雷击微波塔时的电磁环境与干扰电压的试验研究

本文介绍了雷击微波塔时天馈线电缆分流和机房内磁场强度的模拟试验结果。在此基础上估算了不同雷击电流下，可能由天馈线电缆引入机房的感应电压值，以及机房中间可能出现的磁场强度。     

雷击输电线路对并行10kV配电线路影响分析

由于线路走廊有限,10 kV配电线路与输电线路会出现并行架设,需要分析输电线路遭受雷击后对配电线路防护产生的影响。文中分析输电线路避雷线遭受雷击对配电线路的电磁影响及输电线路对配电线路的屏蔽保护作用,利用EMTP软件建立输电线路与配电线路模型,计算雷击输电线路避雷线时配电线路感应过电压,分析避雷线高度、线路间水平间距、线路高度差和输电线路杆塔接地电阻对感应过电压的影响。分析结果表明:雷击输电线路避雷线时,配电线路感应过电压随着避雷线高度的增加而降低,但降低趋势趋缓。过电压随着二者间水平距离的增大而减小,且水平距离越远,降低幅度越大,过电压随二者高度差的增大而减小,高度差越大,减小幅度越大。线路感应过电压随着输电线路接地电阻的增大而增加。接地不良情况下线路感应过电压十分容易超过其绝缘水平,因此需要尽可能降低输电线路杆塔接地电阻。     

雷电对配网自动化馈线终端的影响分析

雷电严重威胁到配网自动化馈线终端的稳定、可靠运行,导致配网自动化开关误动、拒动或“三遥” 失效 频繁发生.详述感应雷过电压产生机理,分析配网自动化馈线终端在感应雷过电压下的损坏形式和失效机理,结合一 次设备防雷措施,在配网自动化馈线终端原有的感应雷过电压防护电路前端多增一级防护电路,降低感应雷过电压的 影响,有效保护配网自动化馈线终端,对提升配网自动化开关的运行可靠性有重大参考价值.     

雷击塔顶线路感应过电压的计算与分析

利用抵消场法计算雷击杆塔顶部时对线路造成的感应过电压,给出了线路感应过电压完整的波形。指出上升先导是制约感应过电压变大的重要因素。通过波形比较指出雷击杆塔时注入分量与感应分量峰值并非同时到达,感应分量峰值滞后于雷电流波头时间约0.8μs,感应分量占总过电压的比重随雷电流波头时间增加而逐渐变大,计算雷击塔顶反击过电压不宜将感应分量和注入分量两者简单叠加。通过计算得出雷电流的波头时间、主放电速度不是影响感应过电压最大值的敏感性因素。     

小型水电站的防雷

小型水电站大多地处山区,厂内控制设备遭遇雷击的情况时有发生,雷击有直击雷和感应雷两种。直击雷,雷击点直接作用在设备上或作用在传输线路上引入造成设备的损坏;感应雷,雷击点发生的几百米范围内的设备都可能感应到雷,设备过电压而造成损坏。实际上,雷电造成的设备损坏大多数是由感应雷引起的。电源及设备通常采用的防雷措施——首先要对低压配电线路进行防雷设计,特别是低压机组。低压配电线路应从变压器出口处安装低压避雷器或击穿保险器,避雷器一端接母线,另一端与接地回路相接,雷击造成的过电压经低压避雷器、吸收电容器放电后电压强…     

河南油田35 kV配电线路防雷研究及应用

针对河南油田35 kV配电线路雷击跳闸情况进行雷击过电压的分析、研究,认为雷击跳闸的主要原因为感应雷过电压。由35 kV配电线路全线架设避雷线及线路分散安装避雷器的雷击过电压仿真计算结果可知,采取在线路分散安装避雷器的措施可有效降低感应雷跳闸率,实施后效果显著。     

雷击高塔对多导体架空配电线感应过电压的影响

为了研究雷击高塔时多导体架空配电线路感应过电压特征,基于高塔传输线模型建立了2维时域有限差分算法,计算雷击高塔时产生的空间电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算了2种典型结构(水平和垂直结构)多导体架空配电线上的感应过电压。算法精度通过与相关文献结果的对比得以验证,利用该算法对比分析了雷击地面和雷击高塔时的感应过电压,并讨论了水平距离、塔高、电导率和屏蔽线等因素的影响。结果表明:与雷击平坦地面相比,雷击高塔时2种结构的线路感应过电压波形产生了明显振荡,幅值也显著变大;对于2种结构的线路感应过电压,其幅值均随着距回击通道水平距离的增加而减小、随土壤电导率的减小而增大;当塔高小于水平距离时,线路过电压幅值与塔高成正相关关系。另外,屏蔽线的存在会明显降低线路端点的感应过电压幅值,水平多导体架空线中间位置的线路、垂直多导体架空线最靠近屏蔽线的线路受屏蔽作用最明显。该研究结论可为改进架空线路的防雷设计提供理论参考。     

微波通信站的接地和过电压保护

为适应电力系统大发展,新建微波通信站(以下简称微波站)数量增长很快,与此同时,微波站遭受雷击损坏设备事件的发生频度也大大增长,如1989年湖南境内微波站,一天内有五个站遭雷击造成部份设备损坏。雷击造成微波设备损坏不仅带来经济损失,还严重影响甚至中断通信,给电力系统造成极不安全运行条件。《电力设备过电压保护设     

并联间隙在10 kV配电线路的单相安装方式

针对10 kV配电线路传统的并联间隙的三相安装方式使线路耐雷水平降低,跳闸率提高的问题,提出了并联间隙的单相安装方式。利用ATP-EMTP软件建立了10kV配电线路感应雷过电压和直击雷过电压仿真模型,分析了雷直击塔顶和感应雷过电压的情况下,并联间隙的单相安装方式对10 kV配电线路耐雷水平及雷击跳闸率的影响。仿真结果表明,并联间隙的单相安装方式在感应雷过电压和反击下的耐雷水平分别最大提高了162.5%、101.2%。在感应雷过电压下,并联间隙的单相安装方式可显著降低配电线路的雷击跳闸率,最高可降低48.08%。最后,针对雷击故障的不同特点给出了并联间隙单相安装方式下间隙距离的匹配方案。并联间隙的单相安装方式对提高线路耐雷水平、降低感应雷击跳闸率以及提高配电网的运行可靠性具有实际意义。     

复杂地形下架空线雷电感应过电压特性仿真研究

研究山区复杂地形对雷电感应过电压的影响,可为山区架空输配电线路的防雷设计提供理论参考。建立3维时域有限差分(3-DFDTD)算法模型,计算复杂山体地形下的雷击电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算架空线感应过电压。算法的准确性通过与国外相关研究结果的对比得以验证,并利用该算法对复杂地形下架空线雷电感应过电压特性进行了仿真研究。结果表明:感应过电压幅值明显受山体地形坡度的影响,与平坦地形相比,其幅值随山体坡度的增加而明显增大;架空线感应过电压幅值不仅与线路所在位置处的地形坡度有关,还受到其他地形坡度的影响,感应过电压幅值随山体陡度的增加而变大;以南京紫金山地形为例,模拟结果显示山区地形条件下的感应过电压明显大于理想平坦地面的情况,线路两端过电压幅值分别提高了51.4%和47.3%。     

对我国500kV线路防雷的新思考

雷电定向定位仪测量的雷击跳闸时的雷电流幅值分布为500kV线路防雷提供了宝贵的运行经验,它表明绕击是造成500kV线路雷击跳闸的主要原因,而不是传统观念中的反击。而地面倾斜角对绕击率又有较大的影响。在研究防雷措施时要适当地修正思维方式,要特别重视防止绕击跳闸。我国现有规程推荐的雷击跳闸率计算方法存在有待改进的地方。     

短时大电流入地时管道阻性耦合电压计算方法研究

交流架空输电线路与钢制埋地管道共用走廊资源的现象越发频繁,短时大电流入地时产生的阻性耦合电压将会严重加速管道腐蚀。为量化计算埋地管道阻性耦合电压,文中提出一种基于CDEGS仿真模型的计算方法。首先建立大电流入地仿真模型;其次给出工频电流接地时管道阻性耦合电压的计算方法,并分析电流幅值、土壤电阻率以及电流入地点离管道最近点的距离对管道阻性耦合电压的影响;最后给出雷电流入地时,计及频率的管道阻性耦合电压的计算方法以及基于时频转换的电压最大值计算方法,并分析雷电流幅值、雷电流入地点离管道最近点的距离、土壤电阻率以及雷电流经多杆塔入地对管道阻性耦合电压的影响。     

风电机组的雷击过电压分析

雷击是影响风力发电场运行安全的主要因素之一。在雷击过程中,雷电流流过机架和塔筒时会对其中的传感器件、通信线路甚至电力线路产生感应过电压,这些暂态过电压将对风电机组的正常运行造成影响。该文建立了相关的风电机组模型,对雷击引起的暂态过电压进行了计算分析。计算结果表明：塔筒与传输线间的过电压在传输线的上下两端达到最大;设置金属屏蔽层能有效地降低电容耦合过电压;屏蔽层还能使电压波动趋于平坦。     

架空线路防绕击避雷针实用化技术

为了探讨输电线路防雷新技术、新方法,降低雷击电跳闸率,结合国内外输电线路及特高压的运行经验,着重分析了引起高压输电线路故障跳闸的主要原因—雷电绕击问题,并在输电线路防雷经典理论的基础上,利用电气几何模型和雷电先导理论的最新成果,研究了架空线路防绕击避雷针实用化技术。研究表明,在架空地线上合理装设防绕击避雷针,可有效地增强其屏蔽性能和引雷作用,将可能遭受的绕击控制转化为反击,大幅度降低雷击故障跳闸率。实际运行的情况和初步取得的效果为输电线路防雷治理及特高压电网建设积累了经验。     

Suppression of lightning-induced overvoltages by distribution line surge arresters

The primary aim of surge arresters in power distribution lines is to protect lines and equipment from the voltage induced by nearby lightning strokes. To further improve power systems, methods to protect distribution lines against direct lightning strokes are still needed. An effective measure against direct lightning strokes is to increase the number of arresters. However, if the surge current is too large, some surge arresters absorb energy in excess of their capability and may break; this leads to a line fault. To evaluate the protective effect of the surge arresters against direct lightning strokes to overhead ground wire, the authors measured both the voltage across the surge arresters and the energy absorbed by them using a full-scale model line and a 12 MV impulse generator. The results were compared with simulation results by EMTP. There have been no previous studies making a comparison of this kind.     

A damage mechanism: lightning-initiated fault-current arcs tocommunication cables buried beneath overhead electric power lines

A lightning strike to an energised overhead conductor of an electric power line is dangerous; the lightning impulse will establish a conductive path across the power-line insulator, down the pole, and through the soil to any buried utility line. In a significant number of cases, this conductive path will allow the establishment of a large, long-duration power fault current from the lightning-struck power conductor to the buried utility line. This power arc will terminate on the grounded pipe or cable shield, causing rupture and failure. The existence of this damage mechanism was confirmed in the laboratory with a full-scale mock-up of a utility right-of-way. The phenomenon of lightning-triggered arc establishment through soil was then examined more closely with a high-resolution apparatus in which most parameters could be tightly controlled. Artificial lightning impulses from 0.3 to 2.8 MV and 60-Hz power-line voltages from 6.24 to 15.71 kV were used. Soil condition, electrode spacing, power-line voltage, lightning impulse voltage, and geometry were found to govern the probability of a lightning-initiated fault current arc through the soil in a predictable manner. For soil of 500 000-Ω·cm resistivity, the distance between a simulated power system lightning ground and a buried cable at which a fault current arc is not initiated was found to be about 40 cm. This safe distance was proportional to the geometric mean of the power-line voltage and the peak lightning impulse voltage     

220kV同塔双回线路雷击同跳事故仿真与闪络相分布

220 kV线路广泛采用同塔双回架设方式,在遭受雷击时容易引起2回线路同时跳闸,严重影响电力系统的可靠运行。首先分析了发生在丽水和宁波地区的2起220 kV线路雷击同跳事故的全过程,进而在EMTP程序上搭建了考虑接地电阻、感应电压分量等因素的计算模型。仿真研究结果表明：丽水象鹤/象睦线在幅值为-179 kA的雷电流下发生四相闪络事故和宁波晓昌/晓洲线在-140 kA的雷电流下发生的三相闪络事故均得到准确复现,雷电流幅值、工频电压相位与闪络发生相可以很好地吻合,模型的计算结果与实际情况一致。基于上述仿真模型,进一步研究了220 kV同塔双回线路同跳事故的闪络相分布规律,结果表明工频电压是决定同跳事故闪络相最关键的因素。     

Surge voltages and currents into a customer due to nearby lightning

This paper presents experimental results of lightning surges incoming into a customer due to lightning to an antenna of the customer, a pole and a ground nearby the customer, and briefly discusses lightning current distribution in the customer, a distribution line and a telephone line. Based on experimental results, modeling of each component is explained, and EMTP simulations are carried out. The ground voltage rise is represented by a mutual resistance between grounding electrodes. EMTP simulation results have been observed to agree qualitatively with the measured results, and it becomes possible to investigate lightning surges and current distribution in a customer by an EMTP simulation.     

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。