应用电气几何模型的高速铁路接触网防雷性能分析

雷击接触网是危及高速铁路安全可靠运行的重要因素之一,在我国由雷击引起的接触网跳闸次数占总故障跳闸次数的30%以上。直击雷和感应雷均会造成接触网跳闸,高铁接触网的结构特点决定了F线是最易遭受雷击的。基于电气几何模型,分析了接触网引雷范围,随着导线对地高度的增加,接触网引雷范围近似于线性增加。在高架桥高度为平均15 m左右时,高铁接触网引雷范围为位于一般地面普通铁路接触网引雷范围的2倍左右。推导了高铁接触网直击雷跳闸率和感应雷跳闸率计算公式,典型线路的计算结果与实际运行数据结果表明计算误差在8.8%左右,计算方法较准确,计算结果表明我国高铁接触网整体防雷性能较薄弱。     

PW线升高或架设避雷线雷电防护效果综合评估

升高PW线兼做避雷线或单独架设避雷线可以有效提高接触网雷电防护性能。为了评估2种改造方案雷电防护效果,通过电磁暂态仿真程序(EMTP)仿真计算接触网2种改造方案耐雷性能;并基于电气几何模型(EGM)推导了自耦变压器(AT)供电方式接触网雷击跳闸率计算式,计算了改造前后雷击跳闸的变化。计算结果表明:2种方案均可以有效提高接触网反击耐雷性能,第1种方案反击耐雷性能提高20%左右,第2种方案反击耐雷性能提高40%左右,对绕击耐雷性能影响不大。通过对跳闸率计算可以发现,采用第1种方案总雷击跳闸率有效降低64.9%,而采用第2种方案总雷击跳闸率有效降低70.4%。同时,接触网改造后增加了反击跳闸率,并且随着接地电阻的降低,反击跳闸率降低。计算结果可为接触网防雷改造提供参考依据。     

接触网雷击跳闸率计算模型*

考虑雷电天气对接触网的影响,采用非齐次泊松过程对雷电发生进行建模,基于接触网电气几何模型分析雷击的位置和范围,利用蒙特卡罗模拟方法研究雷电影响下的接触网跳闸率,对提高接触网的防雷性能和可靠性具有重要意义。     

后续雷击对10kV配电线路耐雷性能及防雷措施的影响

为分析负极性后续雷击对10 kV线路耐雷性能和防雷措施效果的影响,将蒙特卡罗法、电气几何模型和ATP-EMTP软件相结合,提出线路反击、直击和感应雷跳闸率的评估方法,采用Eriksson配电线路雷击统计数据验证了评估方法的有效性,采用该方法对上海电网典型10 kV绝缘导线线路进行分析。结果表明:绝大多数情况下,首次直击、反击和感应雷跳闸率大于后续雷击,大地电导率对首次感应雷跳闸率的影响更大;首次和后续雷击下,架设避雷线或耦合地线、增强线路绝缘和安装防弧间隙有相近的改造效果;降低杆塔接地电阻对降低首次反击跳闸率有效,面对后续反击跳闸率影响很小;安装线路避雷器后,后续感应雷跳闸率的降低远不如首次雷击,在防雷措施选择方面,与只考虑首次雷击不同,考虑后续雷击时,不建议降低杆塔接地电阻,而是建议提高线路避雷器的安装密度。     

周边输电线路对10kV配网雷击跳闸的影响研究

为了研究架设在输电线路周围的架空配电线路的感应雷跳闸概率受输电线路引雷范围的影响,通过结合雷击距的电气几何模型与雷电流幅值概率密度函数计算配电线路的感应雷跳闸率。在引雷范围的基础上,分析不同走向的输电线路与架空配电线路对架空配电线路感应雷跳闸率的影响,对比输电线路架设前后落雷密度的变化计算架空配电线路感应雷跳闸率。     

35kV中性点不接地系统架空线路雷击风险评估

架空输电线路雷击计算中，通常一相发生雷击闪络即认为引起雷击跳闸，但对于中性点不接地系统，单相故障后可持续运行2 h，因此需要两相或三相同时雷击闪络才造成线路跳闸。为此，基于两相同时闪络确定的耐雷水平和建弧率计算雷击跳闸率，作为雷击风险评价指标，再结合线路雷电活动、杆塔结构、绝缘配置对架空线路逐基杆塔批量评估雷击风险，针对薄弱区段给出改造方案。通过云南某35 kV中性点不接地系统架空线路应用了本评估方法，验证其合理性。     

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。     

输电线路绕击特性的三维分析方法

为了定量分析输电线路不同位置的雷击概率、绕击跳闸率数值分布特性,避免电气几何模型法中由各个截面雷击概率的不等效替换产生的不可控误差,利用输电线路悬链线方程,将传统计算方法中的雷击暴露宽度沿着输电线路每个档距拓展为三维暴露空间,提出了输电线路绕击特性和暴露空间内任意截面暴露宽度的三维分析计算方法,推导了任意截面雷击概率及绕击跳闸率的三维计算公式,并修正了总跳闸率计算公式。以500kV双避雷线输电线路为例,计算得到了输电线路档距内雷击暴露宽度的三维分布,以及雷击概率、绕击跳闸率的二维分布,结果显示同一档距内绕击跳闸率最大值是最小值的9.02倍,最大值是按原绕击跳闸率公式计算总跳闸率的2.54倍。该方法表明输电线路不同截面雷击概率差别很大,线路总绕击跳闸率并不能完全真实地反映输电线路任意截面的实际雷击情况。     

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。     

跨越天山山区的750kV输电线路雷击风险评估

随着750 k V输变电工程在新疆电网的建设,越来越多750 k V输电线路跨越天山山区。天山山区是新疆地区雷电活跃地带,对跨越天山山区750 k V伊苏线的反击耐雷水平、应用规程法和ATP-EMTP(电磁暂态仿真)进行了仿真计算,计算结果表明,规程法不适合750 k V线路反击耐雷水平计算。同时利用改进电气几何模型法,对线路的绕击耐雷水平进行了计算。根据耐雷水平和雷电分布对750 k V伊苏线杆塔逐基计算了线路雷击反击、绕击跳闸率,最后根据不同杆塔的雷击跳闸率对750 k V伊苏线进行了雷击风险了评估,对评估结果较差的线路段提出了改进措施。     

传统避雷针保护对信息防雷的危害

根据传统避雷针的保护方法和信息防雷的要求，结合工程雷击实例，剖析传统的避雷针保护对信息防雷的危害，并提出信息时代应用避雷针保护应遵循的原则，以确保信息设备的雷电安全。     

浅谈雷击模型

按照各模型的基本原理将目前国际上较为通用的雷电通道模型归纳两大类,并简要阐述了各模型的假设、适用条件及其局限性;指出了雷电通道模型的共性特点及建立理想雷击模型的基本要求。鉴于国内目前对雷电通道的研究较少,建议开展对雷电参数基础数据的收集整理工作,并建立适合于中国雷击特点的雷击模型。     

直接雷击时建筑物避雷系统中的雷电流响应

讨论直接雷击时建筑物避雷系统中雷电流的分布特性 ,介绍避雷系统中雷电流响应的计算机数字模拟方法及其试验校核 ,并通过典型算例对避雷系统中雷电流的分布特性进行了调查 ,文中最后给出了关于避雷系统中雷电流分布特性的几点初步结论。     

输电线路雷击概率及影响因素研究

雷击概率的研究对于有效的防雷、减小雷灾造成的危害有着非常重要的意义。首先分析了雷击的基本物理过程,根据雷击路径与场强最大方向一致的原理,假定场强最大方向为雷击概率较大的方向。在此基础上建立了雷击过程中先导放电阶段上下行先导电场分布的物理模型。分别研究了输电线路高度、所带电压极性、雷击角度几方面的因素对于雷击概率的影响,并得出以上几种因素对雷击概率影响的变化规律。对输电线路防雷工程有一定指导作用。     

配电变压器雷击建模及雷电防护

配电变压器(简称配变)作为配网的重要组成部分,绝缘水平低,易遭受雷电过电压的侵害,其安全运行对配电网稳定性及可靠性具有十分重要的意义。采用散射参数测量法,测量配变散射参数并经数据处理获得配变的阻抗幅频特性,经电路拟合构建了适用于雷击情况的配变宽频模型,并经基于模拟退火法的粒子群算法对等效电路参数进行优化,实测结果表明配变实际输出响应与文中宽频模型仿真结果吻合度较高。基于该宽频模型分析了冲击电晕对配变过电压传播的影响以及配变防雷保护措施,结果表明冲击电晕显著减小配变过电压幅值,配变低压侧加装避雷器对其防雷作用明显。     

基于电力信息网络雷电定位系统的开发

介绍了建立雷电定位系统(LLS)的必要性及LLS的基本原理和发展历程。原有LLS本身固有的缺点已不能适应雷电数据应用的需要,基于电力信息网络的LLS采用了网络化的雷电信号传输方式,建立在统一地理信息系统(GIS)平台之上,实现与其他系统之间的数据共享和资源共享,WEB发布方式极大地提高了系统功能的可用性,实现了雷电定位数据在最大范围内的应用。     

关于光纤复合架空地线光缆OPGW雷击断股的一些考虑

近年来，国内的光纤复合架空地线光缆OPGW光缆出现了多次雷击断股的事件，一些解决方案强调从系统设计方面来着手解决这一问题。从雷击理论来分析，常规的防雷措施是不能提高OPGW的抗雷击水平的。章从线路的角度出发，对这一事件进行分析，并提出解决措施。     

输电线路雷击故障原因分析及预防措施建议

运行情况统计表明,输电线路故障大多与季节有关,其中雷击故障占有很大比例。基于对保定供电公司110~500 kV输电线路历年雷击闪络故障的分析,详细分析了雷云放电机理,雷击闪络与接地装置的关系,合成绝缘子不利因素以及雷击的选择性。并有针对性地提出了防止雷击闪络事故发生的技术措施。     

浅析电力系统通信站的防雷问题

通过对大同电网通信站的维护与管理的介绍，从雷电的入侵途径、危害、防护措施以及防雷器的选用与安装等方面进行了阐述与分析，就通信站的防雷问题总结出一套可行的办法。     

风力发电机组的防雷问题

运行中的风力发电机组,遭受雷击屡见不鲜,损坏设备,造成巨大损失,甚至危及人身安全,为此,根据国外部分防雷研究成果及雷害统计资料数据,说明雷电危害风力发电机组的严峻性。同时,列举了国际著名风力发电机组厂家的防雷设计标准要求,从中看出当前防雷设计的差异。指出要改善风力发电机防雷性能状况,必须从设计标准、制造规范、建设质量等根本环节着手,并应尽快建立我国风电行业（包括风机防雷）技术规范。