1-超_特高压输电线路雷电绕击防护性能研究
超(特)高压输电线路雷电绕击防护性能研究
超(特)高压输电线路雷电绕击防护性能研究摘要:在本文之中,主要是针对了超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究做出了全面的分析研究,并且在这个而基础之上提出了下文中的一些内容,希望能够给与同行业工作的人员提供一定价值的参考。
关键词:超/特高压;输电线路;雷电;防护性能;分析1导言我国目前110-500kV输电线路跳闸故障仍以雷击闪络为主,如2003年我国110-500kV线路雷击闪络跳闸占线路总跳闸的35.12%,这与目前防雷设计方法以及模型与线路实际运行状态存在差异不无关系。
目前评估输电线路绕击耐雷性能方法较多,如规程法认为绕击率与雷电流大小无关,对地面倾角的影响只以平原和山区来分,而电气几何模型(EGM)提出了绕击率与雷电流幅值有关的观点,考虑导线高度、地形等因素的影响。
从国内外数十年的雷击跳闸故障的资料表明,电压等级为500kV及其以上的线路跳闸主要不是雷击杆塔时引起的反击而是绕击导线所致。
但目前无论是用规程法还是击距法都无法很好地解释超、特高压输电线路跳闸率以绕击为主的事实,因此对超特高压输电线路的绕击耐雷性能进行研究,使其防雷保护技术更趋完备,具有重要的工程实际意义。
传统电气几何模型未考虑放电的分散性,没有考虑其它因素对击距的影响,而假定先导对大地、避雷线、导线的击距相等(即β=1),且是根据杆塔高度较低、保护角较大以及接地良好的线路的运行数据和模拟试验得出的模型。
研究结果表明,对于超特高压线路由于杆塔高度较高,先导对大地、避雷线和导线的击距是不相等的,且β随杆塔高度h的变化而变化,2 击距系数计算模型的建立自然界中的雷电放电(对地面物体)的放电路径从统计的角度出发,可以近似地认为垂直下行。
在下行先导下落的过程中,地面物体的感应电势不断增强,当地面某目的物的感应电势达到上行先导起始电势时,地面物体开始产生迎面上行先导。
对于输电线路,导线处在避雷线的下方,受避雷线一定的屏蔽作用,但是避雷线和导线上都可以产生上行先导。
特高压输电线路雷电绕击影响因素及防护措施 白逢恕
特高压输电线路雷电绕击影响因素及防护措施白逢恕摘要:随着我国特高压输电线路建设规模的不断扩大,目前特高压输电线路绕击问题也逐渐成为行业内普遍关注的问题之一。
立足于研究现状,文章首先分析了特高压输电线路雷电绕击技术的发展现状,其次对特高压输电线路雷电绕击的主要影响因素进行了解析,并在最后对特高压输电线路雷电绕击的防护策略进行了解读,希望可以有效促进防护水平,避免雷电对于特高压输电线路产生的影响。
关键词:特高压输电线;雷电绕击;影响因素;防护策略我国电力网络构建中存在有负荷中心与供应区域的距离过大的问题,该问题必须依靠特高压输电线路这种线损低、传输距离长的输送方式来解决。
但是,由于特高压输电线路在建设过程中对于线路的稳定性、可靠性具有较高的要求,所以也必须要做好雷电防护工作。
为了进一步分析特高压输电线路雷电绕击技术,现就发展现状介绍如下。
一、特高压输电线路雷电绕击概述特高压输电线路作为我国现阶段重要的电网构建构成要素,其安全性、稳定性都是行业内普遍关心的问题。
其中,雷电绕击作为最常见的影响可靠性的因素之一,其防护策略也是研究的重点与难点。
在2015年,2017年,分别都出现过严重的雷电绕击跳闸事故,而在2015年之前,也出现过多次由于雷电绕击导致系统重启的问题,在整个特高压输电线路的故障率中占比超过了50%。
由此可见,减少特高压线路绕击跳闸率,不但是确保线路运行稳定的基本条件,同时也是确保行业发展,提升特高压输电线路构建规模的基本要求。
二、特高压输电线路雷电绕击的主要影响因素1.保护角在交流特高压输电线路当中,当保护角提升时,出现绕击事故的概率也会提升。
这是由于当零保护角时,出现绕击跳闸的可能性会为0,当角度适当增加后,跳闸率则会迅速增加。
根据技术原理来看,特高压输电线路与传统的输电线路不同,对于保护角具有更为严格的要求,尽管保护角为0,但是依然存在有雷电流绕击的概率存在。
在保护角为正时,闪络率一般会与保护角呈现出明显的正相关关系。
浅析1000kV特高压输电线路防雷
的特 高压输 电线路 设 计 、运行 经验 。因此 ,认 真 总
结 已有 的宝 贵经验 ,研 究 提高 特 高压架 空输 电线 路 的 雷 电性 能 ,是 当前 我 国开 展 10 0k 特 高 压输 0 V 电工 程亟 待解 决 的重要课 题 之一 。
本文 介绍 了特 高压 输 电线路 雷 电绕击 、直击 以
张 树 林 (9 7) 男 , 山 西 五 台 人 ,1 8 1 6 -, 9 9年 毕 业 于 太
1 特 高 压 输 电线 路 的 绕 击 计算 及 防 护
目前 ,特 高压输 电线 路绕 击 耐雷水 平仍 沿用 高
收 稿 日期 :2 0-40 。修 回 日期 :2 0一42 0 80 -2 0 8O —O 作 者 筒 介 : 汲 胜 昌 ( 9 6) 17 一 ,男 , 山 东 昌 邑 人 ,20 0 3年 毕 业 于 西
体放 电口 。如 图 1所 示 ,若 雷 电 先导 头部 落 入AB ] 弧 面 ,放 电 将 击 向 避 雷 线 ,使 导 线 得 到 保 护 ,称 AB 保 护弧 。若 先导 头 部落 入BD弧 面 ,则 击 中导 为 线 ,即避雷 线 的屏 蔽 保 护 失 效 而 发 生 绕 击 ,称 BD 为暴 露 弧 。若 先 导头 部落 人DE ̄面 ,则 击 中大 地 , : z 故称 DE 面为 大地 捕 雷面 。随着雷 电流 幅值增 大 , 平 暴 露 弧B D逐 渐缩 小 ,当雷 电 流 幅值增 大 到 时,
计 算 的结果 ,并据此 提 出了减 小 10 0k 特 高压 输 电线路 雷击跳 闹 率的具 体措 施 。 0 V
关键 词 :特 高压 ;输 电线路 ;电 气几何模 型 ;绕 击 ;直 击 ;反 击
中圈 分 类号 :TM8 6
1000kV特高压交流输电线路防雷电绕击技术
( c o l fElcrc lI f r to gn e ig,Xiu nv riy S h o e tia n o ma inEn ie rn o h aU ie st ,Ch n d ,Sc u n 6 0 3 e g u ih a 1 0 9,Ch n ) i a
特高压输电线路地处 旷野 ,很容易遭受雷击。 前苏联 5 0k 0 V、7 0k 5 V、I10k 5 V这 3种电压等
级输电线路在 18— 19 9 5 94年的统计结果 表明 ,雷 击跳闸是线路跳 闸的主要原 因[3。特高压输 电线 1] -
提供参考。
1 几种 防雷电绕击技术的分析
第2 4卷 第 9期 21 0 1年 9月
广 东 电 力
GUANGDONG LECr C 0W ER E RI P
Vl . 4 No 9 0 2 . 1
S p 2 1 e.01
10 0k V特 高压 交流 输 电线 路 防雷 电绕 击技 术 0
敬海兵 ,张彼德
( 西华 大学 电气信 息学院,四川 成都 6 0 3 ) 1 09
面 、高度为地面击距 r 的 路 直 线 。A D 为 定 位 曲 BE 面 ,落 雷 在 A 、B 和 B D
图 1 电气几何模型
为我国 1 0 V交流特高压输 电线路防雷电绕击 0k 0
D E上 ,即分别击 中避雷线 、相导线和大地 。当保
收稿 日期 :2 1-70 0 I0 -5
l h n n r tcin tc n lg n p r t ge p re c oh h r n b o d,t ep p rc mp e e s ey a ay e e e a i t ig p o e to e h oo y a d o e ai x ein eb t e e a d a r a g n h a e o r h n i l n lz ss v r l v kn so p r t e tc n l ge fl h nn h ed n alr n i u ssso ea d f ai it fa p yn ih nn r tc id fo e a i e h oo iso i t igs ili gf i ea d ds se c p n e sbl y o p lig l t ig p o e - v g u c i g t n tc n lge nUH V le n tn u r n r nm i inl e ,i h o eo r vdn e e e c n i ih nn hedn i e h o o is o i atr a igc re tta s s o n s n teh p fp o iigr fr n et a t l t igs ilig s i o —g
超高压及特高压直流输电线路雷击闪络研究
超高压及特高压直流输电线路雷击闪络研究摘要:中国的经济发展形势对国家电网的输送能力和交直流配套电网的可靠性提出了更高的要求。
中国高压直流输电起步相对较晚,按照电力系统规划方案,在“十一五”和“十二五”期间,国家电网公司加快了超特高压直流输电建设步伐。
关键词:超高压;特高压直流输电线路;雷击闪络;运行经验表明,雷击产生的过电压易导致输电线路跳闸,是威胁电力系统安全稳定运行的主要因素,双回线路同跳由于容量更大而造成经济损失更大,对电网冲击更大。
一、典型直流线路的雷击闪络情况分析1.葛南、林枫高压直流输电工程。
± 500 kV 直流输电工程是中国第一项远距离高压直流输电工程,该工程极I 和极II 分别于1989 年9 月17 日和1990 年8 月20 日投入商业运行。
额定输送功率为1 200 MW,线路全长约1 045 km。
随着中国电力建设的发展,特别是三峡水利发电工程的建成投运,加快了西电东送的步伐。
为增加三峡水电站至华东电网输送功率、提高线路走廊输送能力,国家电网公司利用现有单回葛南± 500kV 直流输电线路走廊,改造为± 500 kV 同塔双回直流输电线路,即葛南直流与林枫直流( 三沪二回)线路。
该同塔双回线路额定输送功率为每回3 000 MW,共6 000MW,这使原走廊条件下线路的送电能力大大提高。
葛南直流工程运行前期,由于缺乏直流外绝缘设计的相关经验,外绝缘普遍偏低,外绝缘问题一直是影响该工程安全运行的一个突出问题。
随着葛南直流工程外绝缘改造的完成,葛南直流输电工程的后期运行情况有所好转。
2.± 500 kV 高压直流输电工程。
± 500 kV 直流输电线路纵横延伸,地处旷野,穿越平原、山丘、大山区或跨越江河,且大都处于地面的制高点,因而易遭受雷击。
由雷击造成的线路跳闸事故在电网总事故中占有很大的百分比。
据统计,± 500 kV 直流输电线路的雷击跳闸率占该线路总跳闸率的40%以上。
1000kV特高压交流输电线路雷击危害及防雷接地对策
1000kV特高压交流输电线路雷击危害及防雷接地对策发布时间:2022-11-30T09:11:23.454Z 来源:《新型城镇化》2022年22期作者:李杰[导读] 这时特高压杆塔的自然电阻小于15时,如果土壤电阻率的值已经超过2000.m,这时就需要借助人工接地的方式来使杆塔接地电阻值减小。
国网山西省电力公司超高压输电分公司山西太原 030000摘要:特高压输电线路具有长距离、大容量、跨越范围广的特点,因此特高压输电线路在输电方面具有明显的优势。
随着特高压被纳人国家大气污染防治计划、能源规划“十二五”规划,我国特高压建设进入快速发展阶段。
某省1000kV特高压交流工程“外电入鲁”战略实施,特高压成为国内外学者研究的热点。
由于特高压输电线路较长,因地形和环境因素的影响输电线路经常发生故障,实时准确的故障定位对及时修复故障线路、恢复供电、减少经济损失和提高供电可靠性具有十分重要的意义。
本文结合实际应用情况分析了1000kV长治——南阳——荆门特高压输电工程有关沿线跳闸预测、雷电防护及等问题进行了深入的讨论与研究。
从技术角度分析特高压输电线路防雷保护对促进电网输电稳态性能的重要性,同时本文的研究还可以在一定程度上对改善地区电网防雷线路结构提供参考依据。
关键词:特高压交流输电;输电线路;雷击危害预测;防雷接地1交流特高压防雷保护技术及雷电活动等级1.1反击杆塔在经过雷击之后会在悬挂绝缘子串的杆塔横担处形成一定的电压,我们将其称之为杆塔感应电压,杆塔感应电压与线路杆塔高度之间存在正相关的关系,也就是说线路杆塔的高度越大,相应的杆塔感应电压也越大,除此之外,线路杆塔的高度也会影响导线悬挂点高度,两者之间依然是正相关的关系,特高压输电线路对所选电线的要求较高,需要选取避雷线,因此不需要另行采取措施进行反击雷电流处理。
有关研究表明虽然自立塔线路在雷电反击跳闸率方面的优势比较突出但依然不是最高的。
特高压输电线路对雷电反击的承受能力在很大程度上取决于杆塔接地。
特高压输电线路雷电绕击防护性研究
特高压输电线路雷电绕击的防护性研究摘要:随着经济社会的不断发展,电力工业作为一项设备、技术、资金密集型产业也获得了较快的发展。
随着我国电网的不断普及和扩大,对输电工程提出了新的要求和挑战。
为了适应不同天气条件的变化,增强特高压输电线路的安全性,增强对不同施工环境的适应性,必须增强对于特高压输电线路雷电绕击的防护性的研究和应用。
为此,本文将从溪洛渡直流输电工程直流线路工程入手,分析特高压输电线路雷电绕击的防护性的特点和要求,进而分析500kv 特高压输电线路防雷接地技术,希望为我国电力事业发展提供可资借鉴的意义。
关键词:特高压;输电线路;雷电绕击;防护1.前言电力事业作为我国国民经济发展过程中必不可少的组成部分,对我国经济社会的又好又快发展提供着强劲的动力条件。
为了适应我国经济发展的强劲态势,必须不断推进电力事业的发展,特别是电网事业的普及和扩大化。
特高压输电线路雷电绕击的防护性工程是发展电力事业的基础性工作,因此必须做好相关防护工作。
为了适应不同天气条件的变化,特别是雨天防雷击,从而增强特高压输电线路雷电绕击的防护性,增强供电的可靠性,我们必须对其特高压输电线路雷电绕击的防护性技术加以研究。
当前,我国电力工业,特别特高压输电线路雷电绕击的防护性技术与西方发达国家相比还存在着一定的差异,我们必须从当前我国特高压输电线路雷电绕击的防护性技术的发展现状出发,加强特高压输电线路雷电绕击的防护性技术的研究,在保持自身优势的基础上,充分借鉴西方国家先进的施工工艺,不断发展创新,从而推动我国电力事业的可持续性发展。
2.溪洛渡直流输电工程直流线路工程溪洛渡直流输电工程直流线路工程,指的是中国南方电网公司溪洛渡右岸电站送电广东±500千伏直流输电工程直流输电工程,简称溪洛渡直流输电工程直流线路工程,它是国家“十二五”重点工程,也是中国南方电网规模最大的一项工程。
它不仅将成为我国直流输电技术自主化进程中的一个关键节点,而且也是中国南方电网公司基建“一体化”示范工程。
特高压输电线路的防雷性能分析
特高压输电线路的防雷性能分析摘要:伴随输电线路电压等级的提高,在输电线路跳闸原因中,雷击原因的比例也相应提高。
与高压、超高压输电线路相比,特高压输电线路由于电压等级更高、杆塔更高、输送距离更远,引雷面积更大自然更容易遭受雷击。
因此研究探讨特高压输电线路综合防雷技术,对我国特高压电网的建设与发展有着重要的意义和作用。
本文对特高压输电线路的防雷性能分析进行了探讨。
关键词:特高压;输电线路;防雷性能;措施对于特高压输电线路而言,要想实现持续、稳定、安全运行,就不能寄希望于一种防雷技术,反而应当结合特高压输电线路位处不同地区的不同情况,有针对性地同时应用数种防雷技术来提升综合防雷水平,尽可能减少雷击跳闸发生几率,确保特高压输电线路的安全稳定运行。
1 高压线路的引雷特性1.1避雷线的引雷特性。
在空气中大面积雷云的电荷下行的激励下,距离大地表面较近的雷云电荷就会沿避雷线以及杆塔两侧聚集到档距中央的避雷线上。
因为两侧杆塔的高度要比档距中央的避雷线高出很多,雷云电荷下行先导就会很可能把两侧杆塔及档距中央的避雷线等多个部位上大地表面的雷云感应电荷激励出来,结果就使得在档距中央避雷线上雷云感应电荷积聚相对较少。
这也就说明了档距中央避雷线的引雷特性比起两侧的杆塔相对较弱,尤其是档距越大,档距中央避雷线的引雷特性越弱,故可设计档距中央避雷线的防雷保护角(α1)小于避雷针的防雷保护角,取α1 ≤25°。
1.2杆塔的引雷特性。
当杆塔顶部迎面先导之间的空气间隙与雷云电荷下行先导达到雷云电荷下行先导电位所能够接受的击穿值时,雷击杆塔的现象就会有可能发生。
由于沿杆塔积聚到杆塔顶部的雷云感应电荷占绝大部分,杆塔顶部的引雷特性最强,雷电的击杆率达80%~ 95%,故可设计杆塔顶部的防雷保护角(α2)与避雷针防雷保护角相等,取α2 ≤45°。
1.3导线的引雷特性。
架空输电线路的导线采用的绝缘方法是绝缘子串,导线与大地表面并没有电气连接,这样导线就没有办法收集大地表面的雷云感应电荷,所以在架空线路的导线上不具备上述利用大地表面的雷云感应电荷产生迎面先导的引雷特性。
某1000kV特高压交流单回输电线路防雷性能研究
某1000kV特高压交流单回输电线路防雷性能研究发布时间:2023-06-02T10:02:27.745Z 来源:《科技潮》2023年8期作者:卫诗帅[导读] 60年代,美国爱迪生电工研究所在345kV交流线路上装设了能区分绕击和反击的寻迹器4600支,统计了84000km·a的运行经验,得出345kV线路事故主要是绕击事故引起。
美国的E.R.Whitehead,H.R.Armstrong和G.W.Brown等人据此相继开展了雷电屏蔽技术的理论研究,提出了怀氏电气几何模型(EGM)。
陕西省电力设计院陕西西安 710054摘要:本文针对某1000kV特高压交流单回输电线路防雷性能进行了计算研究,给出了该线路的反击和绕击跳闸率的计算结果,得出该线路可以满足防雷要求。
关键词:1000kV;特高压;反击;绕击;雷击跳闸1 线路耐雷性能计算方法1.1 线路雷电绕击计算方法1.1.1 绕击计算方法简述60年代,美国爱迪生电工研究所在345kV交流线路上装设了能区分绕击和反击的寻迹器4600支,统计了84000km·a的运行经验,得出345kV线路事故主要是绕击事故引起。
美国的E.R.Whitehead,H.R.Armstrong和G.W.Brown等人据此相继开展了雷电屏蔽技术的理论研究,提出了怀氏电气几何模型(EGM)。
该方法是将雷电的放电特性和线路结构尺寸联合起来分析,塔高、地形、雷电流大小等因素的影响均予以考虑,比较切合实际运行经验,且比较简单。
在众多的输电线路防雷设计和雷击屏蔽性能计算上得到了成功应用。
目前在日本、美国、欧洲等国家均采用该方法,在我国也得到了普遍认可。
本文雷电绕击推荐采用EGM法计算。
1.1.2 电气几何模型法(EGM)的原理EGM 的基本原理为:由雷云向地面发展的先导头部到达距被击物体临界击穿距离(简称击距)的位置以前,击中点是不确定的,先到达哪个物体的击距之内,即向该物体放电;击距同雷电流幅值有关。
基于特高压输电线路雷电绕击防护性能的研究
基于特高压输电线路雷电绕击防护性能的研究摘要:电力资源作为一种二次清洁能源,是为我国现代化建设所需动力的中坚力量,大到企业生产,小到人民生活,其进程的施行均离不开电能的消耗。
雷击闪络分为绕击闪络以及反击闪络两种方式,针对特高压输电线路,其主要以绕击闪络为最为常见的方式,因而,加强供电线路雷电绕击防护功能的研讨,对我国特高压输电技术的持续发展具有深远的作用。
关键字:特高压输电线路;雷电绕击;防护性能1雷击输电线路危害机理雷击输电线路会在线路上出现很高的雷电过电压,由此形成绝缘子串闪络,线路跳闸等问题。
雷电过电压还可能损坏发电厂以及变电站等重要场所的电气设备元件,出现非常严峻的结果。
雷击输电线路跳闸主要分为反击跳闸以及绕击跳闸两种。
反击跳闸指雷击杆塔或者避雷线所形成的跳闸,绕击跳闸指雷击导线所形成的跳闸。
发生反击的雷电流大,使杆塔横担电位不断的升高,形成绝缘子串闪络。
绕击则雷电流相对比较小,但是直击导线会导致极高的跳闸率。
2特高压输电线路绕击耐雷性能的研究2.1绕击概率模型该模型是以输电线路绕击模型当做基础的,并且经过雷电绕击分散性的研讨以及使用以后而得出的。
绕击概率模型是以ZM1-39型杆塔为载体,分别使用120:1以及143:1份额的尺寸,并加以雷击的过程(特别是最终阶段的雷击)的模拟,使用雷击的最终阶段变化为下行先导,把其引雷能力及其与击距系数之间的关系进行仔细的分析而得出。
该模型的使用,在很大程度上能够很好的将事故现场的雷击原因实施科学的解说,但也因为该模型的树立是以实验模型为根底,其使用的物理手法制作的雷击与实际雷击存在非常大的不同,而且模仿实验过程中关于影响要素的设置与考虑比较的单一,对于其他的状况未加以考虑,因而,该模型的使用对一些整体性的研讨存在显着很大的缺点。
2.2先导发展模型关于雷电绕击先导开展模型的研讨与使用,是为GarbagnatiE与DelleraL一起提出的,可是并未研讨出该模型的施行技能与详细的使用,最终是为Rizk在此二人研讨的基础上,经过进一步分析与研讨,将先导开展模型的整个进程实施系统性的描绘。
特高压交流输电线路防雷保护研究
胡 海 瑞 特 高 压 交 流 输 电 线路 防 雷保 护研 究
2 7
率 有很 大影 响 。表 1中 同时列 出 采用 相交 法 的绝 缘
保 护 角 a在 一3 。 以下 ; 山区( 1 0 。 ≤e ≤2 0 。 ) , 地线保 护
闪络 判据 和采用 先 导法 的闪络判 据 的计 算结 果 。相
( 1 0 。 ≤8 ≤2 0 。 ) , 地线 保 护 角 a 在 一5 。 以下 ; 对于转 角 塔, 地 线保 护角 a在 O 。 以下 , 并且 要尽 量减小全 塔高
7 O %左右考 虑 , 即大 约 0 . 0 9 5 次/ ( 1 0 0 k m・ 年) 。
路 架设 , 全 线 海 拔 高度 在 1 5 0 0 m 以下 , 线 路 基 本 为 南北走 向 , 途 经 内蒙古 多伦 县和 河北 围场 县 。 此标 段
线 路 的工程概 况是 主要 的计 算分 析参 数 。 据 此标 段 各 台站 资 料 并参 考 《 电力 设 备过 电压
謇
目
l
H
肆
注: 在“ 反 击跳 闸率 ” 中, 分子 / 分 母代 表 双 回线 §
路 反 击姚 闸率和折 算 至单 回路 的反击跳 闸率 。
利用最先进 的E MT P算法算 出铁塔上 的各节
点 电压 , 通 过 分析 是 否超 过 绝 缘子 串所 能承受 的电 压, 便可确 定该 线路 的反 击耐 雷水平 。 表 1列 出同塔
平, 针对导 线常 用 的布置 方案 , 采用 国际公认 的且广
1 0 0 0 k V 同塔 双 回线 路 杆 塔 典 型塔 型 如 图 1所 示。 根 据 国内外 的研究 成果 和运行 经验 , 同塔双 回线
在运高压架空输电线路雷电绕击分析及防护思路探讨
科技 圈向导
21年第 1期 02 2
在运高压架空输 电线路雷电 绕击分析及防护思路探讨
闫旭 洋 李 婵 司 河 南 漯河 420) 6 0 0 【 要】 摘 目前 , 闪络和绕击 闪络是 架空输 电线路跳 闸的主要 原 因之一 , 反击 尤其是特 高压架 空输 电线路 , 其威胁性 最高。本文以计算机
计算公式 以及 v 十 自编辑程序 . 出结果结论 . c+ 得 并与规程法和传统击
距法进行对 比分析。 大量 的实 例运行实验表 明 : 随着鸭福线路 电塔 高度的增加 , 电 雷 就会增加。其产生缘 由为 : 鸭福线路 电塔 高度的 随着 我国目 前大部分地区使 用的架空输 电线路都在 50 w以下 . 0k 其跳 的绕行射击数 目 这时塔底 的屏蔽感应 相对减弱 . 用数学 中的三角定理来解 释是 闸原 因还是 以雷电闪络为主 . 于 自 处 然条件 的约束之下 有关数据表 增加 . 明: 约十年前 , 由于雷 电闪击致使 架空输 电线路跳 闸的事件 占总 电路 相对位 置改变后 , 阴影度范围较少, 相对面积变大 。 于是雷电的作用域 绕 使雷 电击中地面 的数 目 少 减 跳闸事件 的 3 . %。 5 2 当然 . 1 这些都与 当前 的架空输电线路 的运行状态 相对来 说密集 了不少 . 击数 目的增加 . 存在很 大关 系 然而 . 从国内数 十年收集 的架空输 电线路跳 闸的有关 而击 中导线 的数 目增加。同时 . 由于电流的大小 和雷 电的电势为不相 其影响可 以说是忽略不计 。因此 . 在建造特/ 高压架空输 电线 事件 表明 : 在架空输电线路的 电压高 于 5 0 w时 . 跳闸故障的 的主 关关 系 , 0k 其 要原 因不是 雷电绕击 电塔 时产 生的反击而是 因为雷 电环绕之后击 中 路电塔 时. 塔杆 的高度对于绕击是不可忽 略的. 工程 师在规划 的时候 . 的电塔所致 。 这将 与我们学术界公认的规 程法和击距法产生悖逆 。 于 如果条件允许则可 以相应的降低塔杆 高度 从 电塔 内部着手 . 量的验证试验表 明. 系数的影响条件最 大 大 其 是我们 可以通过对特/ 高压架空输电线路雷 电绕击的防护性能进行分 析。 对超, 高电压架空输电线路的跳闸问题进行处理 . 使其 防雷性能更 的是绝缘子 的数 目。因为随着绝缘 子数 目的增加 . 可以增 加电塔 不仅 的绝缘 强度 . 还可 以降低电塔的保 护角 , 而保护角与绕击环数相关 。 因 好更完善 。 此. 随着鸭福线路绝缘子 数 目的增加 . 电线塔 在绕击时的耐雷水 平 输 2建 立 电塔 的雷 电射 击 的模 型 . 在 大 自然中 . 电的产生是 自上而下的 . 可以看成是垂直 的情 有显 著 地 提 高 雷 也
超高压输电线路雷电绕击问题探析
超高压输电线路雷电绕击问题探析作者:庞晓峰来源:《科协论坛·下半月》2012年第12期摘要:近年来,雷击一直是输电线路发生跳闸故障的首要原因之一,然而,由于雷电活动规律及线路防雷问题的复杂性,线路防雷工作仍然十分艰巨,而绕击雷是220kV以上输电线路雷击跳闸的主要原因。
在分析直击雷过电压和绕击雷过电压的基础上,以电气几何模型法对超高压输电线路绕击雷进行分析,并对山区杆塔绕击多和中相导线绕击等问题进行探讨。
对于超高压输电线路的防雷具有基础指导作用,有利于超高压输电线路的可靠运行。
关键词:反击绕击过电压电气几何模型中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)012-023-02架空输电线路的距离往往很长,通过各种复杂得地形和气候区域,终年暴露于自然环境中,极易受到各种恶劣天气条件下的影响,特别是被雷电击中的非常频繁。
避雷线是超高压输电线路最基本的防雷措施,具有以下特点:(1)防止雷电直接击中输电线;(2)雷电击中杆塔顶部时,对雷电流具有分流的作用,可以使流入杆塔的雷电流减少,并降低杆塔顶部的电位;(3)可以耦合输电线,减小雷电击中杆塔时塔头绝缘的电压;(4)可以屏蔽输电线,减小输电线上的感应过电压。
根据江西省2010-2011年输电线路雷击跳闸情况统计,110kV线路发生反击引起跳闸83起,绕击引起跳闸22起,绕击比重为21%;220kV线路发生反击引起跳闸14起,绕击引起跳闸32起,绕击比重为70%;500kV线路反击引起跳闸0起,绕击引起跳闸9起,绕击比重为100%。
可看出绕击是220kV及以上输电线路跳闸的主要原因。
1雷击过电压根据雷电过电压形成的物理过程,可以分为两种类型:一种是直接雷击过电压,雷电直接击中杆塔、避雷线或输电线引起的过电压;另一种是感应雷电过电压,雷电击中输电线路附近大地,因为电磁感应效应在输电线路上产生的过电压。
按照雷电击中输电线路的不同部位,直击雷过电压可以分为两种:一种是雷电击中输电线路杆塔或避雷线时,雷电电流通过雷电击中点的阻抗使得该点对地的电位大大增加,当雷电击中点与输电线路之间的电压超过绝缘的冲击放电电压时,会导致对输电线闪络,使得导线上形成过电压。
关于超高压输电线路雷电绕击及防雷分析
关于超高压输电线路雷电绕击及防雷分析摘要:本文以某电站220KV早成线为研究课题,对雷击故障的计算方法进行一定程度的分析,进而总结出一些防绕击为主的防雷方法,分析出220KV早成线输电线路中的一些有效的防雷措施。
关键词:超高压输电线路;防雷;绕击输电线路的可靠性会受到雷击情况的影响,在我国的高压输电线路正常工作的过程中雷击事故造成超高压输电线路跳闸的事故占比达到百分之四十到百分之七十。
通过对实际的一些经验进行总结可以发现在当前500KV以下电压等级的输电线路出现的一些雷击事故主要是由于雷击杆塔和避雷线引起的反击,而在500KV以上的超高压和特高压输电线路中的雷击跳闸现象的主要原因是绕击情况。
寻求有效的策略提高超高压输电线路的防绕击性能是当今电力行业发展过程中的重要任务。
一、实际案例分析1、故障情况2、由于雷雨天气的出现,在该220千伏早成线的A相出现跳闸情况,重合成功,两侧两套纵联保护动作起到作用,330千伏成县变的测距为十一点五千米,变测距离为二十二点三千米。
通过对该电站所处省份的雷电定位系统路线雷电查询结果进行分析可以发现,在当天的十二点二十四到十二点三十四这个时间段该220KV早成线附近一共出现了25处落雷点,在对现场进行查找可以发现在该220千伏早成线二十三号塔A相上面存有明显的放电痕迹。
3、故障计算该220千伏早成线的总长度达到37.426千米,这个线路有四分之三的线路都处在山区位置,另外的四分之一在平地。
220KV早成线的二十三号直线塔的塔型为ZM2,呼高达到四十二米,全高为五十六点四三米。
雷塔的电感为28.215μH,分流系数为0.88,雷击杆塔顶部时候的电晕系数为一点二八,导线的平均高度达到二十三点九五米。
避雷线的平均高度大约四十四点四二米,冲击接地电阻的阻值为八点五欧姆,边相导线保护角的度数为五点四一。
应用的绝缘子为FC160P/170型号,绝缘子的串长为四点七一四米,装置为单串装置,铁塔的位置处在斜山坡,山坡的倾角度数为四十度,所在耐张段为二十一号到二十六号,档间距为2337米,二十二号塔和二十三号塔之间的档距是四百九十七米,二十三号和二十四号的档距为二百五十一米,二十三号塔的阻值为八点五欧姆。
交流特高压电网的雷电过电压防护(二篇)
交流特高压电网的雷电过电压防护交流特高压电网的雷电过电压及其防护可以分为线路和变电站两个方面。
线路的雷电过电压防护包括绕击和反击防护,变电站的雷电过电压防护包括直击雷和侵入波的防护。
1.特高压线路的雷电过电压防护由于特高压输电线路杆塔高度高,导线上工作电压幅值很大,比较容易从导线上产生向上先导,相当于导线向上伸出的导电棒,从而引起避雷线屏蔽性能变差。
这一点不但可从电气几何理论上得到解释,运行情况也提供了佐证。
前苏联的特高压架空输电线路运行期间内曾多次发生雷击跳闸,基本原因是在耐张转角塔处雷电绕击导线。
日本特高压架空输电线路在降压运行期间雷击跳闸率也很高,据分析是线路遭到侧面雷击引起了绝缘子闪络。
理论分析和运行情况均表明,特高压输电线路雷击跳闸的主要原因是避雷线屏蔽失效,雷电绕击导线造成的。
因此采用良好的避雷线屏蔽设计,是提高特高压输电线路耐雷性能的主要措施。
同时还应该考虑到特高压输电线路导线上工作电压对避雷线屏蔽的影响。
对于山区,因地形影响(山坡、峡谷),避雷线的保护可能需要取负保护角。
2.特高压变电站的雷电过电压保护根据我国110~500千伏变电站多年来的运行经验,如果特高压变电站采用敝开式高压配电装置,可直接在变电站构架上安装避雷针或避雷线作为直击雷保护装置;如果采用半封闭组合电器(HGIS)或全封闭组合电器(GIS),进出线套管需设直击雷保护装置,而GIS本身仅将其外壳接至变电站接地网即可。
与超高压变电站一样,特高压变电站电气设备也需考虑由架空输电线路传入的雷电侵入波过电压的保护,其根本措施在于在变电站内适当的位置设置避雷器。
由于限制线路上操作过电压的要求,在变电站出线断路器的线路侧和变压器回路均需要安装避雷器。
至于变电站母线上是否要安装避雷器,以及各避雷器距被保护设备的距离,则需通过数字仿真计算予以确定。
交流特高压电网的雷电过电压防护(二)特高压电网作为电力系统中的重要组成部分,承担着大功率输电的任务,对于雷电过电压防护具有重要意义。
1000kV特高压交流输电线路防雷问题研究
1000kV特高压交流输电线路防雷问题研究摘要:随着高压电网输电线路数量的不断增加,高压输电线路运行的安全性越来越受到大家的广泛关注。
高压输电线路不仅自身结构较为复杂,而且容易受到雷击危害,一旦受到雷击侵袭时,高压输电线路则会出现跳闸及引发火灾,从而影响输电线路正常的运行,严重危及人们的生命财产安全。
因此需要做好高压输电线路防雷工作,有效的保障人们的生命财产安全,更好的推动经济的顺利发展。
本文对1000kV特高压交流输电线路防雷问题进行研究,以供交流和参考。
关键词:1000kV;特高压;交流输电线路;防雷问题11000kV特高压交流输电线路雷击的特点(1)1000kV特高压交流输电线路本身的绝缘性明显,所以避雷线被雷电击中的概率并不高;(2)1000kV特高压交流输电线路的杆塔的高度偏高,绕击现象发生的概率相对较高。
正是由于1000kV特高压输电线路在雷击方面的特点显著,为此,有必要对相关成功经验展开进一步的研究与分析,以保证1000kV特高压输电线路防雷设计的科学合理,为特高压输电线路的正常运行提供必要的保障。
2特高压线路绕击分析由于支撑特高压线路的杆塔一般都比较高,因此其导线上的工作电压幅值也相应比较大。
在雷雨天气情况下,并且还伴随有雷云电荷作用,此时特高压线路杆塔顶部、避雷线、以及线路附近的地面凸出物等都会对特高压线路产生向上迎面先导。
产生的迎面先导会在很大程度上降低线路的屏蔽性能。
其原因可以建立电气几何模型,通过分析导线、避雷线、地面三者之间的击距区域来解释。
绕击是造成特高压线路雷击跳闸的主要因素。
在研究输电线路屏蔽性能时,一般是通过分析保护角来具体体现。
击距同雷电流幅值有关。
对于击距公式而言,由于没有一个统一标准,当前我国使用的公式。
如式(1)、(2)所示。
在对1000kV特高压输电线路进行屏蔽性能分析后,很容易发现:1000kV特高压线路的杆塔类型只有四种:M型水平排列、3V型水平排列、M型三角排列、3V型三角排列。
特高压输电线路雷电绕击影响因素及防护技术
特高压输电线路雷电绕击影响因素及防护技术摘要:随着经济的快速发展,电力对人们的生活起着越来越大的作用,照明、电力的使用、工厂的生产等都很重要,因此政府和人民对这方面都很担心。
超高压输电线路是电力传输的主要方式,目前情况下广泛使用,但在使用过程中出现了很多问题,雷击也是当前超高压输电线路容易发生的问题。
关键词:特高压输电线路;雷电绕击;影响因素;防护技术;引言在电站进行输电的过程当中,为了能够最大可能的减少损耗,变电站在继续输电过程当中所使用的方法往往都是利用特高压输电方式进行输电。
这种输电的好处在于其的大容量型的损耗以及占地面积小等特点。
在我国电网当中,特高压,并联大所起到的作用就是对电压进行变压,对于我国的国家电网而言,它可以说是处于核心位置的电力设施。
对于特高压变电站而言,在日常的运行过程中,雷电的存在是一个极为严重的安全隐患。
为了能够最大程度的降低雷电有可能给变电站带来的伤害,必须得在变电站相应位置安装一定的避雷器。
1特高压输电线路损耗构成及分析特高压交流输电线路的损耗包括电阻功率损耗、电晕放电功率损耗和绝缘子泄漏损耗[。
特高压交流线路设计过程需要满足可听噪声等一系列环境指标,其输电电晕损耗在数量上与超高压基本相当,采用非对称分裂导线布置可进一步降低电晕损耗。
此外,绝缘子泄漏损耗微乎其微。
因此,正常运行工况下,特高压交流输电线路损耗主要是电阻功率损耗,另外两类可以忽略不计。
输电线路的电阻功率损耗与流过线路的电流平方成正比,与线路的电阻成正比。
电阻功率损耗是输电距离、导线的电阻率和输电电压的函数。
输电功率一定时,输电线路中的电流与电压成反比。
因此,保持输电功率不变,通过提高输电线路的电压可以降低电流,从而显著减少输电线路的电阻功率损耗。
增加导线截面和降低导线材料的电阻率可以降低输电线路电阻,也可以有效降低输电线路的电阻功率损耗。
通过特高压交流输电线路的π型等效电路模型,在忽略电晕和绝缘子泄漏损耗的前提下,可推导得出:对于一定的输送功率,输电线路的电阻功率损耗与输电电压的平方成反比,与输电线路电阻成正比。
超高压输电线路的绕击耐雷性能探讨
超高压输电线路的绕击耐雷性能探讨摘要:因为规程法和传统的先导法在评定复杂地貌输电线路的绕击耐雷性能的时候还具有不完善的地方,不过在运用长空气间隙放电试验、S-L变换法后,则能够完善前导发展的模板,这样一来就可以模仿实际的地貌情况,从而实现上下行前导的效果,并在机理上和实际的先导非常接近。
那么下面我们就来讨论一下超高压输电线路的绕击耐雷性能。
关键词:复杂地形;输电线路;绕击耐雷性能根据每个地方的运作效果能够了解到,之所以会形成输电线路的累积跳闸,主要是因为绕击。
而通过以往的统计情况也能够知道,因为雷电灾害所形成的阻碍非常多,而且在雷电灾害中,绕击事故占有很大的比例,同时大部分绕击事故主要发生在山顶当中的输电线路外,而且一般情况下,雷击的幅度并不是很大。
而输电线路走廊所通过的地方,能够对输电线路绕击耐雷效果具有很关键的作用,因此要根据繁杂地貌的输电线路绕击耐雷功能的实际情况,然后再降低输电线路累积跳闸发生的概率,这样一来就能够达到安全运行的效果。
一、输电线路绕击耐雷功能作用的要素探析山区通常是由山谷、山峰以及山脊这三部分所构成的。
通常情况下,通过地貌的实际状况,可以将山区分成下面的种类:一,位于山坡当中的线路里,主要包含朝山峰以及朝山脊外坡水平趋向路线;二,位于山顶的线路里主要包含山峰、山脊顶端安设线路;三,位于爬坡方位的线路主要包含朝山坡顶部以及朝山脊直线铺设的线路;四,敷设于跨谷线路总的线路包含跨越山骨架设以及朝山谷敷设的线路,另外,也包含架设到山底处的线路等。
要是线路的方向和山坡能够保持均衡的状态,并且地线与地面的位置非常靠近的话,那么被雷电打中的可能性就会很小,所以能够看出,最好把这样的情况规划为三类累积跳闸地貌,分别为山脊顶端、跨越山谷的路线、山坡斜外围。
二、繁杂地貌下500KV标准杆塔绕击特征仿效探究采用雷电绕击模板来给输电线路进行仿效研究,所获取的相关数据为:地线型号OPGW-2S,直径为16.8mm;导线型号为LGJF-185/25,破裂距离能够达到499mm,子导线直径为33.5mm。
高压输电线路的防雷保护
高压输电线路的防雷保护发布时间:2022-08-10T08:22:16.052Z 来源:《工程建设标准化》2022年4月7期作者:饶舜超[导读] 相关工作人员在对配电线路进行防雷设计之前,要结合实际情况提高防雷设计的针对性和有效性。
饶舜超江西腾达电力设计院有限公司江西省南昌市 330000摘要:相关工作人员在对配电线路进行防雷设计之前,要结合实际情况提高防雷设计的针对性和有效性。
首先,雷击比较容易发生在一些偏北的山区,因为那里在太阳的作用下,地面受热开始出现大气温度不均匀的问题,很容易产生对流天气,在一定程度上增加了雷击现象发生的概率。
其次,山区矿产资源都是较为丰富的,这些矿产实际上是一种导体,很容易导致雷击,在一些雷雨天气较为频繁的地区,会在这些矿产的导体作用下,加剧雷击发生的概率和频率。
关键词:高压;输电线路;防雷保护;引言配电线路是电力系统中靠近用户的一级,在当前主网输电线路足够坚强的情况下,配电线路的供电可靠性很大程度上决定了居民的用电体验。
由于配电线路自身绝缘水平较低等原因,雷击跳闸已成为影响其供电可靠性的主要原因。
用于架空线路防雷的措施众多,如使用放电间隙、防雷绝缘子、多腔室吹弧防雷装置,但目前使用量最大的措施为安装避雷器。
1配电线路防雷工作的重要性在进行配电线路防雷设计的过程中,相关设计人员还需要秉承一定的原则更加规范和有序地开展日常的工作。
在实际工作的过程中,相关工作人员要加强对设计规范和设计标准的了解,结合现场实际情况,科学合理地进行防雷的设计。
从整体上看,在对配电线路进行防雷设计时,需要遵循的原则主要分为以下两个方面。
首先,在实际设计的过程中,要防止雷击导线,相关设计人员可以设置一些避雷线,保护导线不直接受到雷击。
假如导线直接被雷击的话,那么会使得线路中的电压急剧升高,线路电压越高,在一定程度上则提高了危险和故障发生的概率,所以要防止导线直接遭到雷击。
其次,在进行防雷设计时,还要防止线路的中断。
特高压输电线路的耐雷性能分析及防雷措施
特高压输电线路的耐雷性能分析及防雷措施摘要:于特高压输电线路在电网建设领域的广泛应用,雷击成为危害输电线路稳定性的重要原因,本文分析了特高压输电线路雷害形成原因,介绍了几种常用的耐雷分析的方法及其优缺点,结合差异化防雷概念,提出了几种常用的防雷措施,对当前特高压输电线路的耐雷设计具有参考意义。
关键字:特高压输电线路;耐雷性能;防雷措施一、特高压输电线路雷害事故分析特高压输电线路有其本身特点,到目前为止,雷击仍然是造成线路跳闸停电事故的主要原因。
同时,雷击过程中输电线路形成的雷电过电压波,会沿线路进入变电设备,危害变电设备的安全。
随着输电线路的电压等级越来越高,其杆塔高度也势必增加,输电线路的轮廓越来越大,引雷半径也随之增大,最终导致遭受自然雷害的机率也增加。
近年来,随着特高压输电线路的长度不断增加和线路电压的不断提高,输电线路的雷害事故又呈现出新的特点:一方面,由于超/特高压输电线路绝缘水平相比传统输电线路已经有很大提高,使其遭受雷电反击而引起跳闸的可能性大大降低,但其本身特点决定了更易遭受雷电绕击的威胁;另一方面,线路走廊经过区域不尽相同,所以线路各段区域的雷电活动参数的也不尽相同,使得输电线路防雷保护必须综合考虑其差异性,进行针对性防雷。
二、特高压输电线路耐雷性能分析雷电绕击输电线路的耐雷性能与多方面因素有关,根据以往研究结果,主要有雷电流幅值、地线保护角、线路走廊地形、线路绝缘水平等,目前主要的研究方法主要有两种[2]:一是根据以往经验验证的经验公式;二是利用间隙放电模型得到的绕击试验成果。
目前,我国通常用到如下几种方法有:规程法、电气几何模型(EGM)、改进型电气几何模型、先导发展模型(LPM)等。
2.1 规程法规程法是国内在进行防雷工程设计时主要采用的方法,属于上文提到的第一种研究方法,主要由经验得来,其经验公式式如下:该法能虽然能宏观上反映具路的耐雷特性,但不能从微观中反映线路实际结构、雷电特性参数和地形地貌对绕击的影响。
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算和分析,结果表明根据文中仿真模型所推导的β公式计算 该线路的跳闸率与实际线路运行情况比较吻合。同时,分析 了杆塔高度、地面倾角、线路保护角、线路绝缘强度等对输 电线路绕击耐雷性能的影响。
关键词:高电压技术;击距系数;输电线路;绕击;耐雷性 能
1 引言
我国目前 110~500kV 输电线路跳闸故障仍以 雷击闪络为主,如 2003 年我国 110~500kV 线路雷 击闪络跳闸占线路总跳闸的 35.12%,这与目前防 雷设计方法[1-3]以及模型与线路实际运行状态存在 差异不无关系。目前评估输电线路绕击耐雷性能方 法较多,如规程法[4]认为绕击率与雷电流大小无关, 对地面倾角的影响只以平原和山区来分;而电气几 何模型(EGM)[5]提出了绕击率与雷电流幅值有关 的观点,考虑导线高度、地形等因素的影响,其结 果与二三十年的运行经验基本符合;Dellera 和 Eriksson 基于临界电晕半径概念发展了上行先导起 始判据,建立了先导传播模型(LPM)[6-7];Rizk 对上行先导起始判据进行了修正,提出适合于复杂 间隙结构的先导起始判据,建立了新的 LPM[8];王 晓瑜等考虑了雷电绕击分散性,提出了输电线路的雷 电绕击模型[9],文献[10]考虑了风速的影响对电气几 何模型进行了改进。后四种模型是建立在实验室模 拟试验的基础上,实际应用尚待进一步研究。因此, 对于线路的防雷设计,目前主要还是利用规程法和 电气几何模型法相结合的办法来实施。
从国内外数十年的雷击跳闸故障的资料表
2
中国电机工程学报
第 25 卷
明[11-14],电压等级为 500kV 及其以上的线路跳闸主 要不是雷击杆塔时引起的反击而是绕击导线所致。
但目前无论是用规程法还是击距法都无法很好地
解释超、特高压输电线路跳闸率以绕击为主的事
实,因此对超特高压输电线路的绕击耐雷性能进行
际问题。
2 击距系数计算模型的建立
自然界中的雷电放电(对地面物体)的放电路 径从统计的角度出发,可以近似地认为垂直下行。 在下行先导下落的过程中,地面物体的感应电势不 断增强,当地面某目的物的感应电势达到上行先导 起始电势时,地面物体开始产生迎面上行先导。对 于输电线路,导线处在避雷线的下方,受避雷线一 定的屏蔽作用,但是避雷线和导线上都可以产生上 行先导。本文认为只要避雷线和导线的感应电势达 到上行先导起始电势时,其表面就产生迎面上行先 导。并假定避雷线和导线表面产生的迎面上行先导 在发展时互不影响,这是一个简化处理。下行雷电 先导击中点的确定取决于下行先导和上行先导的 相对传播和最后跃变过程,最先与下行先导达到最 后跃变条件的上行先导将成为击中点。成为击中点
KEY WORDS: High voltage engineering; Striking distance factor; Transmission line; Shielding failure; Lightning protection performance
摘要:输电线路跳闸的主要原因是雷击闪络,这与线路现有 雷击跳闸模型与线路实际运行情况存在较大差异有关。文中 以电磁场理论为基础,对高杆塔下击距系数进行研究,利用 自编程序仿真,结果表明击距系数随着杆塔高度的增加而减 小,雷电流幅值对击距系数没有影响,利用线性拟合方式得 击距系数β与杆塔高度 H 的关系式为:β=1.18−H/108.69。引 入击距系数,提出利用改进的电气几何模型对超特高压线路 绕击耐雷性能进行分析,并以 500kV 鸭福线路为例进行计
给定一步长,下行先导前进, 计算下行先导头部电位
计算下行先导在避雷线、 导线、地面产生的感应电位
Y
是否发生最后跃变
N
是否产生上行先导
N
Y 确定上行先导发展方向
记录雷击目的物及相关数据
图 2 击距计算的仿真流程图 Fig.2 The flow chart of calculating the striking distance
文献[8]认为:上行先导出现后,上下行先导按
各自先导前方的最大场强方向运动。这样处理跟实
际情况相符,但进行电场计算时有很大的难度。因
此本文对该问题进行了简化处理,认为线路上产生
了上行迎面先导后,下行雷电先导仍然为垂直下
行。并认为若线形物上产生上行先导后,上行先导
的发展方向指向雷击发生时下行雷电先导的坐标
(4)
Rizk 结合并分析了各种模型,得到了导线平均 高度在 0~40m 时,击距系数β与导线平均高度 hc 的 关系式[15]
β = 0.36 + 0.168ln(43 − hc )
(5)
但仿真结果表明[16],运用以上公式计算出的
结果与实际线路跳闸率相比有较大的差距。因此,
本文将对击距系数进行研究,以便合理地解决实
长间隙放电研究表明,当满足条件:上下行先 导间或者下行先导与未产生上行先导的某目的物 (包括大地)间的平均场强超过平均击穿临界场强 500kV/m,就会发生最后跃变。本文仿真模型将此 原则作为最后跃变判据。
根据上述思想,利用 VC++语言进行编程,程 序框图见图 2 所示。
输入线路结构参数、雷电流值、 雷云高度、雷击点的侧向距离
雷线和导线的击距是不相等的,且β 随杆塔高度 h 的变化而变化,主要有以下几种[15]:
Shadow Width:β=22/h;
(1)
Shadow Width 4h1.09:β=1.94−h/26; (2)
Eriksson 28(0.9h)0.6:β=1.08−h/59; (3)
Rizk 38h0.45:β=1.05−h/87;
图中 hs 为避雷线的平均高度,m;hc 为导线的 平均高度,m;α为杆塔保护角,°;Rs 为先导头部 对避雷线的最小距离,m;Rc 为先导头部对导线的 最小距离,m;Rg 为先导头部对大地的最小距离, m;h 为雷云离地面的高度,m。
为便于分析,在本模型中作了以下假设:①忽
略导线的工作电位,认为地线和导线都保持地电
的物体也可能不产生上行先导,只要下行先导与该 物体间的平均场强超过临界击穿场强值,雷击就会 对该物体发生。以电磁场为基础的击距系数计算模 型如图 1 所示。
雷云
Rs
h
αs c
Rc
Rg
hs hc
地面倾角θ=0 时 g
图 1 先导发展过程仿真模型图 Fig.1 The simulation model of leader front progressingFra bibliotek位置。
第 10 期
张志劲等: 超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究
3
上下行先导运动的速率比对地面物体的引雷 能力有影响,Dellera[6-7]取速率比在 1~4 间变化, Rizk 和 Eriksson 取速率比为 1。本文计算中发现上 下行先导间的速率比在 1~4 之间变化时对仿真结果 的影响不是很大,因此,本模型取速率比为 1。
第 25 卷 第 10 期 2005 年 5 月
中国电机工程学报 Proceedings of the CSEE
文章编号:0258-8013(2005)10-0001-06 中图分类号:TM863 文献标识码:A
Vol.25 No.10 May 2005 ©2005 Chin.Soc.for Elec.Eng.
位;②暂时不考虑上行迎面先导的压降,近似认为
上行先导头部电位为地电位;③不考虑下行雷电先
导电荷外的其它所有电荷对空间电场的影响;④下
行先导头部电位由下行先导空间电荷在其头部形
成的电位确定。
一般认为下行雷电先导的电荷分布可由常数
分布或指数分布表征。本文采用的雷电流 I(kA) 下行先导的线电荷密度λ(µC/m)为[6]
λ = 38I 0.68
(6)
Rizk 对先导起始判据进行了深入的理论分析
和试验研究,提出了线形目的物的上行先导起始判
据[17]
U ic −
=
1+
2247 5.15 − 5.49 ln
a
(7)
h ln(2h / a)
式中 Uic−为下行负先导在地线或导线处的感应电 位,kV;h 为线形物离地高度,m;a 为线径,m。
Chongqing University, Shapingba District, Chongqing 400044, China)
ABSTRACT: Lightning is the main reason that endangers the safety and reliability of transmission line today, but the existing models of estimating shielding failure outage rates can not be in agreement with field experience at present. Based on electromagnetism field, the paper studies on the striking distance factor for higher tower, the simulation results by self programming show that the striking distance factor(β) will reduce with the height(H) of tower increasing, and the value of lightning current does not affect on the striking distance factor and gets the relation equation between β and H : β=1.18−H/108.69, furthermore, the striking distance factor is introduced to the improved electric-geometry model to analyze the lightning protection performance of shielding failure for ultra high voltage transmission line. Taking 500kV Yafu transmission line as example, the improved electric- geometry model gets the result in agreement with field experience. At the same time, the paper analyzes the influence of the height of tower, the grounding obliquity, the shielding angle and the electrical stress of insulators on the lightning performance of the transmission line.