杆塔接地电阻的影响。因此计算线路的耐雷水平时不需要考虑避雷线绝缘架设的影响。