±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。     

遭受雷击时输电杆塔及其接地装置的暂态电位分布

为向以减少输电线路的雷击故障率为目的的接地降阻和杆塔优化设计提供参考,通过电磁场数值计算方法分析了雷击情况下输电杆塔及其接地装置各自承受的电压,以及在不同雷电参数、杆塔高度、土壤电阻率、接地装置大小等条件下,杆塔和接地装置上的雷电电压变化规律。计算结果表明,雷电流波前时间越短、杆塔越高、土壤电阻率越高、接地装置规模越小,雷击时塔顶电位峰值越高。由于降低接地电阻可以明显减少塔顶电压维持在较高值的时间,因此在高土壤电阻率地区通过降低接地电阻可以有效减少直击雷的危害。     

石墨基柔性接地装置在输电线路中的适用性研究

石墨基柔性接地材料因具有化学性质稳定、耐腐蚀性优异、与土壤相容性较好等优点被应用在输电线路杆塔接地体中,但是其在应用时的适应性必须依据输电线路的输送能量、杆塔位置和运行环境确定.本文通过建立不同输电线路杆塔接地装置的有限元仿真模型,计算相应的接地电阻;根据接地电阻值,采用ATP-EMTP软件,计算接地短路及雷电冲击大电流下流过接地装置的电流和温升,从接地电阻和工频短路电流,以及雷电冲击大电流下的温升两个方面,研究石墨基柔性接地装置在输电线路中的适用性.研究结果表明,规程要求的工频接地电阻满足输电线路杆塔接地电阻的要求,但是特高压输电线路发生单相接地短路故障时,保护拒动会使接地装置的温升超过限值.     

500 kV架空线路雷电过电压与冲击接地电阻关系

为考虑雷击架空输电线路后,雷电流在避雷线、杆塔、接地网和土壤中的动态散流过程,建立了输电线路-杆塔-接地网一体化雷电全波电磁暂态模型,计算冲击接地电阻和反击过电压。基于全波电磁暂态模型,从冲击接地的概念出发,将土壤电阻率、雷电流波前时间和幅值对输电线路的影响直接反映在雷电过电压上,对雷电过电压与冲击接地电阻计算公式进行拟合。研究表明：波前时间减小和土壤电阻率增大均会使冲击接地电阻值与雷电过电压增大。不考虑火花效应时的冲击接地电阻值与雷电流幅值无关,雷电过电压随雷电流呈正比例增大。在进行接地网设计时,应考虑能使雷电过电压值下降的接地网射线的有效长度。     

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。     

同塔双回输电线路的雷电反击计算及仿真

由于同塔双回输电线路电感较大,将面临更加严苛的防雷保护问题,所以为了降低输电线路的跳闸率,有必要对输电线路雷电反击的影响因素进行研究。采用ATP-EMTP建立了反击仿真模型,研究了不同雷电流幅值下的绝缘子两端的电压变化情况。利用规程法计算出不同冲击接地电阻、不同杆塔高度及不同波阻抗下的线路的耐雷水平和反击跳闸率。计算结果表明:降低接地电阻或杆塔高度可以有效地降低同塔双回输电线路反击跳闸率;当波阻抗独立地变化10%时,输电线路的反击跳闸率将相应地变化约20%。     

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。     

35kV输电线路的雷击跳闸概率分析

对35kV输电线路的雷电跳闸概率进行计算,分析线路可能发生雷电跳闸的途径,计算获得冲击接地电阻与绕击耐雷水平、反击耐雷水平和感应耐雷水平的关系,并分析杆塔冲击接地电阻对杆塔耐雷水平的影响.     

一次人工引雷雷电流和地电位升高监测

根据2006年夏季在山东滨州地区的一次火箭引雷试验观测中雷电流和地电位升高的资料．对雷电作用于伸长接地体上引起的地电位升高和接地电阻特性进行分析。从波形可以看出,雷电过程中有两次回击,一次峰值为4159kA,时间参数为602/2024μs,另一次峰值为2959kA,时间参数为48/11μs。以往对接地体的冲击特性研究都是限于试验室中的标准波形,此次试验反映出真实雷电过程中接地体的接地电阻变化特性。同时采用ATP仿真法计算出水平接地体在雷电流下的冲击援她电阻,与实际情况进行比较。结果显示,仿真计算结果不随雷电流波形参数发生变化。雷电流和地电位升高波形峰值存在时间差,仿真中不能体现这一特点。     

500kV同塔双回输电线路反击耐雷性能分析

与单回500 kV输电线路相比,同塔双回500 kV输电线路杆塔高度增加,引雷面积增大,将直接影响到线路的耐雷水平。文章依据先导发展闪络判据,模拟电弧的非线性特性,建立了绝缘闪络模型。利用电磁暂态仿真软件（ATP-EMTP）,搭建了500 kV同塔双回输电线路反击耐雷性能仿真电路,分析了杆塔高度、冲击接地电阻和工频电压等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：杆塔高度增加后,线路反击耐雷水平显著降低;杆塔冲击接地电阻的增大,将导致线路跳闸率上升,在电阻较高的情况下尤为明显;同时工频电压对500 kV同塔双回输电线路耐雷性能影响尤为明显,因此,在500 kV同塔双回输电线路的设计中应充分考虑工频电压对线路耐雷性能的影响。     

降低杆塔冲击接地电阻的有效方法

输电线路的跳闸原因大多由雷击引起,降低输电线路雷击跳闸率的主要措施之一是降低线路杆塔接地装置的冲击接地电阻。通过对杆塔接地装置的基本冲击特性的论述,提出了降低杆塔接地装置冲击接地电阻的基本原则。介绍了采用接地模块环形集中接地方式对线路杆塔接地装置进行防雷接地改造的基本方法,总结了采用该方式对一条输电线路杆塔进行接地改造后的效果。     

杆塔冲击接地电阻测量仪的开发

在现有杆塔接地电阻计算测量方法的基础上 ,研制了一台便携式杆塔冲击接地电阻测量仪 ;它先向接地体注入波头较缓、幅值较低的冲击电流 ,再采集接地体的电压与电流信号 ,经滤波后换算到标准雷电流下求出其电压响应 ,得出冲击接地阻 ;实验室及现场测试结果表明本仪器测量可信度高而且测试方便     

降低杆塔冲击接地阻抗方法

降低杆塔接地电阻是减小输电线路雷击事故的重要措施,分析了接地装置冲击散流特性,介绍了接地装置冲击接地阻抗各种表示方式及其物理定义及输电线路杆塔接地装置降阻改造方法及建议。     

测量杆塔冲击接地电阻的研究

在总结现有的杆塔冲击接地电阻的计算测量方法的基础上,研制了便携式杆塔冲击接地电阻测量系统.它首先向接地体注入波头较缓、幅值较低的冲击电流,接着采集接地体的电压与电流信号,经滤波后再换算到标准雷电流下求出其电压响应,最后求出冲击接地电阻.实验室测试结果与传统的冲击接地电阻测量方法对比表明本系统测量方便且可信度高.     

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。     

基于冲击接地电阻的输电线路接地极形状优化

降低输电线路杆塔接地极的冲击接地电阻能有效防止线路遭受雷击。采用冲击系数法,对不同形状接地极的冲击接地电阻进行计算分析,得出冲击接地电阻随土壤电阻率增加而变大;随电极埋深变大而减小;随电极有效面积增大而减小。在此基础上改进接地极的形状,采用ETAP软件对改造后的接地极进行仿真计算,结果表明,改造后的接地极的冲击接地电阻明显减小,达到了较好的防雷效果。     

严重灾害情况下华中电网联络模式分析

通过对华中电网各省闻及各省内分区之间联络模式进行分析,提出省间及省内的联络方案,从而提高这些线路的抗灾标准,以满足人民基本生活需要.     

500 kV GIS变电站雷电过电压保护研究

将500 kV GIS变电站和进线段结合起来,考虑绝缘子串冲击伏秒特性、进线段冲击电晕、远近区杆塔冲击接地电阻、落雷点等因素的影响,采用ATP-EMTP对500 kV GIS变电站的雷电侵入波过电压进行了研究。研究表明,冲击电晕、近区杆塔接地电阻对雷电过电压有很大的影响;雷击最靠近变电所终端"门"形塔的杆塔时,过电压有可能不是最严重的;当设备过电压较严重时,母线上增装一组避雷器能有效降低过电压。该研究思路兼顾安全和经济两方面,可为工程提供新的参考。