基于正交设计法的220kV同塔双回输电线路反击耐雷水平影响因素

为合理选择输电线路的防雷措施,基于数理统计中的正交设计(OED)方法,以某220 kV同塔双回线路为例,分析了不同防雷措施对线路反击耐雷水平的提升效果,并对其进行量化处理和权重划分,通过显著性水平F值来表征。计算结果表明,降低杆塔接地电阻、加强线路绝缘、架设避雷线、架设耦合地线、安装线路型避雷器这5种影响因素对线路反击耐雷水平的提升总效应值为14 918,各因素的效应值分别为874、710、357、215、12762,显著性水平F值之比为4.07:3.30:1.66:1.00:59.36。当杆塔接地电阻从15Ω降到10Ω、绝缘子片数从15片增加到16片时,线路反击耐雷水平的提升效果最显著。加装线路型避雷器前后,线路的反击耐雷水平分别在64.2~111.9 kA和140.4~173.7 kA之间。     

同塔多回输电线路几种防雷击跳闸措施的评估

相比于单回线路,同塔线路容易遭受雷电绕击和反击,严重威胁电网安全。评估同塔多回输电线路几种防雷击跳闸措施,包括降低杆塔接地电阻、加强线路绝缘水平、架设耦合地线和加装线路避雷器等,并提出上述防雷措施的配置原则:采取降阻措施改善接地,采用不平衡高绝缘方式,将耦合地线架设在塔顶,以及根据线路雷击跳闸的具体情况和线路杆塔特点选择性地安装线路避雷器。     

耦合地线在10kV架空线路中的应用研究北大核心CSCD

10 kV架空线路雷击跳闸率高,适用的防雷措施少。相比于架空地线,加装耦合地线的方法具有更好的适用性。文中分析了耦合地线在10 kV架空线路中的防雷机理、安装方式和适用性,认为在现有杆塔和线型条件下应仅加装1根耦合地线。利用ATP-EMTP分别搭建了单回三角形排列和双回直线排列方式的模型,分析了在直击雷和感应雷的作用下,耦合地线对10 kV架空裸导线和绝缘导线耐雷水平的影响。结果表明,对于裸导线,安装耦合地线后的反击耐雷水平和感应雷耐雷水平可提高36.2%~86.3%,雷击导线的耐雷水平可提高4%~13.6%。对于绝缘导线,反击耐雷水平和感应雷耐雷水平可提高44.7%~112.7%,雷击导线的耐雷水平可提高7%~13.6%。还发现杆塔接地电阻越高,感应雷和雷击横担时耦合地线对线路耐雷水平的提升效果越明显。安装耦合地线具有适应性好、效果明显和免维护的特点,是10 kV架空线路可供使用的重要防雷措施。     

杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响

杆塔接地电阻是最直接影响杆塔反击耐雷水平和反击跳闸率的因素,为了解杆塔接地电阻在不同杆塔模型下对杆塔反击耐雷水平的影响以及接地电阻对同塔多回线路不同回路导线耐雷水平的影响,通过相关模拟计算,分析了不同杆塔模型和不同绝缘子模型下,不同电压等级的输电线路杆塔接地电阻的变化对杆塔反击耐雷水平以及塔顶电位的影响。不同杆塔模型所得杆塔的塔顶电位和耐雷水平有所差异,且随着杆塔接地电阻的增大这一差异会越来越小,当接地电阻增大到一定值时,不同杆塔模型的耐雷水平趋于一致。最后,计算分析了杆塔接地电阻对同塔多回线路各回路导线反击耐雷水平的影响,对于同塔多回线路,各不同回路导线高度不同,杆塔接地电阻对各不同回导线的影响也有所差异,导线越接近地面,耐雷水平受接地电阻的影响越大。降低接地电阻对提高多回线路下层线路耐雷水平有明显作用。     

±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路防雷性能

准确评估高压直流输电线路的反击和绕击耐雷性能,对线路的设计和施工具有重要的意义。基于杆塔的多波阻抗模型,采用相交法作为绝缘子闪络的判据,采用改进的电气几何模型(electric geometry method,EGM)作为绕击跳闸率的计算方法,研究了3种不同塔型的±800 kV与±500 kV同塔双回直流输电线路的反击、绕击耐雷性能及其影响因素。结果表明:线路反击性能随杆塔高度的降低、接地电阻的减小而增强;线路绕击耐雷性能随地面倾角的减小、保护角的减小和杆塔高度的降低而增强;杆塔的塔型和导线排列方式会影响防雷性能,并通过对比得到最佳布置方案,同时给出相应的建议。     

基于LPTL的220kV交流同塔双回输电线路反击性能研究

为了对220kV同塔双回线路反击耐雷性能主要影响因素进行更为深入的分析,指导输电线路防雷改造,采用输变电设备防雷计算工具LPTL,建立了适合同塔双回线路的反击仿真模型,其中采用多导体常参数分布波阻抗模型等效杆塔,和采用先导法作为绝缘子闪络判据模型来判断绝缘子串的闪络,分析了杆塔高度、接地电阻和土壤电阻率对杆塔反击防雷性能的影响,分别计算了反击耐雷水平和反击跳闸率。最后运用LPTL对某雷击跳闸进行了实例分析。计算结果表明,上述因素对杆塔防雷性能有较大的影响。     

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。     

高压输电线路防雷方法的探讨

分析了影响输电线路耐雷水平的各种因素,包括：架空地线、杆塔的接地电阻、避雷器、耦合地线及线路的绝缘配合等因素,探讨了这些因素影响线路耐雷水平的机理,从而可以有针对性地选择防雷方法,来提高线路的耐雷水平,降低线路的雷击跳闸率。     

±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。     

±800kV直流输电线路反击耐雷特性研究

特高压直流输电线路的安全运行非常重要,有必要对其耐雷特性进行研究,基于ATP-EMTP仿真软件,建立了雷电流、输电线路、杆塔、杆塔接地电阻、绝缘子串相关模型,模拟了特高压直流输电线路的雷击情形,得到其反击耐雷水平。仿真表明:其反击耐雷水平较高,发生反击闪络概率较小;正极性导线相比于负极性导线,雷击闪络率更高;土壤电阻率对反击闪络率影响不明显,杆塔接地电阻、杆塔呼称高、线路绝缘水平是决定其耐雷水平的重要因素,它们分别与反击闪络率成正比、正比和反比;在实施大跨越时,无法降低杆塔呼称高时,可采取减小杆塔接地电阻和提高线路绝缘水平的方式提高其耐雷水平。     

层次分析法在输电线路综合防雷措施评估中的应用

基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的基本原理,建立了一个用于评估输电线路防雷措施的层次分析结构模型,以某220kv实际线路为例对各种措施进行综合评估和计算,得到了该线路防雷改造方案的优先次序:降低接地电阻、架设耦合地线、增加避雷线根数、安装线路型避雷器、增加两片绝缘子.     

采用差绝缘方式降低110kV同塔双回线同跳几率

同塔双回输电线路若发生雷击,由于两回线路耐雷水平相当,较易发生同时闪络跳闸事故。为减少输电线路同时跳闸的概率,以某条110 kV输电线路为例,提出采用差绝缘的方法,降低输电线路双回跳闸率,同时考察了不同因素对雷击跳闸率的影响。结果表明：采用一回绝缘强度不变,另一回增加3片绝缘子的差绝缘方式,可将双回跳闸率降低至总跳闸率的12%以下。同时,减小地面倾斜角和避雷线保护角、采取合理的相序排列、减小接地电阻值都可以在一定程度上减小雷击跳闸率。     

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。     

耦合地线架设位置及根数对500/220kV同塔4回线路防雷特性影响

架设耦合地线是一种有效降低线路反击跳闸率的防雷措施。为探讨不同耦合地线架设位置对不同回线路的耐雷性能所造成的影响,针对500/220kV同塔4回线路进行分析计算,分别在不同高度横担中央处架设单根或双根耦合地线,比较其保护范围及效果。同时也对不同耦合地线架设位置对应的杆塔、避雷线和耦合地线的分流系数以及导线和避雷线间的耦合系数进行了分析比较,以确定耦合地线在不同位置安装时,其改善线路防雷性能的机理。研究表明:耦合地线离线路越近,对其保护越好,单根耦合地线对应的分流系数可达2%～7%,架设双根耦合地线时分流可达5%～14%,架设耦合地线可以有效地增大耦合系数。     

单地线单回路330kV直线塔塔头型式选择研究

某330 kV单回线路可采用单地线架设方式,可选用的直线塔塔头型式有导线三角排列、上字排列、垂直排列等。从经济性和防雷性能上对比了不同导线排列方式的单地线塔头型式,再对比了单地线猫头塔和双地线酒杯塔,得出了导线三角排列的单地线猫头塔最优的结论。进一步通过对导线悬挂方式的对比分析,单地线直线塔塔头推荐采用IVI型串的猫头塔。通过计算不同地线支架高度雷击跳闸率,结合地线支架高度对塔重的影响,选取了合理的地线支架高度。     

复合光纤架空地线在不同接地方式下的放电路径选择特性

复合光纤架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)由于具有防雷和光纤通信功能,在交直流输电线路上得到了广泛应用。当前OPGW采用逐基接地而普通地线采用分段绝缘一点接地的接地方式,这种不平衡的接地方式使得OPGW更容易遭雷击而出现断股和掉线事故以致影响光纤通信。为此,采用缩微模型试验研究了OPGW和普通地线在全绝缘、分段绝缘一点接地和逐基接地等3种接地方式对放电路径选择特性的影响,试验结果表明,地线采用逐基接地时放电路径选择概率最高,而全绝缘时最低,试验结论和现场统计数据得到规律相符。为了降低OPGW遭雷击的概率,需要改变OPGW的接地方式或采取适当保护措施。     

关于输电线路耐雷水平的综合研究分析

雷击是危及输电线路安全可靠运行的主要因素,深入研究输电线路的耐雷水平对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的工程意义。介绍了输电线路的雷击类型,分别分析了杆塔接地电阻、线路档距、杆塔高度、导线电压、杆塔波阻抗对输电线路耐雷水平的影响,阐述了输电线路常用的防雷措施：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、增设耦合地线、提高绝缘等级,为输电线路耐雷水平的深入研究打下基础。     

云广特高压直流输电线路反击耐雷性能

云广特高压直流输电线路将途经雷电活动强烈的区域,研究其反击耐雷性能对线路防雷设计有重要的意义,为此用ATP-EMTP软件建立了特高压直流输电线路反击耐雷性能数字仿真模型,它包括输电线路杆塔的多波阻抗模型、绝缘子的先导发展闪络模型和杆塔接地阻抗非线性模型。利用所建立的反击模型计算了云广特高压直流输电线路的反击耐雷性能。结果表明,特高压直流输电线路的反击耐雷水平较高,线路发生反击闪络的事故概率较低;随着杆塔高度的降低,接地阻抗的减小,线路绝缘水平的增强,云广±800kV特高压输电线路反击耐雷性能增强。