输电线路雷电绕击评估方法分析及展望

输电线路雷电绕击评估方法分析及展望

发表时间：2018-01-28T20:01:46.140Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：杨志民

[导读] 摘要：雷电绕击造成输电线路跳闸的状况越来越多，严重的影响到了高压输电变电系统的正常运行。

（铜仁供电局贵州铜仁 554300）

摘要：雷电绕击造成输电线路跳闸的状况越来越多，严重的影响到了高压输电变电系统的正常运行。当前存在很多针对雷电绕击防护方法在受到了具体的计算模型和对雷电的观测技术的制约以及对其中出现的各种参数分析不准确等方面的因素和影响，造成了输电线路对雷电的防护性能不能实施有效的判断。所以，针对当前各种不同类型的雷电绕击发生时对输电线路的影响进行了相应分析，并且针对性的提出了问题的解决方法，希望对我国的电力发展起到一定的推动作用。

关键词：雷电绕击；输电线路；评估方式；雷电参数；

0引言

当前我国在能源中心或电力负荷中心的分布状况存在着比较大的差异性，造成了在电力网当中需要使用较大容量、超远距离及稳定性较高的输电方式来进行电力的传输。通过之前相关的经验可以看出，雷电绕击是导致我国电力线路产生跳闸现象的主要的原因。我国输电线路大部分都处于比较空旷的山野，表现为相互间的纵横交错，实际的传输距离非常的长，可以达到数千米以上，这种状态的输电线路非常容易受到雷击，进而对我国电力事业的发展产生不良的影响。

1.雷电参数

雷电参数就是地闪密度与雷电产生电流幅值发生的概率，属于电力线路中绕击评测结果最为准确的一种参数设置。在之前，因为对雷电监测方面的技术比较落后，对这两种参数的分析在一定的区域内通常只能取其中的一个平均值，并不能有效的体现出不同地区中雷电活动的差异性。在最近几年的发展过程中，因为对雷电定位系统和雷电监测技术的不断开发，使得对雷电参数的监测可以更加的具体化和精确化，进而更加准确有效的表现出高压输电线路在不同地区的抗雷击的能力。

1.1地闪密度

所谓的地闪密度，其实就是代表着一个城市或者一个地区中出现雷电现象的频繁程度，地闪密度和绕击跳闸现象发生的概率成正比状态。在之前，因为受到了监测技术的限制，使得这种参数需要参照理论上的雷电公式来进行计算，在部分的文献中使用的地闪密度估算的公式也有不同的区别，这样我们就可以知道在出现雷电现象之后，所使用不同类型的公式来对地闪密度的计算结果差异性也较大。所以，在绕击评测过程中对地闪密度公式的使用，可以依照不同类型的计算方式来进行计算，但是经常会出现实际结果差异较大的状况，为绕击评估结果带来不确定性的影响因素。

1.2雷电电流幅值的分布

雷电流的幅值主要是通过高杆、高塔以及比较高大的建筑物上面安装测量电流装置的方式，来对电流的实际幅值进行测量，在通过数百个电流幅值的数据来对电流幅值出现的概率值进行监测，或者通过雷电流幅值出现的概率密度的具体分布曲线来进行分析。通过相关公式的分析我们可以得出，雷电流在经过测量之后得到的数据相对比较准确，但是缺点在于收集到的样本太少，通常都是数百个左右；从另一个方面来看，雷电定位系统中对雷电流幅值的分析提供出了全新的计算思路，因为雷电定位系统的实际检测效率非常高，所以我们可以获得更多、更准确的雷电流的数据信息，甚至还可以依照地闪密度中具体的数据计算方式，形成对塔杆附近区域内雷电流的幅值来进行分析。

2.雷电绕击模型分析

当前输电线路中出现的几种绕击模型的评测方式主要有：规程法、电气几何分析法、模型导入法等。

2.1规程法

规程法属于一种参照电力网运行多年经验的基础之上，通过小尺度放电实验结果所得到的绕击计算公式，参照DL/T620-1992，其中输电线路出现雷电绕击的概率可以参照公式（4）中来进行计算：

规程法所使用的经验公式形式相对比较简单，工程应用相对比较便捷，但是其中的方式和方法并没有真正的涉及到雷击的整个过程中，在工程使用过程中出现的规程法是无法对一些被屏蔽掉或者是失效的现象进行分析的，所以说规程法在某种程度上是有着一定的局限性的。

2.2电气几何模型

通过电气几何模型可以将雷电绕击电流幅值和击距之间形成有效的联系，认为两者相互之间存在着某种特定的函数关系，即：

一些相关学术研究学者则认为，大地对雷电的吸收能力和导线、避雷设备相比有着比较大的差异性，因此建议使用其他的系数进行相应的校正。通过对击距的分析，雷电绕击的输电线路问题是电气几何的核心问题，通过对避雷线及其各自击距的有效分析，当雷电下行首先传入到地下导线或者是避雷针中的导线部分，则证明已经产生了雷电绕击或者是避雷线正在进行电流传导。我们在对击距和大地雷击的距离位置进行分析，通过几何图的方式得到了暴露弧或地面上投影距离，使用不同类型的极端方式对输电线路出现电流幅值所产生的雷电绕击概率进行计算。

3.分析输电线路中雷电绕击的影响因素

通过上述对电气模型的分析，是提出雷电绕击模型发展的一个非常重要环节，这种模型受到了国际上相关研究学者的一致好评。当前

在上海市比较推荐使用电气几何模型来进行分析计算。但是我们需要认识到的是，电气几何模型尽管在使用上比较方便，但是也在很大程度上简化了雷电绕击的过程，所以说，这种模型在准确性和适用性方面还是存在较大的不足。所以在国内外的学者中都是以几何模型作为主要基础，陆续开展大量的研究，并对其中存在的影响因素问题进行了分析：

3.1受地形方面因素的影响

在输电线路的实际工作环境当中，经常会遇到一些地形比较复杂的区域，通过相关运行经验可以看出，复杂化的地形对雷电绕击线路产生了比较明显的影响；所以说，当前很多学者以几何模型作为基础，并在此基础之上对相对比较复杂化的地形展开有效的评估和研究。在对一些比较复杂化的地形研究过程中，电气几何模型的计算研究可以通过相应的文献来进行，将输电线路的具体位置选择在山顶、山坡或者是山脚这三个方面，针对性的研究了山区环境，实现对输电线路所产生雷电绕击相关计算问题的有效解决。

3.2档距内弧垂的影响

弧垂的存在可能会造成两基塔杆之间的导线、避雷线在高度上存在着一定的差异性，还有一些相关的学者认为，通过导线和避雷线的平均高度不能反映出整体档距的防雷功能，并且不能及时的对其实施估算，建议将档距实施更加准确的分层，要求得到每一个分段的雷电绕击跳闸率，继而得到整个档距的绕击跳闸率。例如：依照档距内部的不同的位置的导线、避雷线对地面上的高度绘制出绕击面，并且以此为基础来估算出档距的雷电绕击的实际跳闸率。

4.结束语：

通过对输电线路雷电绕击评估方式的分析，可以看出当前我国电力输送所采用的高压输电形式是保证这种长距离输电稳定性的必要条件。经历长时间的发展，我国在输电线路稳定运行上受到了各个方面因素的影响。通过之前相关的经验可以看出，雷电绕击是导致我国电力线路产生跳闸现象的主要原因。我国输电线路大部分都处于比较空旷的山野，表现为相互间的纵横交错，实际的传输距离非常的广，可以达到数千米以上，这种状态的输电线路非常容易受到雷击，所以说对我国电力企业来讲，必须要做好电力输送的防雷击工作，保证我国电力事业的稳定发展。

参考文献：

[1]司马文霞,李建标,杨庆,袁涛,伏进. 雷电先导分形特性及其在特高压线路耐雷性能分析中的应用[J].高电压技术,2015,36(01):86-91.

[2]李永福. 输电线路绕击耐雷性能的非线性解析分析模型及其在差异化防雷中的应用[D].重庆大学,2014

[3]司马文霞,杨庆,李永福,范硕超. 输电线路雷电绕击评估方法分析及展望[J].高电压技术,2015,41(08):2500-2513.