不同材质的引雷塔引雷能力模拟实验研究

为探究由不同材料构成的高塔对自身引雷能力的影响机理,采用负极性标准操作波分别对按照1:12.5比例缩小的角钢模型塔和环氧树脂模型塔进行了大量的间隙放电实验,实验分为单塔间隙距离为1、3、5、7 m等条件下的放电和双塔选择性放电2部分。实验中采用升降法获取不同间隙下两塔的50%放电电压,并用高速摄像仪对间隙放电过程进行观测。实验结果表明:在单塔间隙放电实验中,不同间隙距离下的角钢塔击穿电压要低于环氧树脂塔,在双塔选择性放电中,角钢塔的接闪次数百分比较环氧树脂塔的多44%,故角钢塔的引雷能力要优于环氧树脂塔。实验结论有助于改善引雷塔引雷措施的引雷效果,使得输电线路得到更为优化的保护,同时为引雷塔的设计和建设提供参考。     

接闪器对旋转风机引雷能力影响的试验研究

为研究接闪器对旋转风机引雷能力的影响机理,设计了典型2 MW容量风机的1:30微缩模型,考虑了叶尖部分2种典型接闪器类型,利用波形参数为-250/2 500μs的负极性操作冲击波开展了旋转风机模型的接闪放电试验。试验采用升降法获取了各工况条件下的50%放电电压,并进行了放电过程观测。试验结果表明:在长度为1 m的间隙条件下,间隙的击穿电压随着叶片转速的升高而提升,最多提升4.07%;同时,随着接闪器曲率半径的增大,间隙击穿电压降低,迎面流注的连接位置更加接近高压电极,风机的引雷能力也增强,叶片转动对风机引雷能力的影响程度减小。分析认为,接闪器的曲率半径和叶片的转动改变了叶尖区域的电荷分布,对叶尖接闪器流注的产生和发展产生影响,从而改变了风机的引雷能力。试验结果为风电机组的接闪器设计提供了参考借鉴。     

接地电阻对风机桨叶引雷能力影响模拟试验

为研究风电机组桨叶的引雷能力与风电机组接地电阻大小关系,采用标准操作波和雷电波分别对按照1:100比例缩小的两桨叶和三桨叶风机模型进行大量的放电试验。结果表明,风机桨叶的引雷能力和接地电阻的大小呈负相关关系,接地电阻越小,相关性越强。该试验结果表明风电机组接地性能对防雷措施有影响,能够定性地证明,提高风机的接地性能有助于改善风机叶片防雷措施的防雷效果。试验结论为海上风电机组接地方案和防雷方案的模拟试验设计提供了参考。     

叶片转动对风机引雷能力影响的模拟试验研究

风力发电机组与其它地面雷击目标物相比,最显著的特征是其叶片在遭受雷击时一般处于转动状态。为了研究叶片转动对风机引雷能力的影响机理,该文设计选取了适用于研究风机接闪试验的圆弧形高压电极,施加负极性250/2500μs标准操作波,对典型2MW风机的1:30微缩模型进行了叶片静止和旋转等不同状态下的接闪放电比对试验。采用升降法获取50%放电电压,并进行放电过程观测,结果表明:在1和1.3m间隙条件下,击穿电压随着叶片转速的提升而提升,先导连接位置随着转速的提升更加接近叶尖,叶片转动导致风机的引雷能力降低。分析认为叶片的旋转改变了叶尖区域的电荷分布,使叶尖上行先导发展不充分,从而影响了放电发展过程。所得结果可为风电机组的防雷保护提供参考借鉴。     

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41.59kA,电流波形为6.02/20.24μs,另一次峰值为29.59kA,电流波形为4.8.11μs.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.同时针对ATP仿真法中常用的接地体仿真模型提出质疑,冲击接地电阻仿真计算结果不随雷电流波形参数发生变化,而且雷电流和地电位升高波形峰值不能体现出时间差,这是因为火花放电使冲击接地电阻非定值.     

防雷装置在火箭引雷试验中的接闪现象分析

通过火箭引雷试验记录了避雷针和半导体消雷器两种防雷装置在雷电下接闪 (包括回击 )的图像、地面场强、回击次数及最大雷电流幅值数据 ,试验及分析表明 :避雷针对雷电闪络的通道有吸引作用但其保护角 <4 8°;消雷器的半导体长针在接闪过程中可自动并联放电和沿面闪络。     

输电线路与引雷塔雷电监测与雷电流波形分析

为更好地了解雷电特性,分析了由武汉大学负责开发的雷电流在线监测系统获取的4组雷电流波形。该系统已安装43套监测装置,分布在国家电网和南方电网110、220、500kV输电线路以及高楼和引雷塔等易遭受雷击的地点。已测到的4组雷电流波形分别为:2007-04-22湖北咸宁110kV汪官线路51号塔,雷击于杆塔塔顶,幅值为-11.8kA,振荡波;2008-09-17深圳凤凰山引雷塔;2010-09-08T14:39:21云南电网220kV鲁罗Ⅰ回51号杆塔,雷绕击于导线,幅值为-10.0kA,波前时间0.5μs,半波时间23.0μs;2010-09-08T23:46:49云南电网220kV鲁罗Ⅰ回51号杆塔,雷绕击于导线,幅值为-9.3kA,波前时间1.0μs,半波时间22.0μs。4次雷电活动从时间和空间上均与雷电定位系统数据相符,电流波形有振荡衰减现象。得到的雷电流波形可为防雷设计提供参考依据。     

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。     

基于引雷空间理论的水平接闪器年雷击率预测方法

介绍了一种基于引雷空间理论的水平接闪器年雷击率的预测方法。该方法考虑了水平接闪器的引雷空间域和雷电下行先导随机取向角的影响,加权处理了不同雷电极性下的等值受雷面积,根据等值受雷面积和地面落雷密度对水平接闪器的年雷击率作出预测,该方法明显改善了定量计算精度和有效性,预测结果与实测结果基本一致。     

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。     

新型避雷针上的引雷试验

参照北京爱劳高科技有限公司生产的半导体消雷器制作了高阻避雷针的样品，利用火箭引雷的方法，人工将雷电引到高阻避协针的顶部进行试验，当电阻表面没有闪络时，测到了和限流作用相应的放电电流。     

风电机组多重雷击暂态过电压分析

为分析多重雷击对风电机组暂态过电压的影响,建立了包括风机叶片、塔筒、控制线缆以及变压器的风电机组的风电场等效模型。考虑控制线缆屏蔽层与塔筒以及线缆芯线之间的电磁感应作用,利用电磁暂态仿真软件ATP/EMTP对风电场模型进行计算,分析不同大小的接地电阻、不同接地方式对风电机组首次以及后续雷击暂态过电压的影响。结果表明,多重雷击在塔筒和屏蔽层产生的后续雷击过电压值随着测量位置的降低而降低,在塔基处小于首次雷击过电压值。接地方式对屏蔽层和线缆的雷击过电压影响较大,独立接地下两者的首次以及后续雷击过电压均小于公共接地的情况。公共接地下屏蔽层、塔筒、芯线的首次以及后续雷击过电压与接地电阻值成正比;独立接地下接地电阻对屏蔽层以及芯线的雷击过电压影响不大,而塔筒雷击过电压则随接地电阻增大而上升,塔基处10Ω的首次雷击过电压值约为1Ω时的3.9倍,后续雷击过电压值约为1Ω时的3.6倍。     

石墨碳纤维接地体在10kV输电线路铁塔上的应用

介绍了石墨碳纤维复合材料接地体的构成与性能,为了验证新型接地体的实际使用效果,利用10 kV输电线路杆塔与引雷塔接地网对新型接地体进行了试验。结果表明,新型材料接地体的接地电阻满足要求,抗腐蚀及防雷性能优良,可以代替常规金属材料接地体应用于10 kV输电线路。     

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。     

油田35kV线路耐雷水平的仿真研究

采用PSCAD/EMTDC软件搭建仿真模型,对中原油田35kV配电线路安装线路避雷器提高耐雷水平进行了仿真计算。分析了避雷器不同安装方式下线路的耐雷水平,讨论了冲击接地电阻对避雷器放电电流及其吸收能量的影响。     

输电线路杆塔塔头引雷能力模拟试验研究

为了研究架空输电线路杆塔塔头的引雷效果,笔者建立了按1﹕25比例缩小的平原500 kV典型交流输电线路模型,采用标准操作冲击电压进行了大量的放电试验。通过试验数据分析,笔者得出了杆塔头部至输电线路档距中央方向的绕击概率的变化情况。结合现场运行经验和理论分析可知:杆塔头部的引雷能力明显,但其保护范围有限;在距离杆塔不远区域,输电线路的绕击概率最高。该试验不仅可以为雷电屏蔽模拟试验中电极放置位置提供参考依据,也指出了输电线路中需要加强防雷措施的易遭受绕击区域,对线路安全运行水平的进一步提高具有指导意义。     

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。     

±800kV锡泰线黄河大跨越区段耐雷性能分析

为了进一步提升±800 kV锡泰线黄河大跨越区段耐雷水平,利用暂态分析软件ATP-EMTP建立了仿真模型,结合大跨越区段特高塔及大档距的特点,采用改进的特高塔多波阻抗模型、充分考虑工作电压的影响、冲击接地电阻特性及绝缘子闪络特性,建立更精确的计算模型,分析在现有的防雷保护措施下,接地电阻、呼高以及避雷器加装方案对跨越段...     

富兰克林-民生降阻剂的试验和应用

我局为降低各通信线路、站较突出高的接地电阻值,以保护设备和人身安全,于1987年7～8月份,先选择在武威-山丹线路的武威终端杆和民勤～武威线路的武威端第3级放电间隙(1799号杆)接地地线处,使用了富兰克林—民生长效降阻剂,并进行了试验,其过程和结果如下:(1)先对终端杆和三级放电间隙进行实测,终端杆接地电阻为20Ω;放电间隙接地电阻为60Ω(标准接地电阻:终端杆为5Ω,放电间隙为20Ω)。(2)终端杆采用旧H形钢板做接地体,放电间隙采用φ6钢筋代用接地体,分别进行附加施工。(3)按照说明进行几何尺寸挖坑,然后按使用方法配制降阻剂,搅成糊状,把接地体放入坑内,倒入