基于长间隙放电试验适用于大尺寸输电线路的改进电气几何模型

电气几何模型(electric geometry model,EGM)作为解决雷电屏蔽问题的工程模型,广泛应用于计算评估高压、超高压输电线路的雷电绕击性能。然而,随着特高压输电线路杆塔高度的提高和空气间隙的增长,运用现有EGM得到的绕击率和实际观测数据有较大出入。鉴于此,该文基于1~10m的棒-棒长空气间隙负极性20/2500μs操作冲击50%放电电压试验数据,并引入Idone的雷电通道回击速度概率分布,修正了现有击距公式;再根据棒-棒间隙和棒-板间隙的50%放电电压在4m处发生翻转的特点,结合试验结果修正了大地的击距系数,提出了一种适用于大尺寸输电线路的改进EGM。最后运用该文提出的改进EGM分别对日本500、1000和中国1000k V交流输电线路的绕击率进行计算,与日本长期的雷击观测数据对比表明:该文提出的改进EGM较现有EGM更加适合大尺寸输电线路,尤其是各相导线绕击比例和观测数据更加吻合。该文提出的改进EGM能为大尺寸输电线路雷电屏蔽设计提供参考。     

综合考虑风偏、地形和工作电压的特高压交流线路雷电绕击性能

由于特高压线路本身的特点,雷电绕击是危及特高压输电线路安全可靠运行的主要因素之一,而现有评估输电线路绕击跳闸率的EGM模型难以取得与线路实际运行经验相一致的结果.为确保我国特高压线路安全稳定运行,研究改进特高压架空线路的绕击性能预测模型是当前我国特高压试验示范工程亟待解决的重要课题之一.本文综合考虑国内外已有成果,包括雷电对导线,地线和大地三者击距的差异、风偏影响、地形影响和导线工作电压影响等,提出综合考虑这些因素的改进EGM.应用改进模型,对我国UHVAC试验示范工程初步设计的ZMP2和ZBS2塔型的线路进行了绕击性能分析.仿真结果表明,随着地面倾角的增大,在只考虑导线工作电压峰值和考虑导线工作电压随相位变化这两种情况下,绕击跳闸率差别可达0.16次/100km·a,因此必须考虑雷击时导线工作电压相位的概率分布.随着风速和地面倾角的增大,绕击跳闸率呈加速度增长.杆塔为ZBS2的线路,在所考察范围内不会发生绕击跳闸,而杆塔为ZMP2的线路,只有当地面倾角小于10°时,才能满足特高压线路对绕击跳闸率的要求.     

超、特高压交流输电线路绕击跳闸率的改进计算方法

根据超、特高压杆塔的结构特点,对传统的电气几何模型（EGM）进行改进,并引入击距修正系数的概念,使得模型更加符合超、特高压杆塔的情况。从几何关系的角度提出了求解电气几何模型最大击距的改进计算方法,并应用该方法计算超、特高压交流输电线路的绕击跳闸率。计算结果表明：所提出的超、特高压交流输电线路绕击跳闸率的改进计算方法比传统计算方法更加准确、可靠。     

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。     

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。     

基于Monte Carlo和EGM的同塔双回线路绕击跳闸率的计算

为准确评价输电线路的耐雷性能,采用蒙特卡罗法对雷电绕击线路的随机过程进行统计计算.针对同塔双回线路的实际杆塔结构,改进了电气几何模型(EGM)作为绕击判据,考虑输电线之间的相互屏蔽作用以及雷电先导入射角,通过先导位置落入绕击区间进行绕击的判定.选取220 kV同塔双回线路的实际杆塔进行绕击跳闸率的计算,与已有算法的计算结果进行对比分析,验证了改进算法的合理性,并分析了先导入射角,避雷线横担长度,地面倾角对绕击跳闸率的影响.     

1000kV杆塔防雷研究

国内外特高压输电线路运行经验表明:导致特高压输电线路跳闸事故的主要原因是雷击,并且随着电压等级提高,雷击导致跳闸的概率逐渐增大。本文以1000k V输电线路为研究对象,分别仿真并且分析了4种不同经典单回杆塔的绕击跳闸率.并且采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对雷电波反击进行仿真,研究分析4种杆塔对雷电波在线路中传播的影响。     

雷电绕击220kV高压线路跳闸故障分析

对一起220kV高压输电线路雷击跳闸的原因进行了分析研究,由于杆塔处于空旷丘陵半山坡处,山坡倾角大,雷电绕击导线概率较高,根据现场情况结合雷电定位系统数据采用规程法、改进电气几何模型法计算判定该杆塔发生雷击跳闸的原因为雷电绕击,并根据杆塔所处地形及雷害情况,提出可通过安装可控放电避雷针、防绕击预放电避雷针等措施来达到降低线路雷击跳闸率的目的。     

建议用屏蔽效率作为杆塔和输电线路防雷电绕击的指标

针对按<电力设备过电压保护设计技术规程>(下简称<规程>)计算绕击率,实际线路所受雷击,特别是山区线路所受雷击(包括绕击)造成的跳闸率均大大高于计算值.文章从雷电绕击的角度,参考日本、美国等国家对线路屏蔽效率的计算方法,采用电气几何模型方法求证杆塔的屏蔽效率来确定输电线路绕击率.示例证实计算方法比<规程>推荐计算绕击率的方法科学,为此提出了用屏蔽效率作为杆塔和输电线路防雷电绕击的指标建议.     

改进先导模型法交流特高压线路雷电屏蔽性能分析

先导传播模型法已被用于超高压线路雷电屏蔽性能的分析,对特高压交流输电线路,由于其本身的特殊性和高度重要性,先导传播模型法的应用仍值得研究。针对特高压交流输电线路的实际情况,提出进一步改进多分裂导线的先导起始判据,建立特高压交流输电线路绕击性能分析的改进先导传播模型法。考虑晋东南-南阳-荆门1000kV线路走廊所处位置的雷电活动特性,对特高压试验示范工程采用的4种塔型进行了绕击性能分析。考虑到特高压交流输电线路对安全运行的严苛要求,还对特高压输电线路进行了局部屏蔽分析。研究表明,与500kV超高压交流输电线路相比,特高压输电线路的绕击侧距和绕击电流明显变大。按初步设计的特高压交流输电线路在平原地区应不会发生绕击跳闸,拟用于山区的ZBS1和ZBS2型杆塔的线路绕击率最大为0.0012次/(100km·a),满足线路的设计要求。作为对比,拟用于平原的ZMP1和ZMP2型杆塔如用于山区,则绕击跳闸率可达约0.17次/(100km·a)。考虑到实际线路弧垂的影响,同一输电线路不同位置线路段的局部绕击性能也不相同,对于重要和特殊线路段建议进行局部屏蔽性能的复核。     

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。     

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。     

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。     

山区复杂地形输电线路绕击跳闸率的研究

绕击是超高压、特高压输电线路雷击跳闸的主要原因,山区绕击跳闸率计算相对平原更为复杂。为提高山区线路绕击跳闸率的计算精度,在现场调研的基础上,利用蒙特卡罗法和改进的电气几何模型研究了山区复杂地形下输电线路的绕击特性,总结出了包括山顶、山谷、沿坡、爬坡、跨沟等各种典型的山区复杂地形下的绕击跳闸率计算模型,并且计算了各种典型地形下,不同坡度、不同沟深、不同杆塔高度的绕击跳闸率变化规律。本研究可为输电线路设计、改造和运行提供指导。     

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。     

1000kV交流特高压输电线路的防雷保护

利用研究输电线路雷电性能的自编程序LLPP,对UHV输电线路的雷电性能进行研究。介绍了对UHV输电线路避雷线屏蔽性能的研究结果和改进建议,并对UHV输电线路雷电反击耐雷性能进行计算。交流特高压输电线路的运行经验表明:特高压输电线路仍有相当的雷击闪络跳闸,初步分析是因避雷线屏蔽失效而致;杆塔较高和导线上工作电压幅值大,可能是较重要的因素。在工程设计中,对耐张塔和转角塔也要专门研究,使其具有较少的保护角。对于山区,因地形影响(山坡、峡谷),避雷线的保护可能要取负保护角,这些有待于进一步研究,从而保证我国特高压输电线路具有较好的雷电性能。交流特高压输电线路杆塔上较高的绝缘强度,使其具有良好的承受雷电反击的能力。     

特高压直流输电线路山区边坡塔研究

特高压直流线路主要经过山区,雷电活动频繁,采用负保护角设计后雷击跳闸率仍然较高。提出一种减小绕击跳闸率的新塔型——边坡塔,采用电气几何模型法分析其防绕击性能,同时采用CDEGS 软件结合公式法对边坡塔的电磁环境做了评估,通过结构受力分析判断铁塔内力情况,从塔重、混凝土指标对比分析边坡塔的经济性。结果表面,边坡塔防绕击性能明显优于常规T型塔,电磁环境满足限值要求,铁塔内力与T型塔相当,工程造价与T型塔基本一致,为边坡塔在多雷山区特高压直流线路中的应用提供依据。