输电线路的防雷保护

1输电线路防雷知识 输电线路遭受雷击从形式和造成的后果来看,可简单地分为雷击杆塔、雷击地线的雷电反击现象和雷击导线的绕击现象。当雷击杆塔顶部时,雷击产生的雷电流通过杆塔塔身和杆塔接地网流人大地。由于塔身阻抗和接地电阻的存在．塔顶将出现一定的雷电过电压并反击到线路绝缘子上,在塔身阻抗不大、杆塔接地良好的情况,     

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。     

基于便携式仪器的1000kV输电杆塔接地装置冲击阻抗测试研究

为大规模开展特高压1 000 kV输电杆塔接地装置的冲击阻抗特性测试,采用便携小型化仪器输出小幅值8/20、10/350μs雷电流作为入射波并采集接地装置的暂态响应电压,从而获取接地装置在模拟直击雷、感应雷工况下的冲击阻抗特性。基于标准电阻对仪器进行了试验测试,验证了该装置测试结果的准确性。对上海电网1 000 kV安塘线典型输电杆塔存在地线分流和无地线分流的条件下,对接地装置进行了冲击阻抗特性测试。结果分析表明,便携小型化仪器能够稳定输出8/20、10/350μs雷电流,测试结果以图形化输出,分析结论可以反应雷电流通过输电杆塔接地装置泄放时造成的冲击暂态地电位升,即较工频接地阻抗高许多倍的瞬时冲击阻抗特性。总之,该测试方法适合用于输电杆塔接地装置冲击阻抗的现场测试,为1 000 kV输电杆塔防雷性能评估提供依据。     

高速铁路路基段综合接地系统雷电冲击特性

为研究高速铁路综合接地系统雷电冲击特性,运用基于矩量法的电磁分析软件CDEGS建立了高速铁路路基段线路模型,并对其雷电流作用下的冲击响应进行了仿真计算,分析了综合接地系统雷击特性的影响因素及规律。结果表明:线路结构中,增设保护线可以对雷电流进行分流,降低单点进入综合接地系统的电流,大幅降低雷击点冲击电压幅值,同时线路结构中的接触网支柱基础对雷击特性的影响不能忽略;与雷击贯通地线横向连接线远端支柱相比,当雷击横向连接线附近支柱时,贯通地线发挥了更大的散流作用,受雷击支柱接入综合接地系统处冲击电流幅值增大,同时综合接地系统中的冲击电流以更快速度衰减;而土壤电阻率的增大,会增大雷击点冲击电压幅值,改变导体的分流情况,减慢贯通地线上冲击电流的衰减速度,并增大贯通地线上各点的冲击电压幅值。     

考虑地线电晕影响的雷击输电线路杆塔的时域有限差分分析

对雷击输电线路的研究是保障线路安全、稳定运行的重要措施。采用时域有限差分(FDTD)方法,在考虑地线产生电晕的条件下,对雷电反击输电线路杆塔进行仿真分析。仿真中采用了一个简化的电晕放电模型,分别考虑反击闪络发生在上、中、下三相导线上,对输电线路暂态过电压进行了计算分析。仿真结果表明,地线电晕可以降低雷击时杆塔的暂态电压幅值,并且增加闪络发生的时间。     

基于地线分流实现直流输电线路接地故障区段定位的方法

本文针对直流输电线路地线与杆塔非绝缘连接的特点,分析线路发生不同类型的接地故障时在各杆塔某一根地线上的故障电流分流特征。通过采集输电线路地线上故障电流的方向实现故障定位,从而为故障情况下不同的输电线路运维单位辅助决策服务。     

冲击电流波头对杆塔冲击特性模型试验结果的影响研究

通过电磁暂态计算程序(EMTP)对雷直击500kV同塔双回杆塔塔顶时的反击过程进行了仿真计算和分析,得到集中电感、单波阻抗和多波阻抗三种杆塔模型时的塔顶及各层横担电压和杆塔分流系数。对比1/40杆塔模型的冲击响应小模型试验结果,选择了多波阻抗模型。采用该模型计算了不同波头的冲击电流下1/40杆塔模型的冲击特性,结果表明,冲击电流波头对杆塔塔顶及各横担电压影响很大,严格按照模型比例选取冲击电流波头进行小模型冲击特性试验研究是合适的。     

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。     

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。     

雷击特高压直流杆塔暂态特性分析

雷击杆塔时的暂态特性分析对于输电线路防雷设计有十分重要的意义,本文以±800k V直流输电线路为例,利用EMTP暂态仿真软件建立高杆塔的连续多波阻抗模型以及基于杆塔主体的细化分模型,构建了直流输电线路的简化模型,分析了雷电流幅值以及雷电波陡度对塔顶电位和绝缘的影响并计算了反击耐雷水平。结果表明,杆塔分段更细时塔顶过电压幅值更低,雷电流波的陡度与高杆塔的防雷密切相关。雷击杆塔时,正极导线绝缘子串两端的电压始终高于负极导线绝缘子串的电压,正负两级导线的绝缘表现为不平衡绝缘,直流工作电压的影响不可忽略。     

110 kV高压输电线路杆塔分流系数的研究

高压输电线路是电力系统的薄弱环节,为解决如何防止输电线路雷击闪络、避免雷击跳闸的难题,研究了关键参数雷电流分流系数及影响它的两个重要方面雷电流幅值和最大陡度。用EMTP软件和不同的雷电流模型仿真模拟,分析不同幅值和不同波头的雷电流对杆塔分流系数影响的结果表明,相同波形雷电流,幅值改变对杆塔分流系数影响较小,而雷电流陡度改变的影响较大。最后用金属磁带测量实验验证了仿真结果的正确性。     

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。     

雷电流波形参数检测视角下的±800kV直流输电线路反击电磁暂态分析

从获取雷电流波形参数的角度出发,研究雷击特高压直流输电线路的避雷线档距中央、杆塔外撑角和塔顶时传输系统的行渡响应,依据分布参数电路理论分析注入传输系统的雷电流在各电流通道中的电流行波波形.当雷击避雷线或避雷线与杆塔外撑角连接处未造成闪络时,避雷线与杆塔外撑角连接处的暂态电流含有大部分雷电流上升沿响应;当雷击塔顶未闪络时...     

计及地线耦合的利用架空线路测量接地网接地阻抗的方法

在利用架空线路测量接地网接地阻抗时,未断开接地网与架空地线的连接构架会使通过接地网流入大地的电流小于实际注入电流,且经过地线的分流电流由于架空地线与相线间的电磁耦合效应会在线路中产生干扰电压。因此提出在测量接地网对地电压和实际注入电流时,同步测量地线电流以减小分流效应造成的误差;并通过多次测量的数据建立数学模型进行计算,以减小测量线路与地线的电磁耦合效应产生的感应电压对接地阻抗测量产生的影响。仿真结果表明,在电压极之前的杆塔与地线绝缘或者直接相连的杆塔数目较少的情况下,所提测量方法能有效减小用架空线路测量接地网接地阻抗时地线分流造成的接地阻抗测量误差。     

1000kV杆塔防雷研究

国内外特高压输电线路运行经验表明:导致特高压输电线路跳闸事故的主要原因是雷击,并且随着电压等级提高,雷击导致跳闸的概率逐渐增大。本文以1000k V输电线路为研究对象,分别仿真并且分析了4种不同经典单回杆塔的绕击跳闸率.并且采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对雷电波反击进行仿真,研究分析4种杆塔对雷电波在线路中传播的影响。     

基于PSCAD耦合地线提高输电线路耐雷水平的仿真研究

耦合地线是提高输电线路防雷性能的重要措施。为研究其提高线路耐雷水平效果,利用仿真软件PSCAD建立耦合地线的仿真模型进行雷击暂态分析。通过仿真得到架设耦合地线后对雷电流的分流作用,以及架设耦合地线后耐雷水平提高的程度。进一步分析耦合地线提高输电线路耐雷水平的程度与其位置的关系,得出输电线路中耦合地线架设的最佳位置,提高耦合地线的利用率。     

基于电磁暂态程序的架空地线分流系数的计算

为了准确计算变电站接地网接地短路电流和架空地线的分流系数,以某500 kV输电系统为例,采用电磁暂态程序(the alternative transient program-electormagnetic transient program,ATP/EMTP)对系统中各主要元件进行建模,计算变电站内、外发生单相接地故障时短路电流的分布和架空地线的分流系数,分析变电站接地网接地电阻、杆塔接地电阻、地线型号、线路长度、变电站外短路位置等对其接地短路电流和地线分流系数的影响,得出接地网电阻、杆塔接地电阻增大,出线回路数减少时,接地短路电流增大,架空地线的分流系数减小的结论。     

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。     

雷击超高压交流输电线路对埋地输油输气管道的电磁影响

以甘肃河西750kV交流输电线路为例,深入研究和解决了超高压交流输电线路遭受雷击时对邻近输油输气管道的电磁影响问题。通过建立EMTP时域仿真计算模型,获得了雷击输电线路杆塔时避雷线电流和杆塔入地电流的分布特性以及杆塔冲击接地阻抗、雷击点位置等对避雷线电流和杆塔入地电流的影响规律。基于线矩量法计算模型,仿真研究了线路与管道平行接近时管道电位、涂层电位和防腐层电压的分布特性和衰减规律,归纳推导了线路与管道交叉跨越时管道防腐层电压的简化计算公式,该公式可以考虑雷电流幅值、管道类型、土壤电阻率以及管道至杆塔接地体距离的影响。结合3层聚乙烯(PE)防腐层的雷电冲击耐压限值,得到了不同幅值的雷电流作用下满足防腐层耐压限值要求的管道与杆塔接地体的允许接近距离,为今后电力工程和油气管道工程的建设提供了重要的参考数据。