屋面金属网格的防雷保护失效分析

介绍了一种分析建筑物屋面上金属网格防雷保护失效特性的实用方法,该方法从水平导体的引雷空间出 发,作出屋面上金属网格的防雷保护失效空间域,在该域内对雷击距累积概率密度函数空间积分,确定由金属网格 接闪失效而引起的屋面雷击率。采用该方法对不同尺寸和设置高度的金属网格进行保护失效计算的结果表明,在 考察的网格参数范围内,屋面雷击率随网格尺寸的增大而增大,随设置高度的增大而减小。为了校验该方法的有 效性,文中将本文计算结果与其它方法给出的数据进行了对比。     

基于滚球法的变电站直击雷防护设计

针对折线法用于变电站直击雷防护存在着一些不足,基于滚球法原理,提出了以计算多支避雷针保护时最小滚球半径值为基础的防雷设计方法。该方法依据滚球立体几何模型,建立空间坐标系,求解方程组得出最小滚球半径值,计算介于最小滚球半径值对应的雷电流以及设备所能承受的雷电流两者之间的雷电流概率,结合该地区年平均雷暴日确定设备的雷击故障率。运用该方法对计算实例进行了分析,结果表明了该方法具有可行性。     

避雷针保护范围的计算方法

常用避雷针(这里仅指单针)保护范围的计算方法主要有折线法和滚球法,为此,就“折线法”和“滚球法”的计算进行了初步的分析和探讨,得出：“折线法”的主要特点是设计直观,计算简便,节省投资．但建筑物高度大于120m以上不适用;“滚球法”的主要特点是可以计算避雷针(带)与网格组合时的保护范围,但计算相对复杂,投资成本相对大。     

屋面露天场所的直接雷击防护

设置在屋面的露天活动场所,即使按照规范要求已设置接闪器,但依据滚球法和雷闪数学模型的原理,屋面人员仍可能直接遭受雷击而产生伤亡。针对此情况,进行了风险评估的计算分析。依据计算结果,采用风险管理的方法提出相应的防护措施,以降低雷击的伤害。     

3种地形上高杆塔雷击次数规律的研究

为了更有效地研究电力线路杆塔在不同地形下防雷性能的差异性,笔者针对珠三角地区中的杆塔在3种不同地形下受雷击次数分布差异性问题进行分析。首先建立区域雷击统计模型,研究统计区域雷击次数的方法。然后基于雷电定位系统,对珠三角地区三种地形上10年落雷情况进行统计分析,得出电力杆塔在山区受雷击次数略高于平原建筑区,平原建筑区上的杆塔虽受高层建筑屏蔽保护作用,不易受雷击,但杆塔所处区域受雷击次数高于平原植被区。经过统计得出平原建筑落雷次数增长率明显增大,而山区与平原植被区落雷次数增长率呈下降趋势。最后利用电场仿真软件仿真坐落在3种地形上杆塔周围的电场分布趋势,验证统计出区域雷击次数规律的合理性。     

折线法和滚球法防雷保护范围比较分析

通过对比分析不同高度避雷针在折线法和滚球法防雷保护范围计算中的保护范围,得出折线法确定的保护范围与滚球半径为3倍避雷针高度的滚球法的保护范围近似相当的结论。     

风力发电机组下行雷击风险计算方法

风力发电机组年雷击事故次数是评估机组雷击防护水平、指导机组雷击防护系统设计和优化的重要指标。机组年雷击事故次数与机组年雷击次数有关。目前,广泛应用IEC标准中推荐的经验公式进行机组下行雷击风险评估。IEC推荐方法脱离雷击物理过程,无法反映雷电流幅值、机组几何形状等因素对机组雷击截收区域面积的影响。该文提出了一种基于自洽先导起始发展模型的风力发电机组下行雷击风险计算方法,该方法可以体现雷击接闪物理过程。验证计算表明方法计算所得机组年负极性下行雷击次数相比IEC推荐方法的计算结果更接近观测获得的机组实际年负极性下行雷击次数。利用该方法,进一步计算获得了机组容量与机组下行雷击风险之间的定量关系,并讨论了叶片旋转对机组下行雷击风险的影响。     

一起特殊雷击事故引发的：分析与思考

某新建工厂安装了经过检测且符合国家强制性规范要求的防直击雷装置,但却在某夏遭遇了特殊的雷击,造成了严重的影响。对雷击事故情况进行了具体介绍,从滚球法的计算、雷电流数据分析以及绕击的原理等方面分析了该特殊雷击事故的产生原因,提出了几条改进建议。     

考虑工频电压影响的输电线路雷击跳闸率计算方法

考虑工频电压影响的Monte Carlo法是一种非确定性的数值方法,计算量大并且不利于大量输电线路的跳闸率计算,实现较为困难。为此,提出了一种新的计算方法,即基于概率学原理提出了考虑工频电压影响的雷击跳闸率计算解析式。所提方法的计算结果与Monte Carlo法的计算结果基本一致,验证了所提方法的正确性及可靠性。同时考虑工频电压影响的雷击跳闸情况分析结果表明,考虑工频电压影响的雷击跳闸率要高于未考虑工频电压影响的雷击跳闸率,且反击跳闸误差较绕击更为明显,说明以往在工程上,未考虑工频电压影响的输电线路雷击跳闸率计算参考值过于保守;并且其误差将随着接地电阻或保护角的增大而增大。     

海底电缆-架空线线路雷击过电压分析与计算

结合某实际海上风电场,计算了某岛屿的海底电缆-架空线线路的雷击过电压。基于对线路各部分结构的分析,在ATP-EMTP软件中搭建了仿真计算模型,利用该模型,计算了线路在不同工况下的雷击过电压,利用计算结果分析了避雷器布置方式、杆塔冲击接地电阻、海底电缆长度对雷击过电压的影响。计算和分析结果表明:当采用不同形式的避雷器布置方式时,线路首末两端的过电压均未超过海底电缆主绝缘水平;海底电缆的末端过电压随冲击接地电阻的增大而增大;海底电缆首末两端的雷击过电压值均受海底电缆长度的影响。     

雷电流幅值概率计算公式

雷电流幅值概率是表征雷电活动频度,计算雷击闪络率的必要参数.通过累积概率函数和概率密度函数比较了实际雷电流幅值分布和规程中概率分布公式计算结果,发现实测值所对应的雷电流幅值概率和规程法公式存在很大的差异,该差异随雷电流幅值的减少而增大.通过比较实测值和IEEE标准推荐公式等其他类似公式,认为上述公式与实测雷电流概率分布...     

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。     

格栅型钢筋结构的脉冲磁场屏蔽效果

采用有限元的计算方法分析、计算了网格宽度为5m和3m两种情况下建筑物在遭受直击雷和邻近雷击时,格栅型钢筋结构对脉冲磁场的屏蔽效果。计算结果表明,对于直接雷击,随着网格数的增多,支路电流值减小,支路附近的磁场值减少,磁场分布逐渐趋于均匀,安全区域明显增大。网格宽度为3m的危险区域离立柱的水平距离减少为0.5m,与5m网格相比减少了50%。     

输电线路雷击跳闸风险分布图绘制方法及其有效性验证

为了能更直观地反映区域输电网发生雷击跳闸的风险,定义了以雷电定位数据为基础的输电线路雷击风险,并依据输电线路跳闸率计算模型,建立了雷击跳闸风险评估模型。模型依据雷电反击输电杆塔的规程法和雷电绕击输电线路的改进电气几何模型,以雷电参数和地形地貌参数共同作用来计算输电线路雷击跳闸风险。计算中根据雷电参数和地形地貌参数具有空间分布规律这一特征,采用网格法将目标区域划分为若干个小网格,将统计所得的网格内地闪密度参数、地面倾角和典型杆塔参数代入雷击跳闸风险评估模型中求得网格的风险值。按照自然分割法将不同网格划分为相应的风险等级,用不同颜色表示各风险等级区域,形成了区域输电网的雷击风险分布图。相关性分析表明:相比地闪密度分布图,雷击跳闸风险分布图与输电线路雷击跳闸故障点分布的相关性更强。     

换流站直击雷防护设计分析

分析了两种广泛应用于变电站（换流站）的直击雷防护设计方法,即折线法和滚球法,认为对易于遭受雷击小电流绕击的超（特）高压换流站而言,基于电气几何模型的滚球法比传统的折线法更加合理有效。开发了基于电气几何模型的直击雷防护设计程序,并结合具体工程项目的设计,对该设计程序的适用性和有效性进行了验证。最后,总结了基于电气几何模型的滚球法的应用特点和设计经验。     

利用架空输电线路中的外接地线防雷技术

研究一种基于外接地线的新型架空输电线路(OHL)防雷系统,以放置于独立外部杆塔顶部两侧的接地线作为保护线,借此代替标准地线,在高度濒危雷击等特殊情形下对短架空输电线路部分进行保护。外保护系统与架空输电线路间的距离通过EMTP-ATP计算,以避免雷击时外部防护装置发生闪络。滚球法应用于架空输电线路导线外接地线高度计算,可避免保护失效。高压试验从屏蔽故障方面验证了外部防护装置尺寸,根据模拟和试验结果,可确定外部防护装置最佳尺寸。     

500kV同塔4回输电线路绕击的耐雷性能

为研究同塔4回输电线路绕击耐雷性能,采用改进电气几何模型对其进行了分析。同塔4回输电线路导线数目多,避雷线需同时保护多相导线,因此必须通过确定雷电绕击的范围以得到绕击计算时所需的击距系数k、临界击距rsc、最大击距rsmax、年落雷次数N和雷击击距为r的概率等基本条件。在实际分析验证典型塔型的基础上建立了计算模型,改变相应参数得出绕击跳闸率n与杆塔高度hc、避雷线保护角θs、地面倾角θg、击距系数k等的对应变化关系。结果表明,n随hc增加、θs增大、θg增大、k减小而增大,采用负θs和降低hc是提高500kV同塔4回线路绕击耐雷性能的有效办法。     

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。     

建筑物屋面防雷接闪网网格尺寸与支架高度之间关系的探讨

按照防雷接闪器滚球法计算接闪网保护范围,探讨建筑物屋面防雷接闪网网格尺寸与支架高度之间的关系。分析结果表明,不同防雷类别的建筑物屋面防雷接闪网网格,其支架高度不同,可为相关人员在防雷接闪网设计或检测时提供指导。     

独立避雷针高度的计算

独立避雷针的高度,现行规程用折线法计算。近时,又有用滚球法求解的。两种方法,各有其理论和实验基础。本文讨论的内容如下:a.将规程规定的折线法保护范围用直线方程表达,以被保护物高度与避雷针至被保护物间水平距离之比作为决择方程的判别条件来计算针高;b.滚球法的针高计算;c.用折线法与滚球法算出的保护范围之比较。