雷击输电线路杆塔的仿真研究
云南地区35kV输电线路防雷研究
云南地区35kV输电线路防雷研究摘要：35kV输电线路防雷工作受设备本体、接地、地形、防雷措施等各种影响，具有运行历史长，设备老旧，绝缘水平低等特点，目前还没有系统的35kV输电线路防雷治理方案。
本文对35kV输电线路防雷特性及防雷措施进行分析，得出宜将加装线路避雷器作为主要防雷措施的结论，并提出避雷器布点优化方法。
关键词：35kV输电线路；防雷措施；雷击概率；布点优化0研究背景云南山区极多，35kV输电线路所处地形地貌复杂，区域雷电活动强烈，然而35kV输电线路普遍存在网架薄弱、线路老化、大多无架空地线和接地网、耐雷水平低等客观条件，不仅受到常规直击雷的影响，同时也会因雷击地面产生的感应过电压而发生闪络跳闸。
135kV输电线路防雷特点分析35kV输电线路同110kV及以上输电线路相比，具有以下特点：表1 35kV输电线路防雷特点防雷要素35kV输电线路110kV及以上输电线路绝缘绝缘子放电电压U50%在360kV左右（绝绝缘子放电电压U50%在水平缘水平低）550kV以上避雷线大多仅在变电站进线段1-2km架设避雷线全线架设双根避雷线接地装置大多为自然接地杆塔接地线专用接地防雷措施大部分没有任何防雷措施，少部分安装接闪器、氧化锌避雷器特殊地形处、强雷区处杆塔加装并联间隙、可控针、接闪器、氧化锌避雷器等防雷措施2 雷害原因分析2.1 雷害类型雷击主要有三种形式，分为：绕击雷、反击雷、感应雷，本文在研究35kV输电线路防雷时将绕击雷、反击雷归为直击雷。
反击：雷电直击于线路架空地线或杆塔时，雷电流一部分经架空地线流向线路两侧，大部分经杆塔及接地装置流入大地，引起塔顶电位升高，而造成绝缘子串的闪络放电，这种现象称为反击。
绕击：雷电绕过架空地线直击于导线，而造成绝缘子串的闪络放电，这种现象称为绕击。
感应雷：落雷并非击中线路杆塔本体,而是击在杆塔附近地面,在线路杆塔上形成瞬时抬升的感应电压而击穿绝缘,从而引起跳闸的故障。
提高架空配电线路耐雷水平的仿真分析_王羽
高电压技术 第３７卷第１０期２０１１年１０月３１日Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ ３１，２０１１提高架空配电线路耐雷水平的仿真分析王 羽，文习山，蓝 磊，张 露，陈 楠，郭 卫（武汉大学电气工程学院，武汉４３００７２）摘 要：为了提高配电网抵御雷电灾害的能力，通过定量计算，提出了有效的防雷措施。
利用ＡＴＰ－ＥＭＴＰ仿真软件，结合规程算法计算几种绝缘子配置方案下的耐雷水平。
采用数值计算方法，借助Ｆｏｒｔｒａｎ语言，建立了有限长线路两端接非线性负载时的感应雷过电压数学模型，计算氧化锌避雷器（ＭＯＡ）安装间距与线路闪络降低百分数之间的关系曲线。
结果表明：绝缘子采用不平衡布置时，６／１０ｋＶ线路雷击跳闸率降低了８４．２％，３５ｋＶ线路降低不明显，建议采用复合绝缘子，雷击跳闸率可降低３４．５％。
多（少）雷区较之没有安装ＭＯＡ时，６／１０ｋＶ和３５ｋＶ线路每３００ｍ（６００ｍ）安装１组避雷器分别可降低感应雷事故７５％和８１％（５９．４％和６９．９％）。
计算结果为配电网线路防雷设计、改造提供了参考依据。
关键词：架空配电线路；耐雷水平；氧化锌避雷器；ＡＴＰ－ＥＭＴＰ；数值计算；Ｆｏｒｔｒａｎ中图分类号：ＴＭ８６３文献标志码：Ａ文章编号：１００３－６５２０（２０１１）１０－２４７１－０６基金资助项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）（２００９ＣＢ７２４５００）。
Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（９７３Ｐｒｏｇｒａｍ）（２００９ＣＢ７２４５００）．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ Ｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｇ Ｌｅｖｅｌｏｆ Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ＬｉｎｅｓＷＡＮＧ Ｙｕ，ＷＥＮ Ｘｉ－ｓｈａｎ，ＬＡＮ Ｌｅｉ，ＺＨＡＮＧ Ｌｕ，ＣＨＥＮ Ｎａｎ，ＧＵＯ Ｗｅｉ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｔｈｅ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｇ ｌｅｖｅｌｏｆ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｂｙ ＡＴＰ－ＥＭＴＰ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｏｖｅｒ－ｖｏｌｔａｇｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｌｏａｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｅｎｄｓ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｌｉｎｅｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｕｓｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｒｅｆｅｒｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｆｏｒｔｒａｎ ｌａｎｇｕａｇｅ，ｗｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＭＯＡ ａｎｄ ｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｆｌａｓｈｏｖｅｒ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ－ｎｉｎｇ ｔｒｉｐ－ｏｕｔ ｒａｔｅ ｏｆ ６／１０ｋＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｂｙ ８４．２％；ｂｕｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ ｏｎ ３５ｋＶ ｌｉｎｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｗｅ ｓｕｇｇｅｓｔ ｔｈａｔ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｏｎ ３５ｋＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ，ｗｉｔｈ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｔｒｉｐ－ｏｕｔ ｒａｔｅ ｗｉｌｌ ｂｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ３４．５％．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ（ｌｉｇｈｔ）ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ａｒｅａ ｗｉｔｈｏｕｔ ａｒｒｅｓｔｅｒ，ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｉｎ－ｄｕｃｔｉｖｅ ｆａｕｌｔｓ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｂｙ ７５％ａｎｄ ８１％（５９．４％ａｎｄ ６９．９％）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｗｈｅｎ ａ ｐａｉｒ ｏｆ ａｒｒｅｓｔｅｒ ｉｓ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｅｖｅｒｙ ３００ｍ（６００ｍ）ｏｎ ６／１０ｋＶ ａｎｄ ３５ｋＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ．Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｆｏｒｍ ｏｆ ｌｉｇｈｔ－ｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌｉｎｅｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｖｅｒｈｅａｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌｉｎｅｓ；ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｇ ｌｅｖｅｌ；ｍｅｔａｌ ＺｎＯ ａｒｒｅｓｔｅｒ（ＭＯＡ）；ＡＴＰ－ＥＭＴＰ；ｎｕ－ｍｅｒｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；Ｆｏｒｔｒａｎ０ 引言运行经验表明，配电网的雷害事故约占整个电力系统全部雷害事故的７０％～８０％，严重地威胁着供电安全［１－２］。
关于35kV输电线路防雷分析研究
子串闪络，所以耐雷水平：
I1＝ （1－k）βRg＋β
U50％ hB－khA Lt
ht 2.6
＋（1＋ko
hCA）hCB hCB 2.6
（13）
U50％应取绝缘子串正极性50%冲击放电电压 （伏秒特性
曲线中的临界值），因为绝大多数雷击为负极性，雷击塔顶时
作用在绝缘子串上的电压悬挂端为负极性，导线端为正极
4片绝缘子，不同冲击接地电阻时的反击跳闸率。计算结 果如表1所示。由表l可知，杆塔接地电阻对反击耐雷水平有明 显的影响。杆塔的反击跳闸率随着接地电阻的减小而减小， 特别当接地电阻小于10 Ω以后，反击跳闸率的下降速度加 快，因此降低接地电阻特别是变电站进线段处的接地电阻对 降低反击跳闸率有明显的效果。
狗，监视系统运行，对异常进程及时关闭和重起，提高系统运 行的连续性和可靠性。 4.2 子站系统结构设计
子站系统通过保护管理机接入各厂家的保护设备，保护 管理机以以太网方式接入子站，对于不具备联网功能的保护 设备，通过测控装置采用硬节点方式接入子站。子站支持多 主站模式，即可以实现子站向多个主站同时传送数据。
n1＝Ngp1n
（14）
式中，n1为反击跳闸率；n为建弧率；N为线路的年落雷次数；g
为击杆率；p1为雷电流超过耐雷水平的统计概率。N、n、g可按 规程法中的方法进行计算。
对于雷电流的幅值的概率分布，规程法推荐按下式计算：
lgP＝
－I 88
（15）
式中，I为雷电流幅值（kA）；P是幅值大于I的雷电流概率。
在子站系统中保护管理机与站内的保护装置和其它有 关装置通过串行口或以太网方式连接。所有提供规约并且实 际具有通信功能的微机型设备均可与保护管理机通信，此时 工控机子站与各保护管理机通过Hub组成以太网，各保护管 理机和工控机均可以和主站通信。系统正常运行时，信息管 理和转发功能由工控机子站承担，当工控机发生故障时（如 计算机病毒问题引起的系统故障），信息由保护管理机直接 将重要信息上传至主站／分站，以防数据丢失。
输电线路防雷技术的研究及应用
输电线路防雷技术的研究及应用发布时间：2023-02-23T07:01:18.174Z 来源：《新型城镇化》2023年1期作者：任洁[导读] 输电线路的安全运营不仅能为我国的市场经济发展提供保障，还能为国民的日常生活提供保障。
江苏金智科技股份有限公司江苏省南京市 211100摘要：输电线路的安全运营不仅能为我国的市场经济发展提供保障，还能为国民的日常生活提供保障。
输电线路一般都铺设在空中，使得雷击成为影响输电线路安全运营的重要因素。
因此，在输电线路设计中需要应用防雷技术，避免雷雨天气对输电线路造成损害，影响电源的正常供应和社会生活生产。
文章首先阐述了传统防雷技术的效果和输电线路遭受雷击的基本情况，然后提出了输电线路防雷技术的应用重点及改进措施，为防雷技术在输电线路设计中的应用提供参考。
关键词：防雷技术；输电线路；线路设计输电线路的正常运营与社会发展息息相关，一旦出现运营故障，会导致社会发展中的很多环节停滞，进而造成严重的经济损失。
因此，相关单位要深入分析输电线路的故障原因。
经实践论证，产生输电线路故障的主要原因是雷雨天气的雷击，这使得防雷技术的应用成为输电线路发展中的一大课题。
相关部门已经在输电线路的设计中利用了防雷技术，力求最大限度地保障输电线路的安全运营，为社会经济的发展提供源源不断的电力支持。
1防雷技术防雷技术及防雷措施的合理使用，能够有效降低输电线遭受雷击后的跳闸率，目前，较常用的防雷技术及措施有7项。
1.1合理选择输电线路路径在某些区域中，由于土质电阻率小?位置较高?与地下水较近等原因较容易引雷。
架设输电线路时，应当尽量避免在易引雷地区建设杆塔；防雷建设时，对于易引雷地区也应当重点关注和建设。
1.2加强线路绝缘水平输电线进行防雷建设或改造时，可以通过增加绝缘子片数的方式来加强线路绝缘水平。
对于已处于输电状态的线路，如果绝缘水平不符合要求，必须在接地端加装一片绝缘子。
在加装一片绝缘子有困难时，可以将旧绝缘子更换为新型绝缘性能高的绝缘子，也可以达到提高线路绝缘水平的目的。
输电线路雷击故障点查找分析与研究
输电线路雷击故障点查找分析与研究随着电网稳定性的需求越来越高，当输电线路发生雷击故障时，如何快速有效的找到故障点，并恢复送电，保证电网的稳定运行显得尤为重要。
首先通过几种线路故障原因的分析，然后对雷击引起的线路故障进行深入的分析与研究，探讨出快速查找雷击故障点的方法。
标签：输电线路；故障点；雷击1 输电线路故障的原因分析输电线路在运行与维护中，难免会出现线路故障，引起线路跳闸。
从以往的运行与维护实践经验中，发现引起跳闸的原因大致可以分为以下几类：（1）树障：当树木与导线的距离小于《线路安规》相应电压等级的安全距离时，导线与树木之间会产生发电，引起线路开关自动拉开，即所谓的线路跳闸。
（2）导线舞动：导线产生舞动，使得导线间的距离小于安全距离，导致导线之间发生相间短路，线路主保护动作，引起线路跳闸事故。
（3）鸟害，当线路位于树林以及水源丰富的地区，因为鸟巢以及鸟粪导致的线路故障较多。
多次事故都是因为鸟粪，沿悬垂绝缘子串向下流动，导致单相接地事故，也会因为鸟粪造成横担与导线之间引起放电，形成所谓的空气闪络[1]。
（4）外破，是引起线路跳闸的一个重要原因。
从输电线路故障统计当中，因为外力破坏而导致的线路故障，占有线路故障的重大比例。
外力破坏包括工程施工、违章建筑、钓鱼等，这些项目中吊车引起的线路故障最多，故障点一般发生在施工区域，发生线路事故后，导线与吊车上都存在明显的放电痕迹。
（5）污闪，污闪故障主要发生在线路周边有水泥厂、铁厂、公路等污源区域段，一般易发生在久旱后突然降温并出现浓雾或毛毛雨的天气；（6）其他原因如导线接头发热烧断故障、变电站站内设备问题、保护定值计算整定错误、保护误动，线路本体设备问题等等。
（7）雷击。
输电线路雷击引起的线路故障，是输电线路发生故障次数最多的因素，下面将重点进行分析研究。
2 输电线路雷击故障分析与研究输电线路因为雷击引起的跳闸，是输电线路跳闸的首要因素。
每年因为雷击引起的线路跳闸次数，占据线路故障的最大百分比。
500kV同塔双回输电线路雷电反击仿真模型的建立与分析
５ ０ Ｖ 同塔双 回输 电线路 ０ｋ 雷 电反击仿 真模 型 的建 立 与分析
宋 阳 秦 颖 胡 可
（ 乐山电业局，四川 乐山 ６ ４０ ） １０ ０
摘要 雷击是造成输电线路跳闸的主要原因 做好 ５０Ｖ 同塔双回输电线路防雷设计 ，是保 ０ｋ 证电力系统安全运行的重要环节之一。以某 ５０ Ｖ线路为研 究背景， Ａ ＰＥ Ｐ软件分别建立 ０ｋ 用 Ｔ ．ＭＴ 雷电流双指数波模型、杆塔分段传输线模型、输 电线路 Ｊ ａ ｉ ｍ ｒ 模型、绝缘子闪络和冲击接地电阻 ｔ 模型， 搭建仿真电路， 分析 了接地 电阻和线路档距对 ５０Ｖ同塔双回线路的反击耐雷水平的影响 ， ０ｋ 以期为我国 ５ ０Ｖ同塔双 回线路防雷分析提供参考 ０ｋ 关键词 ：雷击； 输 电线路 ；防雷 ；仿 真
．
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一
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十 Ｉ｝ Ｉ
式 中，
为工频 接地 电阻值 ； 为流 过接地 体 的冲 击 ， 是土壤 发生 电离 的最小 电流 ，表示 为
和模 型计算 参数 见表 １ 。
表 １ 杆 塔模 型计 算参数 （ 波阻抗 单位 ： Ｑ ）
Ｊ ｉ ｝ ０ ｌ ＺＡ ｋ １ １ ８ １ ０ ６ Ｚｒ ｋ ｌ ６ ８ １ Ｏ ６ ｚ１ ｋ １ ７ ６ ４ １ ４ ４ ０
回线 路杆塔 看 成 ４导体 系统 ，其杆塔 模 型如 图 ２
１５ 接 地 电阻模型 ．
雷 电冲击下 ，接 地体 上会产 生 火花效 应 ，使得 接地 体周 围 的土壤 电离放 电，因此 可用冲 击接 地 电 阻来 表 征雷 击 杆塔 后 的冲 击接 地特 性 。采用 Ｉ Ｃ Ｅ 推 荐 的下式可 更好 地计算 冲击接 地 电阻 。
高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析_省略_之一_输电线路雷电过电压仿真计
收稿日期:2005-04-12;修订日期:2005-04-26第一作者简介:李明贵(1951-),男,毕业于武汉水利电力大学,副总工程师。
现主要从事高电压试验及电力系统过电压试验研究等工作。
高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之一:输电线路雷电过电压仿真计算模型的建立Simulated C alculation and Analysis of Lightning Overvoltageon Overhead High V oltage Pow er T ransmission Line :I.Build 2up of Model for Simulated C alculation of Lightning Overvoltageon Pow er T ransmission Lines李明贵1,鲁铁成2L I Ming 2gui 1,L U Tie 2cheng 2(1.广西电力试验研究院有限公司,广西 南宁 530023;2.武汉大学电气学院,湖北 武汉 430000)(1.Guangxi Electric Power Testing &Research Institute ,Nanning 530023,China ;2.School of Electrical Engineering ,Wuhan University ,Wuhan 430000Chian ) 摘要:为加强高压架空输电线路抵御雷害的能力,通过阐述我国110kV 及以上高压输电线路的基本情况,利用A TP -EM TP 电磁暂态计算程序建立输电线路雷电过电压仿真计算模型,为进一步深入开展高压架空输电线路雷电过电压仿真计算分析提供依据。
关键词:架空输电线路;雷电过电压;仿真;计算模型Abstract :For the purpose of uprating the ability of lightning protection for overhead high voltage power transmission lines ,the paper takes accounts of the general conditions of transmission lines operated at and more than 110kV ,builds 2up a simulated calculation model for lightning overvoltage on the power transmission lines by means of a calculation program with A TP 2EM TP electromagnetic transient ,thus provides the accordance for further development about simulated calculation of lightning overvoltage on the overhead high voltage power transmission lines.K ey w ords :overhead power transmission line ;lightning overvoltage ;simulation ;calculation model中图分类号:TM866 文献标识码:A 文章编号:1671-8380(2005)04-0007-041 引言对于高压架空输电线路,为了预防或限制雷电的危害,采用了一系列防雷措施和防雷保护装置。
输电线路雷击仿真模型分析
TECHNOLOGY AND INFORMATION
输电线路雷击仿真模型分析
郭永哲 国网上海市电力公司市南供电公司 上海 201100
摘 要 为提高输电线路对雷击的防护能力，本文主要对雷击仿真模型进行了分析。文章首先从环境、线路以及避 雷三方面出发，总结了输电线路雷击原因。其次，建立了雷电、线路，以及杆塔与绝缘仿真模型，希望能够为有关 人员提供参考，达到提高输电线路运行安全性的目的。 关键词 输电线路；雷击；仿真模型
（2）线路模型。在ATP中，工作人员可利用相应功能，对
架空线路进行模拟，且能够模拟出电力系统中各个元件的运行 状态。本文主要针对输电线路的雷击问题，建立了三种模型， 分别为Semlyem、Noda以及Jmarti。三种模型具有其各自的优势 与缺陷，且适用性不同。本文在分析不同模型特征的基础上， 采用Jmarti模型对雷击状态下的架空线路运行情况进行了模拟。 模型建立时，应将波阻抗设置为常数，即300Ω。
（3）杆塔与绝缘模型。①杆塔模型。建立杆塔与绝缘模 型，同样有助于实现对雷击问题的分析。作为电力系统的重要 组成部分，除输电线路外，杆塔的材料以及结构，同样会对系统 的运行情况产生影响[2]。因此，建立杆塔模型过程中，需要重视 上述两项问题。为提高模型建立的精准性，本文主要采用仿真软 件，对杆塔模型进行了选择，具体选择的类型包括两种，第一种 强调利用集中电感，对雷击的过程进行模拟。这一模型的特点在 于，会忽略杆塔的波过程。第二种强调从高度入手，选择高度较 大的杆塔，对其结构进行分析，将杆塔本身视为一个参数，且该 参数具有均匀的特点，选择完成后，需要取一个波阻抗，进行模 拟分析。对上述两种模型进行对比可以发现，后者具有分析精确 度高的优势。该模型具有上述优势的原因，与其考虑到了杆塔 的波过程存在联系。电力系统中的杆塔，波阻抗数值并非完全固 定，将波过程纳入到模型建立的过程中，能够更加准确的反映输 电线路的雷击特征。本文建立杆塔模型所选输电线路以35kV线 路为主，属供电线路，模拟计算的过程中，可以采用等效抗阻 对杆塔进行替代，将其分别设置为5Ω~15Ω，将杆塔高度设置 为20m，便可得到最终模型。②绝缘模型。本文所建立的绝缘 模型，为绝缘子串模型。在输电线路运行的过程中，一旦发生雷 击，线路的绝缘子串运行状态必然受到影响，部分情况下，容易 出现闪络问题。在该现象出现后，接地现象便会发生，线路则会 出现雷电侵入波。在建立仿真模型时，应充分认识到该问题，并 确定闪络发生时的电压，确保所建立的模型能够准确模拟雷击发 生时输电电路绝缘子串的状态。
基于ATP的输电线路耐雷水平仿真研究
基于ATP的输电线路耐雷水平仿真研究作者：王飞龙来源：《科技创新导报》2019年第24期摘 ; 要：输电线路避雷线保护角，杆塔所在位置地面倾角，杆塔本身的塔型及呼称高，杆塔周围土壤特性，输电线路走廊雷电活动规律及雷电参数均对线路雷击跳闸率有一定的影响。
以在运220kV线路为例，运用电磁暂态专用分析工具ATP，逐一分析上述因素对输电线路雷击跳闸率的影响，仿真结果表明相同条件下酒杯塔的防雷性能要优于猫头塔，杆塔呼称高、杆塔接地阻抗、避雷线保护角、杆塔所在位置地面倾角与线路雷击跳闸率均为正相关关系。
关键词：雷击跳闸率 ;ATP ;输电线路 ;耐雷水平 ;仿真中图分类号：TM863 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0030-04对山区输电线路而言，雷电对其安全稳定运行威胁最大，近几年该领域的研究相对较多，传统的防雷分析对雷电活动特征、地形地貌特征以及杆塔结构等因素考虑不全，分析结果不能准确反映输电线路遭受雷击的概率[1]。
本文以在运220kV线路为例，运用ATP逐一仿真分析了输电线路避雷线保护角，杆塔所在位置地面倾角，杆塔本身的塔型及呼称高，杆塔周围土壤特性，输电线路走廊雷电活动规律及雷电参数对线路雷击跳闸率的影响，为降低该输电线路雷击跳闸率提供了依据。
1 ;背景资料研究的200kV输电线路在2017年发生了一起雷击边相跳闸事故，事故后相关工作人员对该线路段具有代表性的15#、22#、23#、31#和34#塔进行了实地考察，杆塔所处的地貌地质及接地电阻情况如表1所示。
区域雷电分布特征也是影响输电线路耐雷水平的一个重要因素，该区域雷电情况统计数据显示为负极性雷闪活动区域，雷电流幅值大多在36～48kA之间。
2 ;模型建立采用ATP建立模型，仿真分析了本文所研究的输电线路的耐雷水平。
基于EMTP—RV雷击输电线路杆塔的建模与仿真
杆 塔
钢 筋 混 凝 土 单 杆 双杆 无 木杆
ｃ： 波速 ； ｔ ： 时间 ； ｘ ： 到起点 Ｏ的距离； Ｔ： 雷 电 波从 塔 顶 到 塔 基 的 持 播 时 问 。
图 １
由图 ｌ ， 行进 波到达半径 Ｘ Ｉ ＝ ｅ ｔ 时， ｔ ＝ ｔ 。 得 出此 段 垂 直 导 体 的波 阻抗 ｚ （ ｘ １ ） 。同理 ， 可得 出 ｚ （ ｘ ２ ） 由此， 我们可以看 出当ｘ 值 的不 同 ， 其 波 阻抗 也 是 不 同 的 。 所 以 当把 垂 直导 体 进 行 细 化 分割 ， 便 能得 出更 准 确 的 结 果 。
铁 塔
门 型杆 塔 门型 ２ Ａ Ｈ４ 引
无 拉 线 有 拉 线 Ｌ ｌ ／ （ Ｈ・ Ｉ ｒ ｌ ） ０ ． ８ ４ ０ ． ４ ２
拉 线 ０ ． ４ ２ Ｏ ． ５ Ｏ ０ ． ４ ２
引 线 ０ ． ８ ４
Ｌ ０ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ Ｏ ＮＷ Ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ４ ／ ２
能源 ・ 电力
基于Ｅ Ｍ Ｔ Ｐ — Ｒ Ｖ雷击输电线 路杆塔的建模与仿真
王 庆， 何景彦 ， 赵思源 （ 国网 成都市青白 江供电 公司， 四 川 成都 ６ １ ０ ３ ０ ０ ）
【 摘 要】 本文详细介绍了输 电线路系统发生雷击事故 的机理 ， 阐述 了输 电线路杆塔 的三种建模 方法（ 集 中等值 电感模 型、 单一波阻抗模型、 多
１ ． １ 输电线路模型
目前 计 算 杆 塔 的过 电压 。主 要 方 法 是 将 每 相 表 示 为耦 合
学 者们 对 波 阻抗 模 型 进 行 了深 入 的 研 究 ，得 出不 同的 计 算 方法 ： ｌ公 式 法 包括 ： Ｊ ｏ ｒ ｄ ａ ｎ公 式 、 Ｗａ ｇ ｎ ｅ ｒ 公式、 Ｓ ａ ｒ ｇ ｅ ｎ ｔ 公 式、 分 类 杆 塔 波 阻抗 计 算公 式 、 原 武 久公 式Ｉ １ ０ １ 、 Ｙ ａ ｍａ ｄ ａ公 式 ＿ １ ｌ １ ：
特高压输电线路防雷杆塔模型研究
Ｉ Ｅ 和Ｃ Ｇ Ｅ 式 以及Ｙ ｍ ｄ公 式 Ｅ Ｅ ＩＲ 公 ａ ａａ （ ） Ｅ Ｅ Ｉ Ｒ 公 式 １ Ｉ Ｅ 和Ｃ Ｇ Ｅ
ＩＥ 和ＣＧ Ｅ 荐 使用 的杆 塔单 波 Ｅ Ｅ ＩＲ 推 阻抗 计 算公 式 为式 （）其 中 ， ３， 杆塔 用 １ 个
倒锥形 进行模 拟 ：
＝
６ Ｉ［ ｔ０５ａ Ｒ ｈ ） ０ｎｃ （．ｔ （ ／）］ ｏ ｎ
计算表 明， 由多波 阻抗杆塔模型得到的过电压低 于传统杆塔模型 ， 更符合特 高压工程 实际。 在特高压 输电线路 防
雷计算 中， 建议采用 多波 阻抗杆塔模型。 关键 词 ： 特高压输 电线路 ； 杆塔模 型； 波阻抗 ； 电压 ： 过 雷电特性 中图分类号 ： Ｍ ６ Ｔ ８３ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３ ７９ （０ １０ —０ ７ ０ １７ — ５ ８ ２ １ ）３ ０ ３ — ４
带来 杆塔 设计 高度 的不 断提 高 。杆塔 着 雷机会 与其
高度 的平 方成 正 比 ，因此大 跨越 高杆 塔 已然成 为输
电线 路 的薄 弱环节 。为 了提 高 电力 系统 防御雷 电灾
害 的能力 。 就必 须加 强 系统 的绝缘 ， 绝缘 水平 过 高 而
也必 然会 带来 经济 上 的损 失 特 高压 输 电工程 的发 展带 来杆 塔设 计 高度 的提
500kV同塔双回输电线路雷电反击仿真模型的建立与分析_宋阳(1)
k 0 1 2 3 ZAk 181 160 152 138 ZT k 186 160 124 78 Z Lk 1674 1440 1116 702
绝缘子闪络模型 本文计算仍以规程法为基础， 将绝缘子串的 50% 冲击放电电压作为绝缘子串的闪络判据， 将其模拟成 一个电压控制开关，当两端的电压达到其 50%放电 电压时该开关即导通，意味着绝缘子串放电。 1.5 接地电阻模型 雷电冲击下，接地体上会产生火花效应，使得 接地体周围的土壤电离放电，因此可用冲击接地电 阻来表征雷击杆塔后的冲击接地特性。采用 IEC 推 荐的下式可更好地计算冲击接地电阻。 R0 Rt 1 I / Ig 式中，R0 为工频接地电阻值； I为流过接地体的冲击 电流幅值； I g 是土壤发生电离的最小电流，表示为 E Ig 0 2 2πR0 式中， 为土壤电阻率，取 100 m ； E0 为土壤电 离场强，取 400kV/m。
1
1.1
仿真模型的建立
雷电流波模型 我国在电力系统防雷保护计算中，雷电流的标 准冲击波形常用双指数表达式表示 [3]
i t AI m (e t e t )
式中， I m 为雷电流的幅值（ kA）；常数 A、 α 和 β 由雷电流的波形确定。文中选择 2.6/50 μs 双指数波 形，则 A= 1.058 ， = 15000 ， = 1860000 。线路发生 反击时，雷电通道波阻抗取为 300。图 1 是输电线 路发生反击时雷电流波形。
2012 年第 1 期
41
研究ห้องสมุดไป่ตู้开发
图4
雷直击杆塔示意图
300m、 350m、 400m、 450m、 500m、 550m 情况 下，线路的耐雷水平仿真结果如图 7 所示。可知， 随着档距的增大，单回闪络和双回闪络时的耐雷 水平大体呈下降趋势，当档距 <100m 时，反击耐 雷水平随档距的增加急剧减小； 而档距距由 100m 到 400m 时，反击耐雷水平随着档距的增加略有 增大，当档距 >400m 时，随着档距的增加，反击 耐雷水平逐渐减小。
输电线路耐雷特性的仿真研究
位 为：
＝ ，
ｉ ＝ｌ ，２，３，… 一ｎ
电场 强度 可 以 表 示 为 ： Ｅ＝一 ｖ ４
的重要 指标 ， 与 电力系统 的安 全可靠 息息相关 ， 因此输 电线路
耐雷特性的仿真研究具有重要意义。 本文重 点讨论了电力系统 的高压输电线路 中最常见 的两种
仿真 结果分析： 第一， 同一雷 电强度的下行先导， 当其距离线路水平侧 向距 离由近至远变化 时， 下行先导一级定位位置逐渐降低。
雷击故障： 雷击绕 击故 障和雷击反击故障 。
在雷 电绕击特 性研 究方面主要通 过选择 较为适合 的研究 方法， 利用已有现场数据 ， 对典型雷击事件进行了模拟， 建立仿 真模 型， 得 到雷电先导的传播轨 迹， 进而分析输 电线路 绕击特 性。 并通 过改变参数 进行仿真 ， 分析各个参 数对雷 电先导 的传
播 轨 迹 及 输 电杆 塔 闪 络 特 性 的影 响 。 有 助 于今 后 模 拟雷 击 暂 态
第二 ， 当侧 向水平距离很近 时， 雷击击 中地线 ； 随着侧 向水
平距离的增加 ， 雷 电击中导线的概率将增加 ； 而当侧 向水平距离 继续 增大时， 雷 电击 中导 线的概率反而减小 ； 侧 向距离大 到一 定程度时， 雷 电将击中大地 。 第三， 当雷 电流较大时， 随着侧 向距离的增大， 雷 电将从击 中地 线直接过渡到击中大地， 没有击 中导线的现象发生。 第四， 对于相同的侧向距离 ， 较大 的雷电流倾 向于击 中避雷 线， 较小的雷电流倾 向于击 中大地。 由此 ， 我们可以解读 出： 导 线相 对地 线产 生迎 面上行先导 困难 ， 这是 由于导线 在 地线下方， 受到地 线及其先行发展起来 的上行先导的屏蔽作用
基于PSCAD的同塔双回输电线路雷击仿真研究
基于PSCAD的同塔双回输电线路雷击仿真研究同塔双回输电线路是指在一个铁塔上同时安装两条电力输电线路的一种输电方式。
雷击是对电力系统正常运行产生影响的一种天气现象，对同塔双回输电线路的雷击仿真研究有助于了解其在雷击环境下的工作性能，并提出相应的防护措施。
本文将基于PSCAD软件对同塔双回输电线路的雷击仿真进行研究。
首先，需要建立同塔双回输电线路的仿真模型。
可以通过PSCAD软件的图形绘制功能，将铁塔、导线和其它电力设备等元件逐个添加到仿真模型中。
在建立模型时，需要根据实际情况设定合理的参数和变量，并进行适当的简化和抽象，以提高计算效率和准确性。
其次，进行雷击仿真模拟。
雷击是一种电磁现象，当雷暴云中的电荷经过电场的作用达到一定程度时，就会引发雷电放电。
为了模拟雷击过程，可以在PSCAD软件中添加相应的电容、电感等元件，来模拟建立雷电放电的过程。
同时，需要设置合适的电压和电流源，以模拟雷电对同塔双回输电线路的影响。
然后，进行雷击仿真结果的分析。
在进行仿真计算后，可以通过PSCAD软件提供的结果分析工具对仿真结果进行评估和分析。
可以查看线路元件上的电流波形和电压波形，了解雷击对同塔双回输电线路的影响程度。
根据仿真结果，可以找出存在的问题，并提出相应的解决方案和优化措施。
最后，进行防护方案的优化。
根据仿真结果分析的结论，可以针对存在的问题提出相应的防护措施。
例如，可以在模型中添加避雷针或避雷器等防雷装置，来提高同塔双回输电线路的防雷性能。
通过多次仿真实验，可以对防护方案的效果进行评估和优化，以达到预期的防雷效果。
总之，本文基于PSCAD软件对同塔双回输电线路的雷击仿真进行研究，通过建立仿真模型、进行雷击仿真模拟、分析仿真结果和优化防护方案，来了解同塔双回输电线路在雷击环境下的工作性能，并提出相应的防护措施，以提高其防雷能力，保障电力系统的正常运行。
特高压直流架空输电线路雷击仿真研究
０引言根据电网故障分类统计，在我国跳闸率比较高的地区，由雷击架空线引起的跳闸次数约占高压线路运行总跳闸次数的４０％～７０％［１］。
随着我国±８００ｋＶ特高压直流输电工程的启动，架空线的防雷对系统的安全运行极为重要。
我国现行《电力设备过电压保护设计技术规程》推荐的交流输电线路耐雷水平计算方法未考虑线路工作电压的影响。
对于特高压直流输电线路，如果雷击线路杆塔或避雷线时，击中极性与雷电相反的那一极导线或雷绕击极线时击中极线的极性与雷电相同，则绝缘子串承受的电压是雷电冲击电压和直流工作电压之和。
直流输电系统的这些特点使得双极具有不平衡绝缘特性，因此，分析其耐雷水平时应考虑直流工作电压的影响［２］。
国外特高压线路及国内５００ｋＶ直流线路运行经验表明，绕击是造成雷击故事的主要原因［３－６］。
因此，对±８００ｋＶ特高压直流线路进行建模仿真，从理论上揭示绕击易造成绝缘子闪络事故的原因，并与５００ｋＶ直流输电线路的绕击耐雷水平进行比较，分析绕击的小雷电流入侵换流站对设备绝缘的影响，以强化防绕击的措施具有重要意义。
１仿真模型选择ＡＴＰ－ＥＭＴＰ程序搭建计算所需要的各种电气设备的模型，并且建立了一些特殊的元件特性模型。
１．１线路模型由于雷电波含有丰富的高次谐波，而线路参数随频率变化，故在仿真计算中采用ＪＭＡＲＴＩ与频率相关的线路模型，通过输入线路结构参数，由ＡＴＰＤｒａｗ中的标准元件进行计算模拟，表１为各国推荐的特高压线路导线部分结构形式及相关参数［７］。
摘要：特高压直流架空输电线路的防雷对系统的安全运行极为重要。
本文运用ＡＴＰ－ＥＭＴＰ建立特高压输电线路、杆塔、绝缘子串的伏秒特性等计算模型，对特高压直流输电线路三种形式的雷击过电压仿真计算，得出绕击的耐雷水平比雷击塔顶、雷击档距中央避雷线要低。
并与５００ｋＶ直流输电线路的绕击耐雷水平相比较，提出应关注绕击的小雷电流有入侵换流站的可能性以及对设备绝缘存在的威胁。
基于PSCAD的某输电线路耐雷水平的仿真研究
基于PSCAD的某输电线路耐雷水平的仿真研究郭昆丽;宋晓菲;王建波;王猛;张永宜【期刊名称】《计算机与数字工程》【年(卷),期】2017(045)003【摘要】雷击经常造成输电线路杆塔绝缘子串闪络,给电力运行带来很大的影响.论文建立了35kV架空输电线路杆塔的雷电流模型、线路模型和杆塔模型,采用PSCAD/EMTDC仿真软件,分析安装线路避雷器、降低接地电阻等措施的防雷效果.当雷击杆塔顶时,与线路未采取任何防雷措施相比,易击杆两侧安装三组避雷器耐雷水平可提髙5倍,效果明显.仿真分析可为该输电线路防雷措施提供重要的参考.%Lightning often cause is flashover of transmission line tower insulator string, which has brought great influence to the electric power operation.The lightning 35kV overhead transmission lines lightning current model, circuit model and the tower model is established.PSCAD/EMTDC simulation software is used to analyze lightning withstand level effect of the lightning arrester and the reduction of grounding resistance.When the rod tower is struck by lightning, the lightning protection level increases 5 times after installing lightning arrester compared with the lightning protection, and the direct effect is obvious.The simulation analysis can provide an important reference for the lightning protection of the 35kV overhead transmission line.【总页数】5页(P553-557)【作者】郭昆丽;宋晓菲;王建波;王猛;张永宜【作者单位】西安工程大学西安 710048;西安工程大学西安 710048;国网陕西省电力公司电力科学研究院西安 710054;西安工程大学西安 710048;西安工程大学西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之二:输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析 [J], 李明贵;鲁铁成2.高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之三:影响输电线路耐雷水平因素的仿真计算与分析 [J], 李明贵;鲁铁成3.基于PSCAD的同塔双回输电线路雷击仿真研究 [J], 胡其伟;胡晟;陈磊;石果4.基于PSCAD/EMTDC的输电线路单相接地故障仿真研究 [J], 薛易;邱培阳;苏勋文;王笃亭;阳海燕5.基于ATP的输电线路耐雷水平仿真研究 [J], 王飞龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于MATLAB的输电线路雷击与短路故障仿真及防雷分析
⑵普通短路故障情况下的仿真研究
①三相短路情况下的仿真研究
②单相短路接地情况下的仿真研究
③两相短路情况下的仿真研究
④两相短路接地情况下的仿真研究
⑤单相断路情况下的仿真研究
⑥两相断路情况下的仿真研究
⑶仿真结果分析
4、在分析实验数据的基础上，提出相应的输电线路防雷保护措施；
4.2预期目标
近年，国内外开展了应用氧化锌避雷器来降低雷击事故的研究，并已经成功的将避雷器应用到线路上，将复合外套避雷器安装到线路雷电活动强烈或者土壤电阻率和高、降低杆塔接地电阻有困难的线路，以提高线路的耐雷水平。运行经验表明，采用线路避雷器后，能够消除或者大大减少线路的雷击跳闸事故。广东韶关的张峰研究员撰文《浅析输电线路的防雷措施》，文中通过分析输电线路经常遭受雷击的原因，制定整改措施，根据整改的效果和总结在整改过程中的经验，得出降低全线路的接地电阻是防止输电线路雷击跳闸和防止输、变电设备遭雷击损坏的有效措旋。
具体思路及论文的大体框架如下：
1、熟悉MATLAB/SIMULINK的操作环境，特别是其环境下的PSB模型库；
2、建立输电线路遭受雷击时的电流模型；搭建线路仿真模型；[6]～[8]
3、在不同的情况下，实施具体的仿真实验，记录实验数据：[9]～[11]
⑴雷击情况下的线路电流响应仿真
①直击雷时的线路响应仿真
[5]李文斌，刘明波，高压输电线路防雷方法的探讨.广州：《广东输电与变电技术》2009年03期
[6]张猛，王晓峰，赵雷，MATLAB环境下的数字电路仿真[J].长春：《长春大学学报》2005年02期
[7]张丽娜，陈皓，输电线路雷电干扰暂态识别的仿真研究.成都：《四川电力技术》2009 32(3)
基于PSCAD的配电网雷击过电压仿真分析
基于PSCAD的配电网雷电过电压仿真分析雷电过电压分为两类：直击雷过电压和感应雷过电压。
直击雷过电压根据雷电击中输电线路设备的不同部位主要分为2种：1)反击，雷电击中线路杆塔或避雷线致使顶电位升高，导致发生闪络并出现过电压；2)绕击，雷电绕过避雷线直接击中导线，在导线造成过电压。
感应雷过电压即雷击线路附近物体时产生的空间电磁场而在配电线路上耦合产生的感应过电压。
110kV及以上输电线路因杆塔塔身和线路架设高度较高，故容易吸引雷电直击于铁塔或线路。
而35kV及以下配电线路因杆塔高度和线路架设高度低，雷电击于地面而产生感应雷过电压。
根据规程法计算，感应雷过电压的幅值能达到384.6kV。
配电架空线路由于绝缘水平低，易因感应过电压绝缘闪络；而高压架空输电线路，由于本身的耐雷性能较好，感应雷过电压一般不会造成闪络[26]。
上述分析得到高压和配电线路雷击过电压防护重点的不同，故需要进一步通过仿真软件对配网防雷措施进行差异化研究。
3.1 PSCAD仿真软件简介电力系统是非常复杂的，其数学表达式的定义比航天飞行器及行星运动轨迹的定义更要错综复杂和具有挑战性。
EMTDC是具有复杂电力电子、控制器及非线性网络建模能力的电网的模拟分析程序。
对于一个好的技术人员来说它是一个很好的工具，当在PSCAD的图形用户界面下运行时，PSCAD/EMTDC结合成的强大功能，使复杂的部分电力系统可视化。
从20世纪70年代中期起，PSCAD就成了一种暂态模拟工具。
20世纪70年代暂态仿真发生了巨大的变化。
随着计算机的发展，功能强大的文件处理系统可被用在文本编辑等。
PSCAD/EMTDC在20世纪90年代最初创立并使用在unix工作站。
不久，作为电力系统和电力电子控制器的模拟器，它取得了极大的成功。
PSCAD也成为了RTDS-时实数字仿真或混合数字仿真的图形用户界面。
程序EMTDC（Electro Magnetic Transient in DC System）是目前世界上被广泛使用的一种电力系统仿真分析软件，它即可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能（Versatile Tool）工具。
输电线路雷击仿真与识别方法研究
输电线路雷击仿真与识别方法研究摘要：高压输电线路是电力系统的重要组成部分，但高压输电线路距离较长，再加上直接暴露在自然环境中，遭受雷击发生故障的概率较大，进而会对供电输电造成影响。
本文通过仿真雷击过程和故障的发生，分析雷击故障智能系统识别方法的优缺点，以期能够更合理更准确地了解雷击产生状况和影响，通过更切实可行的防雷措施迅速排查电力故障，为电力运行的安全稳定保驾护航。
关键词：输电线路；雷击仿真；雷击识别；杆塔模型；时域波形法前言随着社会经济的快速发展，人们对电力需求不断增长，高压电网建设日益频繁和密集，输电线路覆盖面不断扩大，随之而来的是输电线路中的各种故障也逐渐增多，尤其是雷击事故已经成为威胁电力安全稳定的重要因素。
输电线路雷击事故不仅会影响电力的输送，还对区域生活生产，经济发展造成损失，因此模拟雷击故障，收集相关信息，对雷击与短路故障进行系统分析是处理系统故障，加强防雷措施的基本前提。
输电线路雷击与短路故障的识别可以保证现场故障查找的针对性，对故障的迅速排除具有重大意义。
1输电线路雷击仿真研究雷击会对输电线路造成严重的影响和损坏，但雷电是自然产物，存在不确定性和危险性，而且雷电是气象现象，不是确实存在的固体物质，在实际工作中，难以对雷击现象进行确切的分析和研究，这需要借助模拟技术，通过模拟模型仿真再现雷击过程和雷击在输电线路中的状况，通过实验结果来检验现实影响。
输电线路雷击仿真研究包括，雷电流模型、杆塔模型、输电线模型、避雷器模型、绝缘子闪络模型和冲击电晕模型等，目前研究主要集中在杆塔模型和输电线模型上。
1.1杆塔模型电力系统杆塔模型主要分为以下三种模型：1.1.1集中电感模型较早的杆塔设计高度一般不高于三十米，而且在计算中常常忽略杆塔上波过程，经过单回输电线路的简单分析后就得到杆塔的集中电感模型，在过去一段时间内，规程模型搭建法一直使用这种简单的计算模型，但也存在一定的问题。
比如杆塔被雷电击中时，会产生波的折射、反射，但集中电感模型就不能显示出波的折射、反射，同时也不能体现波带动节点点位的变化效果，难以反映出雷击时绝缘子串上的电压变化特性，所以在具体仿真时会有误差。
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⑧
ｆ． 川岷 江水利 水 电股份 有 限公 司， １ 四 四川 都 江堰 ３上 海 电气工程 设计 有 限公 司 ， 海 ． 上
Ｊ 摘
⑩
６ １ ３ ； ． 国矿 业 大学 ， 苏 徐 州 ２ １ １ ； １８ ０ ２中 江 ２ ｌ６ ２ ０４ ； ． ０ ２ １ ４ 中国 电力科 学研 究 院 ， 京 １０ ９ ） 北 ０ １２
０ 引言
雷 暴 是积 雨 云 强烈 发 展 阶段产 生 的 闪 电现 象 ， 是 云层之 间 、 云地 之 间 、 与空 气之 间 的电位 差增 大 云
网的稳 定运 行
为 了减 少输 电线 路 的雷 击故 障 ，通常 采用 减小
避 雷 线屏 蔽 角 、 加绝 缘 子 绝 缘 长度 、 重屏 蔽 、 增 多 双
提高 防雷水 平 的影 响 。
２１ 雷 电流模 型 。
雷 电流 波形 呈 现 脉 冲形 式 ，其 波 头 时 间ｔ １ ～ 在
４ ｓ 围 内 ， 均 在２６ Ｉ 左 右 ； 峰值 时 间ｔ ０ 范 平 ．ｘ ｓ 半 在２ ～ ５ ｓ 同 内 ， 般取 ５ ｓ 防 雷保护 规 程 中规 定 的 ０ 范 一 ０ 。 标 准 雷 电冲击 波有双 指数 函数 波形 、斜 角 及 提 高 防雷 水 平 因 素 分析
本文 以１ ０ｋ 线 路为 例 ，在Ｐ Ｃ Ｄ Ｖ １ Ｓ Ａ 软件 中建 立 雷 电流 、 塔 、 缘 子 串 闪络 模 型 ， 对 调整 接 地 电 杆 绝 针
阻值 和应 用避 雷器 情况 进行 具体 仿真 ，说 明两 者对
收 稿 日期 ：Ｏ ｏ １－ ６ ２ ｌ － ２ １
余弦波形ｌ ３ Ｉ 。本文仿真计算采用双指数 函数波形 ， 其 表 达式 为 ：
作者简介 ： 夏
松 （９ ２ ）男 ， １８一 ， 四川 万 州 人 ， 大学 本 科 ， 理丁 程 师 ， 事水 利 电 力工 程管 理 工 作 。 助 从
关键词 ： 杆塔 建 模 ； 缘 子 串闪 络建 模 ； 绝 防雷 ；Ｓ Ａ ＰＣ Ｄ
中图 分 类 号 ：Ｍ８ ２ Ｔ ６ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ３ ７ ９ （０ １０ — ０ ７ ０ １７ — ５ ８ ２ １ ）３ ０ ４ — ４
碎 、 至导 线 接地跳 闸的永 久性 故 障 ， 大地影 响 电 甚 极
回路差 接绝 缘 和降低 杆 塔接 地 电阻等 技术 措施 。这 些 措施 中降低 杆塔接 地 电阻值是 最为 灵活 、较 为经 济 、 易实施 、 容 效果 明显 的一 种手 段 。 对 于多 雷 、 但 高 土 壤 电阻率 、 形复 杂地 区的部分 线路 ， 低杆塔 接 地 降 地 电阻难度 较 大 ，防止 绕击 雷对 线路 造成 的故 障仍
夏 松 夏云 忠ｚ杨 丽 朱 宁 辉４赵 磊 ， ， ， ，
要： 雷击经常造 成输 电线路杆塔绝缘子 串闪络 ， 给电力运行带来很大影响。 中利 用Ｐ Ｃ Ｄ 文 Ｓ Ａ 软件分别对雷 电
流、 杆塔和 绝缘 子串进行建模 ， 此基 础上对接地 电阻和避 雷器如何影响杆塔耐雷水 平进 行 了仿真分析 。 在 仿真结 果清楚地 显示出减 小接地 电阻值对提高杆塔耐 雷水平程度 的影响； 在接地 电阻值 不能减 小的情况 下， 通过加装 避 雷器 ． 拟出避 雷器在 绝缘子 串击穿之前 的放 电过 程。 模
输 电线路覆 盖 面不 断扩 大 ，因雷 击 引起 的输 电线路 跳 闸故 障 日益 增多 ， 大地影 响 了生产 和 生活 。 极
１ 输 电线 路 雷 击 情 况 及 预 防 措 施
以某 １０ｋ 线 路 为例 ，该 线 路 全长 ５ ． ｋ 杆 １ Ｖ １ ｍ， ８ 塔 １０ ， ４ 基 导线 为Ｌ Ｊ １ ０ 线路 平均 档距 约 为３ ０ｍ， Ｇ一５ ， ５ 采 用 门型钢 筋混 凝土 双杆 塔 ： 系统 中性 点直 接接 地 ， 全 线采 用Ｇ 一 ５ Ｊ ３ 钢绞线 为 双避雷 线 ， 保护 角 １ 。耐 张 ９； 塔 采 用 ９ Ｘ 一 ．悬 式 绝 缘 子 串 ，直 线 塔 采 用 ８ 片 Ｐ ４５ 片 Ｘ 一 ．悬式 绝缘 子 串 。 Ｐ ４５ 接地 极 为４ 垂直 接地 体 与放 根
飞 机 、 弹等 安 全 飞行 ， 扰 无 线 电通 讯 ， 导 干 而且 击 毁
建 筑物 、 电和通讯 线 路 的支架 、 输 杆塔 等 。 根据 统计 ， 我 国年雷暴 日数分 布大 致为 南方 比北 方 多 ，山地 比
平原 多 ， 内陆 比沿海 多 ｌ 随着 电力Ｔ 业 的迅速 发展 ， ｌ 】 。
没 有好 的对 策 。这种 情况 下考 虑利 用线 路避 雷器 来 降 低雷击 跳 闸率 ，但 是避 雷器 成本 较高 不 能在所 有 杆 塔上使 用 。
到 一定程 度后 的放 电 ， 常伴 有大 风 、 雨 以至 冰雹 和 暴
龙 卷风 ， 是一 种很 猛烈 的局 部灾 害性 天气 。 仅影 响 不
射 型 的水 平 接地体 相 连 ，水 平 接地 体 的敷设 长度 视
接 地 电阻值 而定 ， 部分 杆塔 采用 了化 学 降阻剂 ， 基 每
杆塔 的接地 电阻值 均 符合设 计 要求 。 自线路建 成 投
运 以来 ， 由于该 线路 ９ １ 号 塔 与７ ～ ２ ～７ ３ ９ 号塔 之 间 属 于 强雷 区 ， 已造成 多次 绝缘 子 串沿面 闪络 、 绝缘 子 破
研 究 与 分 析
Ｙ Ｎ ＪＵ ＹＵ Ｆ Ｎ Ｘ Ａ Ｉ Ｅ
ｉＩｅａ ｅ ＝ （－ ） ｔ （） １ 式 中 ： 雷 电流 幅值 ；ｒ卢 别 为 时间 常数 ， ｔ ｔ 伪 ｏ 分 、 ｇ ： ｅ 、 确定 。