邻近线路对±1100kV直流线路雷电屏蔽效果影响计算研究

由于土地资源紧缺,±1100 kV特高压直流工程的输电通道某区段内,可能存在2条或多条输电线路同走廊架设的问题。运行经验表明:直流输电线路由于极性效应,其雷电屏蔽特性相对交流输电线路存在一定的规律性。为研究临近线路对±1100 kV直流线路绕击特性的影响规律,探寻直流线路极性以及邻近线路高度、间距等布置方式的影响,以达到最经济有效的防雷方案。基于电气几何模型,搭建考虑±1100kV线路和其他线路并行排列下的雷电屏蔽仿真模型,计算考虑屏蔽后的±1100 kV线路各相导线的绕击次数,并引入雷电屏蔽因子,对邻近输电线路对±1100 kV线路的屏蔽效果进行定量的分析。研究结果表明±1100 kV线路正负极性位置、邻近线路杆塔结构(单回或双回)、邻近杆塔高度以及间距等因素对靠近邻近线路侧的±1100 kV直流线路导线的雷电屏蔽特性有较大的影响。在±1100 kV直流工程建设中,建议正极性导线布置在靠近邻近线路侧,可降低±1100 kV线路绕击概率。当与邻近线路间隔较近时,±1100 kV线路绕击概率大幅降低,可考虑减少防绕击的措施,节省经济成本。     

邻近线路对±1100kV直流线路雷电屏蔽效果影响计算研究EI北大核心CSCD

由于土地资源紧缺,±1100 kV特高压直流工程的输电通道某区段内,可能存在2条或多条输电线路同走廊架设的问题。运行经验表明:直流输电线路由于极性效应,其雷电屏蔽特性相对交流输电线路存在一定的规律性。为研究临近线路对±1100 kV直流线路绕击特性的影响规律,探寻直流线路极性以及邻近线路高度、间距等布置方式的影响,以达到最经济有效的防雷方案。基于电气几何模型,搭建考虑±1100kV线路和其他线路并行排列下的雷电屏蔽仿真模型,计算考虑屏蔽后的±1100 kV线路各相导线的绕击次数,并引入雷电屏蔽因子,对邻近输电线路对±1100 kV线路的屏蔽效果进行定量的分析。研究结果表明±1100 kV线路正负极性位置、邻近线路杆塔结构(单回或双回)、邻近杆塔高度以及间距等因素对靠近邻近线路侧的±1100 kV直流线路导线的雷电屏蔽特性有较大的影响。在±1100 kV直流工程建设中,建议正极性导线布置在靠近邻近线路侧,可降低±1100 kV线路绕击概率。当与邻近线路间隔较近时,±1100 kV线路绕击概率大幅降低,可考虑减少防绕击的措施,节省经济成本。     

云广特高压直流输电线路雷电屏蔽性能研究

为评估、计算输电线路雷电屏蔽性能即绕击性能,基于长空气间隙放电理论建立了特高压直流输电线路雷电屏蔽的先导发展模型,并用该模型计算了拟建立的云广±800 kV直流特高压输电线路雷电屏蔽性能。计算结果表明:随着地面倾角、保护角的增加,线路屏蔽失效率明显增加,特高压直流输电线路最好采用负保护角运行。     

输电线路雷电屏蔽性能计算分析

输电线路被雷击会导致十分严重的后果,因此有必要研究输电线路的雷电屏蔽性能。基于电气几何模型（EGM）和蒙特卡洛（Monte Carlo）方法,通过绝缘子50%闪络电压来确定其耐雷水平和判断绝缘是否闪络,计算线路屏蔽性能,并分析了地面倾角、线路高度等因素对绕击跳闸率对输电线路的雷电屏蔽性能的影响,发现导线越高,地面倾角越大,输电线路的雷电屏蔽性能就越低,并建议采取相应的措施以提高输电线路的雷电屏蔽性能。     

500kV/220kV同塔四回线绕击跳闸率的研究

分析了500 kV/220 kV同塔四回输电线路的绕击耐雷性能,采用电气几何模型法EGM来计算绕击跳闸率。采用暴露弧法计算每根导线绕击跳闸率,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500 kV/220 kV同塔四回输电线路绕击跳闸率的影响。结果表明,雷电绕击多发生在500kV线路上;随着地面倾角增大,绕击跳闸率增大;绕击跳闸率随避雷线横担长度增长而减小,但对220 kV线路影响不大。通过详细分析和计算,对塔型设计方案进行了验证、比较。     

500kV／22OkV同塔四回线绕击跳闸率的研究

分析了500kV／220kV同塔四回输电线路的绕击耐雷性能,采用电气几何模型法EGM来计算绕击跳闸率。采用暴露弧法计算每根导线绕击跳闸率,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500kV／220kV同塔四回输电线路绕击跳闸率的影响。结果表明,雷电绕击多发生在500kV线路上;随着地面倾角增大,绕击跳闸率增大;绕击跳闸率随避雷线横担长度增长而减小,但对220kV线路影响不大。通过详细分析和计算,对塔型设计方案进行了验证、比较。     

基于先导发展法的特高压直流输电线路绕击特性分析

雷电绕击是影响高压输电线路安全稳定运行的关键因素之一,特高压直流线路对雷电防护的需求与常规线路相比更加迫切。为此介绍了基于先导发展法的特高压直流线路雷电绕击跳闸率分析方法;利用该方法针对±800 kV特高压直流线路绕击特性开展仿真研究,分析了绕击跳闸率随绝缘水平、保护角的变化规律,研究了典型地形条件下雷电绕击路径和绕击电流的分布特性,分析了山坡、山脊和跨谷地形条件下线路的绕击跳闸率,研究了线路极性对跳闸率的影响。研究表明,减小保护角可明显降低绕击跳闸率,在山坡地形条件下,外侧导线由于受屏蔽减弱更易受到雷击,雷电先导可从近似水平的方向击中导线;跨谷深度增加时,由于地面屏蔽作用减小,雷击跳闸率明显提高;理论分析和运行经验都表明,直流线路正极导线遭受雷击的概率远高于负极,线路位于山脊时雷电绕击基本发生在正极导线侧。     

交叉跨越区段下方穿越线路绕击特性研究

随着特高压线路的兴建，由于输电走廊的空间限制，不可避免地会出现特高压线路与500 kV交流线路交叉跨越的情况，且在穿越处下方500 kV输电线路的绕击性能与一般非跨越区段情况输电线路具有较大差异。本文基于电气几何模型法，对上方鼓形双回1 000 kV交流线路输电通道对穿越下方500 kV干字型线路的情况进行了计算，并分析了下方钻越线路避雷线架设方式对各相绕击率的影响。研究结果表明上、下方线路穿越中心点200 m范围内具有雷电屏蔽作用，且距离中心点越近，屏蔽作用越强。避雷线架设方式对各相绕击率影响的计算结果表明，被穿越的下方线路穿越点附近1基以内杆塔线路可以不架设避雷线。研究结果对特高压线路跨越的500 kV交流线路防雷设计提供参考。     

特高压双回输电线路耐雷计算方法

工程中通常采用电气几何模型法分析线路的耐雷性能。传统电气几何模型法不考虑导线之间的相互影响,对于双回输电线路,计算结果存在误差。分析了误差产生的原因,对双回输电线路,考虑导线之间的相互影响,提出一种新型的电气几何模型。针对垂直地面入射的雷电流,计算线路的击距曲线交点;将这些交点根据雷电流入射角度的变化映射到不同的几何空间,求解相应空间下的交点坐标。以淮南—沪西1 000 kV线路工程为例,应用新方法分析特高压双回输电线路的绕击耐雷性能。计算结果表明,绕击跳闸率随保护角、杆塔呼高、导线层间距离的增大而增大。     

基于改进EGM的特高压输电线路绕击性能研究

特高压输电线路杆塔高度高,雷电绕击是危及特高压输电线路安全运行的主要因素之一。而现有评估输电线路绕击跳闸率的电气几何模型难以与实际运行经验相一致。为确保我国特高压线路安全稳定运行,考虑到风偏、雷电入射角、地形以及导线工作电压的影响,提出了一种改进电气几何模型。应用改进电气几何模型对我国特高压输电线路绕击跳闸率进行计算,结果表明,该模型更能符合输电线路的实际运行情况。     

蒙特卡洛法计算750 kV输电线路绕击跳闸率的研究

针对规程法计算输电线路绕击跳闸率误差较大的问题,采用了蒙特卡罗法计算绕击跳闸率,对雷电流幅值、先导对地面和导线的击距、地面倾角、绝缘子串50%放电电压等参数进行了分析,基于电气几何模型(Electric-Geometry Model,EGM),选用实际运行的兰州东-平凉-乾县750kV超高压输电线路计算绕击跳闸率,并分析了导线高度对绕击跳闸率的影响.结果表明:蒙特卡罗法计算的绕击跳闸率可信度较高,并且导线高度对绕击跳闸率影响较大.     

1000 kV特高压输电线路防绕击问题的探讨

绕击是1000 kV特高压输电线路雷击跳闸的主要原因,为探讨此问题,分析并比较了目前输电线路绕击计算方法—规程法与电气几何模型法,指出电气几何模型将雷电的放电特性与线路的结构尺寸结合起来,很好解释了线路屏蔽失效现象,用于特高压的绕击计算中,并依据电气几何模型的原理提出减小1000kV线路绕击跳闸率的措施:减小避雷线保护角、安装可控放电避雷针、架设旁路屏蔽地线。     

±1100kV输电线路雷电屏蔽特性的模型试验及观测EI北大核心CSCD

雷害是输电线路故障的主要原因之一,而当前±1100 kV特高压直流输电线路雷电屏蔽系统的设计主要借鉴较低电压等级输电线路的运行经验,因此有必要开展模型试验为对±1100 kV直流输电线路的雷电屏蔽性能进行研究。首先针对铁塔表面发生电晕时的电场强度幅值和变化率确定了采用负极性250/2500μs操作冲击电压波,然后开展了以±1100 kV特高压直流输电线路Z38102AL型铁塔为对象的模型比例为1:12.5的平原情况下雷电屏蔽模拟试验,并开展高速摄影观测。进行试验绕击概率统计分析,得到±1100 kV输电线路绕击概率的空间分布近似为抛物线,且正极性工作电压下,线路的屏蔽性能差;杆塔另一侧的负极性导线对靠近高压电极一侧的正极性导线的引雷能力有一定削弱作用,但对避雷线和大地的屏蔽性能影响不大。并将试验结果与交流500 kV线路模型试验进行对比,说明在缩比模型试验中应尽可能采用大的缩比比例,以在负保护角情况下有效避免夸大避雷线的引雷能力,提高模型有效性。根据高速摄影机观测结果分析了绕击输电线路放电过程,并开展电压波形同步分析,说明了导线的负极性电压对迎面流注起始和发展以及下行先导发展的抑制作用。     

±1100kV输电线路雷电屏蔽特性的模型试验及观测

雷害是输电线路故障的主要原因之一,而当前±1100kV特高压直流输电线路雷电屏蔽系统的设计主要借鉴较低电压等级输电线路的运行经验,因此有必要开展模型试验为对±1100kV直流输电线路的雷电屏蔽性能进行研究。首先针对铁塔表面发生电晕时的电场强度幅值和变化率确定了采用负极性250/2500μs操作冲击电压波,然后开展了以±1100kV特高压直流输电线路Z38102AL型铁塔为对象的模型比例为1:12.5的平原情况下雷电屏蔽模拟试验,并开展高速摄影观测。进行试验绕击概率统计分析,得到±1100kV输电线路绕击概率的空间分布近似为抛物线,且正极性工作电压下,线路的屏蔽性能差;杆塔另一侧的负极性导线对靠近高压电极一侧的正极性导线的引雷能力有一定削弱作用,但对避雷线和大地的屏蔽性能影响不大。并将试验结果与交流500 kV线路模型试验进行对比,说明在缩比模型试验中应尽可能采用大的缩比比例,以在负保护角情况下有效避免夸大避雷线的引雷能力,提高模型有效性。根据高速摄影机观测结果分析了绕击输电线路放电过程,并开展电压波形同步分析,说明了导线的负极性电压对迎面流注起始和发展以及下行先导发展的抑制作用。     

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。     

混压同塔多回输电线路绕击建模与评估

建立准确合理的绕击模型以评估混压同塔多回输电线路防雷性能,进而优化杆塔结构、配置绝缘和线路设计,对提高共塔多回输电通道安全性具有重要的意义。基于电气几何原理计算绕击率,考虑多层导线与地线的相互屏蔽效应和工作电压对击距的影响,并计及雷电入射角、地面倾角、弧垂变化多项因素;基于EMTP计算绕击耐雷水平,对杆塔采用多波阻抗模型,对线路采用J.Mart模型,并使用双指数波和先导发展法对雷电流及闪络过程进行模拟,由此综合建立了混压同塔多回路绕击计算模型。最后对一种新型混压同塔六回路绕击性能进行计算和评估,给出了相应的建议。     

输电线路雷电绕击及其防雷研究

基于Whitehead电气几何模型原理对输电线路防雷提出如下建议：伸入城市的110kV或220kV线路可以不设架空避雷线,并将导线稍为抬高,以减少输电线路的成本和其电磁场对居民的影响;在保证足够安全距离的前提下,保护和种植线路下面的灌木有利于防雷;对跨过雷电活动频繁山谷的输电线路,可以另拉一条与线路平行的钢绞线作为侧面架空避雷线,以防止侧面雷击。还建议用屏蔽效率作为杆塔和输电线路防雷电绕击的指标;并按杆塔所在地面倾角的大小或不同雷电日地区选择合适的保护角塔型,使同一条线路具有基本一致的屏蔽效率。     

基于改进电气几何模型的保山220 kV输电线路绕击跳闸率计算

针对传统规程法计算输电线路绕击跳闸率精确度低的问题,采用改进电气几何模型,引入山区地面倾角,通过求出暴露距离,进而根据雷电流概率分布得到绕击跳闸率。对保山电网朝黄II回输电线路进行绕击风险评估,分析地面倾角和避雷线保护角对绕击性能的影响。结果表明,采用改进电气几何模型的结果要比规程法的结果更精确,地面倾角和避雷线保护角增大,绕击跳闸率也随之增大。     

云广±800 kV特高压直流输电线路耐雷性能研究

云广±800 kV特高压直流输电线路工程是世界上第1个±800 kV、输电容量5 GW的特高压、大容量直流输电工程。所处地区属于雷击多发、易发区,防雷任务十分艰巨。为此结合特高压输电线路特点,建立了基于ATP-EMTP仿真软件的特高压直流输电线路反击仿真模型;依据改进电气几何模型,建立输电线路的屏蔽模型。计算结果表明:云广线路反击耐雷水平较高,反击闪络率较低;绕击闪络率较高,应该在云广线路中采用负的保护角;当杆塔升高到很高(>60 m),或地面倾角很大(>20°)时,应该考虑采用安装防绕击避雷针,架设耦合地线等防雷措施。