防止JG及ZGUT型铁塔雷电绕击研究

雷电绕击跳闸即雷电流绕过避雷线直接击中导线,击穿绝缘子串或线地间空气绝缘造成跳闸.近些年各地都大力实施了降低接地电阻、加装接地引下线、增加线路绝缘等防止反击雷的有效措施,因此反击雷造成的线路跳闸已经大为减少,但近两年来绕击雷造成的跳闸相对大为增加,尤其是多发生在JG和ZGUT两种塔型上,对此现象进行了分析,提出了加装T...     

基于修正击距曲线交点坐标的绕击跳闸率研究

分析了传统电气几何模型采用击距曲线交点的水平投影来计算绕击跳闸率存在的问题,提出了基于修正击距曲线交点的坐标来改进模型。通过改进前后模型的对比,分析了地面倾角、保护角和呼称高度等因素对500 kV输电线路绕击跳闸率的影响,并解释了其产生的原因。应用改进模型分析了雷电参数和绕击率的关系。结果表明:在地面倾角较大的山区地带,通过修正击距曲线交点坐标的方法可提高绕击跳闸率计算准确度;在保护角较小时,合理降低呼称高度,绕击跳闸率降低效果更明显。在绕击跳闸事故中,雷电倾斜击中导线比竖直击中导线可能性大。     

1000 kV交流输电工程防雷保护研究

为解决特高压工程中的外绝缘问题,研究了特高压线路雷电性能和特高压变电所和开关站雷电侵入波过电压。研究线路雷电性能时考虑了单回和同塔双回线路。比较了不同塔型线路的雷电性能后指出,造成特高压线路雷击跳闸的主要原因是绕击,要特别重视地面倾斜角较大的山区线路的绕击问题。建议减小地线保护角和地导线的垂直距离Δh以减小绕击跳闸率。最后计算分析了晋东南GIS变电所和荆门HGIS变电所站的雷电侵入波并根据两个变电所各自的特点提出相应的MOA布置方案及其防雷可靠性分析。     

高压输电线路雷电绕击分析方法及模拟试验研究*

大量线路雷电跳闸故障统计资料显示,雷电绕击是引起电压等级为500 kV及以上输电线路雷击跳闸的主要原因。综述了几种有代表性的输电线路雷电绕击分析方法,并介绍了在南方电网昆明特高压基地开展的雷电绕击模拟试验研究。试验模拟了下行雷电先导接近线路时输电线路上行先导起始和发展的过程。试验结果表明,导线、地线会产生上行先导放电,且地线上行先导放电起始易于导线,导线、地线上行先导发展速度约为1.2～2.4 cm/?s。该结果可为雷电绕击分析提供了试验基础和物理参数。     

负角保护针在降低220 kV线路雷电绕击方面的应用

针对地处山坡或山顶的输电线路经常出现雷电绕击导线引起线路跳闸的现象,以“闪击距离”的概念为理论基础,在220 kV线路杆塔上采取装设负角保护针的措施,有效地防止了输电线路遭受雷电绕击,大大地降低了线路跳闸率,提高了输电线路安全运行水平。     

湖南≥220 kV输电线雷击情况调研和对策

全面系统地调研了湖南近年≥220kV输电线路的雷击跳闸情况,分析鉴定了雷害类型。结果表明绕击是山区线路雷击跳闸的主因,因此采用减少保护角,安装避雷针、侧向针等措施,防止绕击是山区线路防雷的重点。     

500kV单回线路在多雷区防雷差异化设计措施的探讨

以江西某500 kV单回线路为例,根据线路沿线雷电活动情况及工程典型杆塔型式,通过采用电气几何模型(EGM)法对该500 kV单回线路的雷电绕击跳闸率进行了计算研究。主要从降低线路雷电绕击跳闸率方面进行分析,通过减小地线对导线保护角、加装避雷器的防雷措施进行经济技术比较,结合铁塔设计情况,针对500 kV单回线路,提出建议的防雷措施:全线铁塔采用双地线,处于C2及以上雷区的铁塔地线对导线保护角按小于0°设计。经此配置,线路的雷电绕击跳闸率显著降低。     

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。     

山区特高压交流输电线路用边坡塔的设计

雷电绕击是特高压线路发生故障的主要原因,特别在山区走线时由于雷电活动频繁,大地屏蔽作用差,雷击跳闸率更高。为降低特高压线路雷电绕击跳闸率,提出一种适用于山区特高压交流单回输电线路的边坡塔。与常规酒杯塔相比,边坡塔将两相导线横担布置在下山坡侧,降低了下山坡侧导线对地高度,通过电气几何模型法计算得出绕击跳闸率大大降低;同时通过结构受力分析、电磁环境比较、工程造价对比,表明了边坡塔的多方面优势,该塔型适用于多雷山区特高压单回路输电线路,为山区特高压交流线路的防雷设计提供参考。     

500kV同塔双回直流输电线路雷电绕击性能的研究

针对线路沿线雷电活动频繁和双回路塔身较高的特点,采用修正后的电气几何模型法,对溪洛渡送电广东±500kV同塔双回直流输电线路4种极导线排列方案下的雷电绕击性能进行研究。研究结果表明,线路绕击闪络率与极导线排列方案有关,并随保护角和地面倾角的减小而递减。推荐该直流输电线路在平丘地区采用保护角为-5°的SZ27103—2型直线塔,在坡度较大的山地采用保护角为-10°的SZ27103—1型直线塔。     

改进EGM模型对特高压输电线路的适用性与验证

为了更准确地分析我国特高压输电线路雷电绕击屏蔽性能,基于我国长空气间隙放电试验数据和雷电回击观测数据,建立考虑地形条件的适应于大尺寸输电线路雷电屏蔽性能评估的改进电气几何模型(electric geometry model, EGM)并进行验证,将击距公式修正为rs = 0.13(I 2+ 40I)0.814。改进EGM模型对超、特高压输电线路三相导线的雷电绕击率计算结果与日本实际线路雷击观测数据及我国平原、山区特高压输电线路雷击模拟试验数据具有一致性,验证了改进EGM模型的适用性。采用改进EGM模型评估了杆塔型式、山坡陡度对我国特高压线路绕击跳闸率的影响。计算结果表明,采用SZ322型杆塔的绕击跳闸率高于采用SZT1型杆塔,且特高压线路绕击跳闸率随山坡陡度的增大而增大。EGM模型的修正以及计算方法的优化,对我国特高压输电线路雷电屏蔽性能的设计具有一定的指导意义。     

云广±800 kV特高压直流输电线路耐雷性能研究

国内外运行经验表明,雷击是造成输电线路跳闸的主要原因。基于杆塔的多波阻抗模型和基于先导发展的雷电屏蔽模型,分析了云广±800 kV特高压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：随着杆塔高度的降低,冲击接地电阻的减小,线路反击性能增强;随着保护角的减小,地面倾角的减小,海拔的降低,线路雷电屏蔽性能增强;引起特高压输电线路雷击故障的主要因素是雷电绕击,建议特高压输电线路采用负保护角运行。     

特高压直流输电山区线路Z型杆塔与T型杆塔的比较

我国特高压直流输电工程途经大量山地,雷电活动频繁,而常规T型塔在山区的绕击跳闸率较高,为此针对溪洛渡—浙西特高压直流输电山区线路设计了一种新型杆塔(Z型塔)。针对Z型塔,对比T型塔,采用改进电气几何模型与ATP-EMTP软件,计算分析了反击、绕击耐雷性能及其影响因素,同时采用CDEGS软件结合公式法对Z型塔的电磁环境做了评估。结果表明:Z型塔的反击耐雷水平很高,绕击耐雷性能明显优于T型塔,因此Z型塔的整体防雷性能明显优于T型塔。在呼称高最小时Z型塔各项电磁环境参数均达标,且均优于T型塔。可见Z型塔更适合在山区使用。     

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。     

架空线路防绕击避雷针实用化技术

为了探讨输电线路防雷新技术、新方法,降低雷击电跳闸率,结合国内外输电线路及特高压的运行经验,着重分析了引起高压输电线路故障跳闸的主要原因—雷电绕击问题,并在输电线路防雷经典理论的基础上,利用电气几何模型和雷电先导理论的最新成果,研究了架空线路防绕击避雷针实用化技术。研究表明,在架空地线上合理装设防绕击避雷针,可有效地增强其屏蔽性能和引雷作用,将可能遭受的绕击控制转化为反击,大幅度降低雷击故障跳闸率。实际运行的情况和初步取得的效果为输电线路防雷治理及特高压电网建设积累了经验。     

±500kV江城线路雷电跳闸原因分析

±500kV江城线路自投运以来平均年雷击跳闸率为0．370次／km·年,84．2％发生在正极性。利用湖南雷电定位系统数据库,以±500kV江城线故障杆塔为抽样点,对±500kV江城线线路走廊的雷电活动参数进行了统计和分析,认为按边长为20km进行雷电流密度计算是合适的。沿线路走廊地闪密度存在较大的差异,但雷电流幅值分布规律没有明显的差异,雷电流幅值中值电流分布在19．5～24．6kA之间。采用规程法、多波阻抗法、回路法计算表明绕击是±500kV江城直流线路跳闸的主要原因。     

基于蒙特卡罗法的500kV同杆双回路绕击跳闸率计算和分析

根据雷击现象随机性大的特点,选用蒙特卡罗法并结合电气几何模型对500 kV同杆双回线路的绕击跳闸率进行计算。在计算中,以暴露弧为0时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流,并分析了地面倾角、杆塔结构等因素对各导线绕击跳闸率的影响。计算结果表明,随着地面倾角增大,绕击跳闸率先增大后减小;绕击跳闸率随避雷线横担增长而减小;对同杆双回输电线路,应分别计算各导线的绕击跳闸率,而不宜仅仅求得总绕击跳闸率。这样可以对绕击跳闸率较高的导线加强绝缘,以提高线路的耐雷水平。     

同塔三回输电线路耐雷性能研究

在珠三角地区,为缓解输电线路走廊紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾,建设了大量的同塔三回输电线路。与普通的同塔双回线路相比,同塔三回线路的杆塔更高,更容易引雷。介绍了反击和绕击耐雷性能的计算方法,在此基础上,以广东地区某500kV同塔三回线路为例进行了计算分析。计算结果表明：对于500kV及以上输电线路,工作电压会对反击和绕击性能产生影响;同塔三回线路的杆塔较高,可根据各层横担高度不同进行差异化绝缘配置;同时,当考虑多层导线间相互屏蔽效应后,处于不同层的导线绕击跳闸率均减小;导线的绕击跳闸率不仅随地面倾角的减小而减小,还随保护角的减小而减小。