110 kV“上”字型输电线路复合材料横担耐雷水平研究

随着材料工艺和技术的不断成熟,复合材料在输电线路杆塔工程中应用逐渐增多,为研究复合材料杆塔在110 k V输电线路中的防雷性能,在ATP-EMTP软件中建立110 k V典型"上"字型输电线路复合材料横担仿真模型,从地面倾角和复合横担不同长度等对杆塔耐雷水平进行研究。根据耐雷水平计算结果,提出同时满足防雷性能和安全裕度优化的复合材料杆塔结构方案。     

基于LPTL的220kV交流同塔双回输电线路反击性能研究

为了对220kV同塔双回线路反击耐雷性能主要影响因素进行更为深入的分析,指导输电线路防雷改造,采用输变电设备防雷计算工具LPTL,建立了适合同塔双回线路的反击仿真模型,其中采用多导体常参数分布波阻抗模型等效杆塔,和采用先导法作为绝缘子闪络判据模型来判断绝缘子串的闪络,分析了杆塔高度、接地电阻和土壤电阻率对杆塔反击防雷性能的影响,分别计算了反击耐雷水平和反击跳闸率。最后运用LPTL对某雷击跳闸进行了实例分析。计算结果表明,上述因素对杆塔防雷性能有较大的影响。     

三维激光扫描技术在输电线路差异化防雷治理中的应用

输电线路差异化防雷评估技术作为掌握输电线路防雷性能、明确防雷重点的有效方法,已得到各级运行管理部门的认可。地形地貌和杆塔结构作为线路绕击防雷性能的影响因素,是防雷评估时需获取的重要基础参数。为研究获取全档距地形地貌参数和杆塔结构参数的技术,以及将这些参数应用于防雷性能评估的方法,提出基于三维激光扫描数据建立线路走廊三维模型,根据此模型提取差异化防雷评估所需的全档距地形地貌参数和杆塔结构参数,进而进行全档距绕击防雷性能评估。经与山区典型220 kV线路比对,评估结果与实际雷击故障记录吻合良好,充分说明了三维激光扫描技术应用于输电线路差异化防雷治理的有效性。     

输电线路杆塔避雷器优化配置研究

加装线路避雷器是适用面广、防止雷害、提高线路耐雷水平的最有效方式之一,传统避雷器配置方式未考虑实际杆塔结构特点和地形因素下的防雷效果和经济性问题,存在一定的盲目性。为研究线路避雷器的优化配置方案,基于ATP-EMTP软件与电气几何模型建立了适合多种杆塔结构的耐雷性能分析模型,研究了杆塔结构、地形地貌等对反击和绕击耐雷性能的影响,对杆塔在不同避雷器配置方式下的防雷效果和技术经济性进行了综合分析,提出了技术经济指标较优的配置方案:导线水平排列的单回杆塔建议在左右边相加装避雷器;双回杆塔建议综合考虑杆塔保护角、反击和绕击耐雷性能、地形地貌等因素选择技术经济最优配置方式。     

山区220 kV新型错层横担直线塔防雷性能研究

针对山区地形坡度影响输电线路杆塔防雷性能的问题,为降低山区输电线路的雷击跳闸率,设计了一种220 kV新型错层横担直线塔。分析了错层横担直线塔在不同坡度条件下的防雷性能,确定了错层横担杆塔在山区地形的可行性,建立了新型错层结构杆塔的多波阻抗模型及其接地体等效电路模型。基于PSCAD软件搭建了错层横担杆塔的整体模型,仿真计算出了杆塔的反击跳闸率;建立了适用于新型错层杆塔求解绕击跳闸率的电气几何模型,并推导了求解的计算公式;分析比较了错层横担杆塔在几种坡度条件下的雷击跳闸率的数据结果。通过常规杆塔和错层杆塔的雷击跳闸率对比发现,错层横担结构有效地提高了杆塔的耐雷水平。研究结论可为山区错层横担杆塔输电线路防雷设计、防雷改造以及线路运行和维护提供参考。     

改进复合材料杆塔多波阻抗模型及其仿真计算

针对目前复合材料杆塔耐雷性能仿真分析中多采用传统多波阻抗模型,雷击过电压仿真计算结果偏大的情况,考虑导线对地电容影响,提出了改进的多波阻抗模型,根据110 kV复合材料杆塔结构与接地方式,计算各部分波阻抗;建立复合杆塔三维模型,利用有限元法计算导线对地等效电容;利用改进多波阻抗模型计算分析不同塔型、不同接地引下线方式的复合材料杆塔耐雷特性,并与传统模型计算结果进行对比。结果表明,考虑电容时杆塔上的过电压下降了38%,更接近实际值;采用沿线路方向内侧竖直悬垂接地引下的方式可使复合材料杆塔的耐雷水平最大化。     

纤维增强复合材料输电杆塔研究进展

纤维增强复合材料杆塔由于具有轻质高强、绝缘性能好、耐腐蚀等优点,已经在输电线路工程获得应用。综述了纤维增强复合材料杆塔在国内外的应用研究,总结纤维增强复合材料在输电杆塔应用中的关键性技术难题,评述和分析国内外在纤维增强复合材料杆塔材料、铺层设计、节点连接、压杆稳定计算及防雷接地等方面的研究现状。最后对纤维增强复合材料在输电杆塔设计及应用中的关键问题进行了展望。     

110kV双回线路格构式复合材料杆塔电气结构设计

电气结构设计是110 k V格构式复合材料杆塔应用所关注的焦点问题,其重点在于如何提高防污和防雷性能。首先针对杆塔复合材料的绝缘特性进行了分类、分项测试,结果表明E型玻璃纤维增强型环氧树脂复合材料满足绝缘材料电阻特性要求,可用于制作绝缘杆塔。结合考虑断线张力等因素,通过污秽试验和电场仿真计算,确定了横担采用格构式横担悬挂加装均压环的FXBW-35/70防污型复合绝缘子的防污设计,试验表明,其污耐压高达145 k V。杆塔防雷须采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的方案;针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。结合理论计算,获得了110 k V双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能,与同电压等级铁塔相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为20Ω条件下,杆塔的耐雷水平提高了94%,而雷击闪络跳闸率降低了82%。综上,110 kV双回线路格构式复合材料杆塔采用提出的电气结构设计,具有更好的防污和防雷性能。     

110kV双回线路格构式复合材料杆塔雷电防护研究

应用复合材料杆塔需要经济的、适于杆塔材料和结构特点、并能有效提高杆塔雷电性能的雷电防护设计方案。为此,以110 kV线路杆塔为目标,首先从电气要求和经济成本方面考虑,提出了由复合材料塔头和金属角钢塔身组合而成"半绝缘结构格构式复合材料杆塔"的设计方案。针对该结构的复合材料杆塔,分析了避雷线和接地引下线的架设与否对线路雷电性能的影响,提出了杆塔应采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的防雷方案。针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性能和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了复合材料真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过理论计算,获得了110 kV双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能。计算结果表明:与同电压等级铁塔雷电性能相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为7Ω和20Ω条件下,杆塔的耐雷水平分别提高了81%和94%,雷击闪络跳闸率降低了71%和82%。     

雷击杆塔塔顶雷电反击过电压仿真分析

为了分析研究雷击杆塔塔顶雷电反击过电压的影响因素,在查阅大量文献的基础上,通过对不同雷电流波形的对比,结合杆塔、线路、绝缘子实际情况,以一段实际线路和实际杆塔参数为例,利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了符合实际情况的雷电流双指数模型、杆塔单一波阻抗模型、线路Frequency Dependent(Phase)模型、绝缘子闪落判据模型.在所建模型的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件仿真分析了雷电流波形和幅值在雷击杆塔塔顶反击情况下的雷电过电压暂态特征,以及对雷电过电压和耐雷水平的影响.仿真结果表明雷电流波形和幅值对反击过电压和耐雷水平有较大影响,可为日后的防雷工作提供理论依据及重要参考.     

1000 kV GIS变电站雷电过电压影响因素分析

采用ATP-EMTP软件建立1 000 kV GIS变电站仿真模型,分析了1 000 kV GIS变电站远近区冲击接地电阻、避雷器配置、雷击杆塔位置以及雷电流陡度对其雷击侵入波过电压的影响。仿真研究表明,雷电流反击杆塔与雷电流直击杆塔两种情况下,杆塔接地电阻的变化对于站内设备过电压影响不同;主变上配置避雷器的防雷水平高于出线处配置避雷器的防雷水平;当杆塔雷击位置变化时,其雷电入侵过电压也会随之变化;当雷电流的陡度系数越大时,主变上产生的过电压也会越大。     

覆冰区220 kV典型输电线路杆塔反击跳闸率仿真分析

为了更好地评估山区输电线路杆塔的防雷性能,降低其雷击跳闸率,以10 mm、15 mm和20 mm不同冰区的输电杆塔为研究对象,简要介绍了其典型塔型结构,利用电力系统电磁暂态仿真软件(PSCAD)对三种冰区塔型进行仿真分析,计算其反击跳闸率,并从杆塔接地电阻、杆塔高度两个影响因素进行分析研究。结果分析显示:承载覆冰量越大的杆塔,其耐雷水平越大,反击跳闸率越低。杆塔高度越高,接地电阻越大的杆塔,其反击跳闸率越大。     

复合材料杆塔在生产和应用中的技术问题

介绍了复合材料杆塔的技术优势,对绝缘杆塔在生产、应用中的防雷与接地技术、塔材加工工艺、杆塔结构优化设计、杆塔的无损检测及经济效益等关键问题进行了分析。     

110kV复合绝缘杆塔防雷设计浅析

复合绝缘杆塔是线路杆塔结构发展方向之一,其目前在研的防雷设计形式主要有不架设避雷线、架设避雷线时不接地、避雷线分段通过泄流塔接地、避雷线顺线方向悬空接地等几种,而防雷设计形式直接影响输电线路的防雷性能。为此,笔者从防雷的角度出发采用ATP/ATPdraw仿真软件以典型110 kV复合绝缘杆塔输电线路建立模型针对目前几种防雷设计形式进行仿真计算,对其耐雷水平及雷击跳闸率进行了分析和讨论。仿真分析结果表明:在目前这几种防雷设计中,对于110 kV复合绝缘杆塔输电线路采用避雷线顺线方向悬空接地时,其综合防雷效果是比较好的。研究结论可为复合绝缘杆塔输电线路防雷设计、防雷改造以及线路运维提供参考和依据。     

避雷器加装方式对220kV双回线路耐雷水平的影响

针对避雷器加装方式对200kV双回线路耐雷水平的影响问题,以某条220kV线路13号杆塔为例,利用EMTP仿真对其在8种不同避雷器加装方式下的耐雷性能进行研究,结果表明,当接地电阻低于20Ω时,加装2只避雷器就能取得良好的防雷效果;当接地电阻高于20Ω,需要加装4只避雷器以保证其耐雷性能,且避雷器加装在杆塔下方相时防雷效果更好。     

高海拔景观塔耐雷性能分析及提升措施研究

本文开展了高海拔景观塔耐雷性能的分析,为制定针对性的高海拔景观塔耐雷性能提升措施提供可靠依据。分别建立了雷电流波模型、输电线路模型、景观塔多波阻抗模型、绝缘子串先导发展闪络模型,基于ATP-EMTP中的仿真计算分析了海拔高度、杆塔接地电阻、杆塔呼高、避雷器设置等对景观塔反击耐雷水平的影响,研究了景观塔的绕击防雷性能,在此基础上提出了针对性的景观塔反击耐雷水平提升措施,并与典型酒杯型杆塔的耐雷性能进行了比较。本文为高海拔地区景观塔防雷方案设计提供了参考。     

220kV同塔四回输电线路反击耐雷性能影响因素

采用ATP-EMTP软件建立仿真模型,对220 kV同塔四回输电线路反击耐雷性能进行了仿真计算和分析。分析了雷击杆塔塔顶时,杆塔塔身及各横担不同部位电位分布,并讨论了杆塔高度、杆塔冲击接地电阻、土壤电阻率、绝缘水平等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：低土壤电阻率地区杆塔接地电阻对线路反击耐雷性能影响不明显,高土壤电阻率地区降低杆塔接地电阻能够提高线路耐雷水平;需要根据实际条件尽可能地降低杆塔高度;线路各层导线可以采取不同的绝缘水平。     

复合材料杆塔及样品的多因子老化性能

复合材料杆塔以其优良的性能及发展前景受到国内外电力部门的密切关注,其长期运行的老化性能成为紧迫的研究内容。为此参考IEC 62217:2005/FDIS推荐的5 000 h多因子老化试验方法,首次进行10 k V复合材料杆塔及电力用复合材料样品的5 000 h多因子老化试验。建立10 k V复合材料杆塔制品的三维模型,采用有限元法对多因子老化室内杆塔各个部件的电位和电场分布进行了仿真,仿真结果与杆塔不同部位在试验结束后表现出的老化性能存在相关性。对进行老化试验后的电力用复合材料样品的弯曲模量和弯曲强度进行测试,测试结果表明大部分样品弯曲模量保留率都在90%以上,耐老化性能良好。综合考虑弯曲模量、弯曲模量保留率和弯曲强度,最终确定复合材料杆塔生产使用改性聚氨酯PU/1:1方格布材料和拉挤工艺。     

110kV输电线路复合材料杆塔特性试验研究

为了研究110 kV复合材料杆塔特性,对2种不同接地方式下的110 kV单杆双回复合材料杆塔进行了相地操作冲击、雷电冲击、工频污闪等电气特性的试验研究,并对3种结构形式的110 kV复合材料杆塔进行了6种典型工况下的结构荷载试验.根据复合材料杆塔试验结果得出:110 kV复合材料杆塔在合适的接地方式下,杆塔的绝缘水平有...     

35kV管型复合材料杆塔并联间隙防雷保护方案

为了充分利用35 kV双回线路管型复合材料杆塔本身性能的优点,需设计合理的雷电防护方案。为此,针对雷害程度不同的地区,提出了2种并联间隙防雷保护方案,分别采取了接地引下线外置和内置的引下方式,并在复合绝缘子横担上设计制造了相应的并联间隙装置。在2种并联间隙雷电防护方案下,对35 kV复合材料真型塔头进行了雷电冲击放电试验,确定了合适的并联间隙尺寸以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过规程法的计算分析结果表明,与同电压等级一般铁塔的防雷性能相比,2种方案下35 kV双回线路管型复合材料杆塔的雷电冲击绝缘强度分别提高了67%和125%,耐雷水平分别提高了58%和109%,雷击闪络跳闸率分别降低了31%和60%。研究结论可为35 kV复合材料杆塔的防雷设计提供参考和依据。