35 kV架空输电线路雷击故障分析及防雷保护研究

为提高禹城市35 kV架空输电线路耐雷水平,并研究雷击后避雷器温升及电势变化,选取典型线路和避雷器模型进行研究。首先采用电磁暂态计算程序EMTP-ATP建立相应的35 kV输电线路模型计算雷击输电线路塔顶或避雷线时线路的反击耐雷水平,分析差异化防雷策略对线路耐雷水平的影响。分析了架设避雷线、杆塔冲击接地电阻和避雷器选型等因素对于线路耐雷水平的影响。然后采用有限元仿真软件计算了雷击后避雷器的温升及电势变化。仿真结果表明,采用全线架设避雷线、降低杆塔接地电阻和合理安装线路避雷器都可提升35 kV输电线路的耐雷水平,杆塔接地电阻越大,采用架设避雷线和降低接地电阻提高耐雷水平效果越显著;雷击后,避雷器温度出现明显的稳定上升趋势,电势和电场呈现先快速上升后下降的趋势;采用合理安装避雷器方案对耐雷水平提升效果更显著,更具经济性。     

500kV同塔4回线路不平衡绝缘的耐雷水平

目前我国500kV同塔4回线路主要采用平衡高绝缘配置,每相导线配置31片155mm绝缘子。针对典型杆塔竖塔,杆塔高度较高,易绕击相与反击闪络相为上层两回线路,提出了不平衡绝缘方案,即上层两回线路采用31片绝缘子,下层两回线路26片绝缘子。在评估采用不平衡绝缘后的防雷水平时,采用改进电气几何模型(EGM)与电磁暂态程序(EMTP)计算杆塔在不同雷电等级、地面倾角以及杆塔接地电阻等情况下耐雷水平的计算结果表明,2种绝缘配置(平衡绝缘与不平衡绝缘)的线路耐雷水平相差很小,若地面倾角<15°,接地电阻<15Ω,则竖塔可以采用不平衡绝缘配置方案。比较耦合地线以及三地线提升线路反击耐雷水平的效果后认为,当杆塔采用平衡高绝缘时,三地线反击耐雷水平优于耦合地线。当杆塔采用不平衡绝缘时,在接地电阻为5～15Ω时,三地线防反击效果优于耦合地线,当接地电阻>20Ω时,耦合地线防反击效果更佳,并对改进竖塔防雷提出了建议。     

±660kV直流输电线路反击耐雷性能研究

在现有输电线路防雷研究成果的基础上,基于ATP-EMTP建立了计算±660 kV直流输电线路反击耐雷水平的模型,模型中杆塔采用多波阻抗模型,绝缘子闪络判据采用相交法,雷电波采用双指数波形,考虑导线电压的影响。所建模型经过验证后,首先分析了杆塔高度和接地电阻对输电线路反击耐雷水平的影响,然后以±660 kV输电线路典型塔形ZP2711为例分析了雷电反击对塔顶电位以及绝缘子两端电压的影响。研究表明,降低冲击接地电阻比降低杆塔高度能更有效地减小线路的反击耐雷水平,±660 kV线路在普通地形段的耐雷水平达232 kA,在大跨越段耐雷水平降低到175 kA,因此在大跨越段应加强接地电阻排查,以防由于接地电阻增大进一步降低线路的耐雷水平,从而引起反击闪络。     

采用避雷器提高青藏铁路110 kV输电线路耐雷水平

针对青藏铁路沿线输电线路防雷问题,以沿线110 kV输电线路为例,建立了线路防雷击计算模型。仿真分析了避雷器不同安装方式时输电线路的耐雷水平,以及不同杆塔接地电阻时通过避雷器的雷电放电电流和吸收能量。计算结果表明,杆塔接地电阻对输电线路耐雷水平有很大的影响,避雷器安装方式不同耐雷水平提高程度不同,雷电冲击时避雷器具有足够大的雷电导通能力。     

10 kV配电线路采用避雷器防护研究

10 kV配电线路耐雷水平较低,雷击跳闸事故频繁。应用EMTP软件对安装线路避雷器的10 kV配电线路的耐雷水平进行了分析。计算了采取不同避雷器安装数量时线路的反击、绕击耐雷水平。分析杆塔接地电阻对耐雷水平的影响。最后对避雷器动作一次释放的能量和电荷量进行计算。仿真结果表明:安装线路避雷器后可有效提高10 kV配电线路耐雷水平,但提高程度与杆塔的接地电阻密切相关。根据避雷器释放的能量和电荷量,可以得到避雷器失效概率,从而预测避雷器的平均寿命。     

220kV双回同杆并架线路采用氧化锌避雷器提高耐雷水平的研究

对２２０ｋＶ双回同杆并架输电线路采用氧化锌避雷器以提高耐雷水平进行了计算分析,具体地比较了雷直击杆塔时安装不同支数避雷器的防雷效果,分析了接地电阻,线路档距等因素对耐雷水平的影响,同时计算了线路避雷器吸收的雷电放电能量,文章指出,采用线路避雷器,可以显著提高输电线路的耐雷水平,杆塔接地电阻对线路的耐雷水平影响很大,线路的耐雷水平基本上随接地电阻的增加而减小。     

采用线路型避雷器提高35 kV输电线路的耐雷水平

研究了在35 kV输电线路雷电"易击段"绝缘子串上并接线路避雷器来提高线路耐雷水平的方法。建立了雷电波作用下35 kV输电线路电磁暂态仿真计算模型,借助电磁暂态软件(ATP_EMTP)仿真分析了线路避雷器对35 kV输电线路耐雷水平的影响。计算结果表明,在"易击段"架设线路避雷器后,可明显提高35 kV输电线路的耐雷水平,尤其雷直击导线时,线路避雷器的作用效果更加明显;雷击杆塔塔顶时,杆塔接地电阻是影响35 kV输电线路耐雷水平的重要因素。最后,仿真估算了不同避雷器架设方案下35 kV输电线路的耐雷水平。本研究对于平原地区35 kV输电线路的线路防雷具有重要意义。     

杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响

杆塔接地电阻是最直接影响杆塔反击耐雷水平和反击跳闸率的因素,为了解杆塔接地电阻在不同杆塔模型下对杆塔反击耐雷水平的影响以及接地电阻对同塔多回线路不同回路导线耐雷水平的影响,通过相关模拟计算,分析了不同杆塔模型和不同绝缘子模型下,不同电压等级的输电线路杆塔接地电阻的变化对杆塔反击耐雷水平以及塔顶电位的影响。不同杆塔模型所得杆塔的塔顶电位和耐雷水平有所差异,且随着杆塔接地电阻的增大这一差异会越来越小,当接地电阻增大到一定值时,不同杆塔模型的耐雷水平趋于一致。最后,计算分析了杆塔接地电阻对同塔多回线路各回路导线反击耐雷水平的影响,对于同塔多回线路,各不同回路导线高度不同,杆塔接地电阻对各不同回导线的影响也有所差异,导线越接近地面,耐雷水平受接地电阻的影响越大。降低接地电阻对提高多回线路下层线路耐雷水平有明显作用。     

500kV输电线路反击耐雷水平影响因素的研究

500kV输电线路已成为我国的主干输电网络,发生故障将造成巨大的国民经济影响;雷击是造成超高压输电线路跳闸的主要原因,对输电线路的反击耐雷水平进行仿真分析,根据仿真结果采取经济可靠的防雷措施提高输电线路的耐雷水平意义重大。基于ATP-EMTP仿真法,用电流源模拟雷电流、集中参数阻抗元件模拟雷电主放电通道,基于相交法建立绝缘子串闪络模型,建立了考虑接地体火花效应的杆塔冲击接地电阻模型和单一波阻抗杆塔模型。仿真结果分析表明:线路反击耐雷水平与雷电流陡度成反比;与冲击接地电阻成反比,在实际的防雷保护中应尽量降低杆塔的接地电阻;工作电压和避雷线的架设方式都对其反击耐雷水平的影响较大,工作电压对其反击耐雷水平的影响与雷击发生时工作电压的相角有关,采用双避雷线时反击耐雷水平较采用单根避雷线有显著的提高,且采用正保护角时反击耐雷水平比采用负保护角时高。     

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。     

±800 kV ／500 kV交直流混联输电线路反击耐雷水平

采用PSCAD/EMTDC建立了±800 k V/500 k V交直流混联输电线路反击耐雷水平仿真模型,讨论了杆塔接地电阻、绝缘子片数、雷电流波形、杆塔高度、避雷器变化对耐雷水平的影响,着重从分流系数的角度分析了接地电阻影响反击耐雷水平的原因,比较了±800 k V/500 k V交直流混联输电线路和500 k V同塔双回线路、±800 k V直流线路的反击耐雷水平。理论分析表明:在交直流混联线路中,±800 k V线路的反击耐雷水平是其交流500 k V线路的2倍以上;反击耐雷水平在接地电阻为某一定值时急剧降低;交直流混联线路中,交流线路和直流线路的反击耐雷水平分别大于单独500 k V同塔双回线路、±800 k V直流线路。     

关于输电线路耐雷水平的综合研究分析

雷击是危及输电线路安全可靠运行的主要因素,深入研究输电线路的耐雷水平对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的工程意义。介绍了输电线路的雷击类型,分别分析了杆塔接地电阻、线路档距、杆塔高度、导线电压、杆塔波阻抗对输电线路耐雷水平的影响,阐述了输电线路常用的防雷措施：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、增设耦合地线、提高绝缘等级,为输电线路耐雷水平的深入研究打下基础。     

杭州地区输电线路雷击故障原因及对策

分析了杭州地区110~500kV输电线路雷击跳闸原因,并根据该地区雷电活动的特点制定了相应的防雷改造对策,通过采用"改造接地电阻为主,加装避雷器为辅"的防雷措施,大幅度提高杆塔的反击耐雷水平,有效防止线路绕击,降低了线路雷击跳闸率。     

减少通化电网输电线路雷击跳闸故障的措施

在对通化地区220kV输电线路雷击跳闸进行统计分析的基础上,通过理论计算,对输电线路反击和绕击2种跳闸故障的影响因素进行了分析,结合通化电网防雷的实践,进行合金接地体改造,有效降低了杆塔的接地电阻,提高反击耐雷水平,此外安装架空耦合地线以提高防雷效果。对新建线路设计提出采用零保护角或负保护角、安装线路避雷器等建议。     

线路避雷器提高330kV输电线路耐雷水平的研究

采用ATP-EMTP软件建立仿真模型,对330 kv超高压输电线路安装线路避雷器提高耐雷水平效果进行了仿真计算.分析了杆塔接地电阻、线路档距等对线路耐雷水平的影响;讨论了不同避雷器安装方武提高线路耐雷水平的效果;计算了避雷器的吸收能量.结果显示:避雷器能够有效提高线路耐雷水平;杆塔的接地电阻对线路耐雷水平影响很大;档距对线路酎雷水平有一定的影响;避雷器的保护范围较小,只能保护本基杆塔,因此应根据实际情况选择合适的避雷器安装方案以降低成本.     

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。     

提高35kV架空配电线路防雷性能的分析研究

以北仑地区架空配电线路为研究对象,统计分析了该地区的雷电特性,结合实际线路参数,采用电磁暂态分析程序,主要从降低杆塔接地电阻和安装线路避雷器两方面对提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率进行了分析研究,结果证明：降低杆塔接地电阻和在合理的位置安装线路避雷器,能够有效改善线路防雷性能。     

煤矿采动影响区特高压交流线路分体塔的防雷保护

为了论证长治-南阳-荆门1000 kV特高压交流输电线路煤矿采动影响区拟采用的分体型杆塔方案是否满足防雷保护要求,对分体型杆塔的中相和边相绕击屏蔽性能以及反击耐雷性能进行了研究计算。结果表明:ZBF1和JTF1分体型杆塔的中相不会发生绕击闪络;针对JTF1型杆塔地线对外侧跳线屏蔽较差的情况,推荐在JTF1型杆塔外侧跳线横担前端和其塔顶上各安装一支0.5 m高的避雷针来保护跳线段;JTF1分体型杆塔的中相不会发生反击闪络;为了使特高压分体型杆塔的反击耐雷水平200 kA,推荐ZBF1塔工频接地电阻应控制在10Ω,JTF1塔工频接地电阻应控制在15Ω。     

应用线路避雷器提高交流输电线路耐雷水平的研究

本文对使用线路避雷器提高交流输电线路的耐雷水平进行了分析研究,具体分析了雷电反击和绕击时线路避雷器的防雷效果及接地电阻、交流输电线路挡距等因素对耐雷水平的影响,最后对线路避雷器的雷击保护范围进行了分析探讨。     

高压输电线路防雷方法的探讨

分析了影响输电线路耐雷水平的各种因素,包括：架空地线、杆塔的接地电阻、避雷器、耦合地线及线路的绝缘配合等因素,探讨了这些因素影响线路耐雷水平的机理,从而可以有针对性地选择防雷方法,来提高线路的耐雷水平,降低线路的雷击跳闸率。