110kV双回线路格构式复合材料杆塔雷电防护研究

应用复合材料杆塔需要经济的、适于杆塔材料和结构特点、并能有效提高杆塔雷电性能的雷电防护设计方案。为此,以110 kV线路杆塔为目标,首先从电气要求和经济成本方面考虑,提出了由复合材料塔头和金属角钢塔身组合而成"半绝缘结构格构式复合材料杆塔"的设计方案。针对该结构的复合材料杆塔,分析了避雷线和接地引下线的架设与否对线路雷电性能的影响,提出了杆塔应采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的防雷方案。针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性能和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了复合材料真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过理论计算,获得了110 kV双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能。计算结果表明:与同电压等级铁塔雷电性能相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为7Ω和20Ω条件下,杆塔的耐雷水平分别提高了81%和94%,雷击闪络跳闸率降低了71%和82%。     

110kV双回线路格构式复合材料杆塔电气结构设计

电气结构设计是110 k V格构式复合材料杆塔应用所关注的焦点问题,其重点在于如何提高防污和防雷性能。首先针对杆塔复合材料的绝缘特性进行了分类、分项测试,结果表明E型玻璃纤维增强型环氧树脂复合材料满足绝缘材料电阻特性要求,可用于制作绝缘杆塔。结合考虑断线张力等因素,通过污秽试验和电场仿真计算,确定了横担采用格构式横担悬挂加装均压环的FXBW-35/70防污型复合绝缘子的防污设计,试验表明,其污耐压高达145 k V。杆塔防雷须采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的方案;针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。结合理论计算,获得了110 k V双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能,与同电压等级铁塔相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为20Ω条件下,杆塔的耐雷水平提高了94%,而雷击闪络跳闸率降低了82%。综上,110 kV双回线路格构式复合材料杆塔采用提出的电气结构设计,具有更好的防污和防雷性能。     

基于雷电冲击特性的同塔多回输电线路并联间隙配置

由于同塔多回输电线路相导线数量多,并联间隙配置方式复杂且不同配置方式下的耐雷性能各异。结合广州供电局同塔双回及同塔三回输电线路,基于对实际运行绝缘子串并联间隙雷电冲击放电特性及耐雷性能的分析,提出了同塔多回线路防雷性能最优的并联间隙配置方案,并研究了并联间隙防雷保护的有效性。结果表明,绝缘子串并联间隙雷电冲击50%放电电压为无间隙绝缘子串的80%左右,前者伏秒特性曲线在后者下方,并联间隙与绝缘子串可以形成良好绝缘配合;试验冲击闪络电弧均可疏导至间隙空气中燃烧,并联间隙有效保护了绝缘子串;同塔多回线路通过并联间隙形成回路间差绝缘,能够有效降低多回同跳概率。     

750kV同塔双回输电线路空气间隙放电特性研究

为取得我国750 kV同塔双回输电线路的设计依据,结合我国西北电网公司即将建设的750 kV同塔双回输变电线路工程,试验研究了750 kV同塔双回线路真型塔空气间隙操作冲击(含长波前时间)、雷电冲击和工频电压。采用升降法获得了3~7 m距离的杆塔空气间隙操作冲击、雷电冲击放电特性曲线,采用闪络法获得了1~4 m距离杆塔空气间隙的工频放电特性曲线;研究了不同杆塔宽度对放电电压的影响。试验表明,操作冲击和工频放电电压随着杆塔宽度的增大而降低。通过分析提出了不同海拔高度750 kV同塔双回线路相地最小绝缘间隙推荐值,该结果接近IEC等国外类似试验,证明了其可比性和可靠性。     

220kV/110kV 同塔四回线路耐雷性能研究

计算了深圳鹏城-新田双回220kV输电线路中3段220/110kV同杆并架四回线路的雷电绕击跳闸率和雷电反击跳闸率,分析了减小避雷线保护角、采用不平衡绝缘和安装线路型避雷器等措施对雷电反击跳闸率的影响.提出了减小避雷线保护角至0°、降低杆塔冲击接地电阻至10Ω、在一回110kV线路上增强绝缘、在另一回110kV线路上安装绝缘子并联间隙以及在高土壤电阻率地区或雷电易击处的一回110kV线路上装设线路避雷器等降低雷电反击跳闸率的措施.     

110kV双回线路管型复合材料杆避雷线架设与接地方案研究

我国学者尝试在雷电活动强烈、污秽严重地区的110 k V架空线路应用复合材料绝缘杆,以提高相对地空气间隙距离和爬电距离。然而绝缘水平的提高,复合材料杆还是否需要架设避雷线以及避雷线接地引下线,是防雷面临的关键技术问题之一。针对典型110 k V复合材料杆,对比研究未架设避雷线的复合材料杆与架设避雷线的同电压等级、相同导线高度铁塔线路的雷电性能,考虑2种杆塔线路引雷能力、雷电冲击绝缘强度以及建弧率等因素的差异,发现:2种杆塔线路引雷能力间的差异可以忽略;未架设避雷线的复合材料杆雷电冲击绝缘强度是铁塔的3.5倍,建弧率为铁塔的53%,但是反击耐雷水平仅为24.5 k A,雷击跳闸率高达1.13次/(100 km?a),均明显劣于铁塔。据此,推荐110 k V复合材料杆架设避雷线。然后,对比估算避雷线不同接地方案下雷电性能的差异发现:避雷线若不经引下线接地,则复合材料杆雷电性能明显劣于铁塔,但若经引下线逐杆接地,则雷电性能显著优于铁塔。因此,提出避雷线应逐杆接地。综上所述,110 k V复合材料杆线路防雷接地方案应当采用架设避雷线,且通过金属引下线逐杆接地的设计。     

并联间隙配置方式对220kV同塔双回输电线路防雷效果的研究

并联间隙又称招弧角间隙或引弧角间隙,目前已被广泛地应用于输电线路防雷中。采用ATP软件对典型的220kV同塔双回杆塔建立了线路模型以及绝缘子先导闪络模型,在2~4个并联间隙的不同配置方案下,分别计算线路的单回及双回闪络耐雷水平,得到了最优配置方案。计算结果可作为同塔双回输电线路的防雷设计和运维的参考依据。     

1000kV/500kV特、超高压同塔4回交流输电线路雷电性能仿真分析

为准确评估1 000kV/500kV超特高压同塔4回输电线路的雷电性能,基于电磁暂态程序(EMTP)和改进后的电气几何模型(EGM)分别对这种线路的反击、绕击耐雷水平及雷电跳闸率进行了仿真研究。分析了同塔多回线路中500kV线路不同相序排列、不同间隙长度及不同杆塔冲击接地电阻对反击跳闸率的影响,并对比计算了1 000kV线路不同绝缘子串布置方式下线路的雷电绕击性能。最后根据研究结果,指出了500kV线路的绝缘配合是1 000kV/500kV混压同塔4回线路防雷的薄弱点所在,并提出通过加强500kV线路的绝缘水平、优化1 000kV线路绝缘子的布置方式等措施,能有效改善线路雷电性能、降低雷击跳闸率,可用于指导工程设计。     

某矿区110kV主变雷害事故原因及改造措施仿真分析

针对一起矿区变电站110 kV主变遭受雷害事故原因进行深入分析,并对相关直流电阻测试和油色谱分析数据进行分析以及对现场35 kV线路进行勘察,发现由于35 kV线路遭受雷击,不能有效限制雷电冲击过电压波峰值,导致雷电过电压波成功侵入到变压器35 kV侧,损坏主变绕组绝缘。针对上述原因,提出对进线段采取差异性防雷改造,对变电站前四级杆塔安装可调试过电压保护间隙,通过调整间隙动作值,逐级进行保护。并通过ATP-EMTP电磁暂态仿真软件对进线段差异性防雷改造前后的雷电防护效果进行仿真对比分析。     

110kV输电线路复合材料杆塔特性试验研究

为了研究110 kV复合材料杆塔特性,对2种不同接地方式下的110 kV单杆双回复合材料杆塔进行了相地操作冲击、雷电冲击、工频污闪等电气特性的试验研究,并对3种结构形式的110 kV复合材料杆塔进行了6种典型工况下的结构荷载试验.根据复合材料杆塔试验结果得出:110 kV复合材料杆塔在合适的接地方式下,杆塔的绝缘水平有...     

220kV同塔4回输电线路防雷研究

任何超高压、高压输电线路均要考虑防雷,同塔多回线路也不例外。文章结合初步设计的4层、6层同塔4回塔型,分别对上海电网220kV同塔4回线路的雷电反击和绕击性能进行研究。通过计算线路的反击耐雷水平、绕击特性和总的雷击跳闸率,研究了各种因素对线路防雷性能的影响,并结合上海电网的实际情况给出杆塔的雷电冲击绝缘水平和防雷优化措施。     

35kV配电线路绝缘子串与多断点灭弧防雷间隙雷电冲击绝缘配合研究

多断点灭弧防雷间隙能有效降低35 kV配电线路雷击跳闸率,但目前暂无对多断点灭弧防雷间隙和绝缘子的雷电冲击绝缘配合的研究。因此,对35 kV玻璃、复合绝缘子串及不同间隙距离的多断点灭弧防雷间隙进行雷电冲击特性和伏秒特性的实验研究。实验结果表明：多断点灭弧防雷间隙能够在雷击后有效保护绝缘子;有效相同间隙距离下,多断点灭弧防雷间隙的绝缘水平要高于并联间隙;通过实验给出多断点灭弧防雷间隙的有效保护距离。此结论可为安装多断点灭弧防雷间隙的工程提供参考。     

35 kV架空送电线路防雷用并联间隙研究

为解决35 kV架空送电线路的雷击问题，提出采用并联间隙防雷保护方案，分析了其保护原理，设计了35 kV线路防雷用并联间隙的结构尺寸；对并联间隙试品进行了大量的雷电冲击和工频电弧试验，结果表明并联间隙能有效保护绝缘子串和导线免于雷击引起的工频续流电弧的烧蚀；计算了带并联间隙线路的雷击跳闸率，建议将3片绝缘子增加为4片，加装并联间隙不会引起线路跳闸率增加。     

特高压倒V型串杆塔间隙放电特性及绝缘配置分析

为得到特高压同塔双回线路新型倒V串杆塔间隙绝缘配置,建立了特高压双回倒V串全尺寸试验塔头,开展了倒V串高压电极对杆塔构架不同间隙距离下的放电特性试验研究,获得了工频电压、1 000μs长波前冲击电压和雷电冲击全电压类型放电特性曲线。结果表明对于3种电压类型,下相间隙50%放电电压梯度均高于中相间隙,其中,下相间隙1 000μs波前操作冲击放电电压梯度较中相间隙高4.6%。结合特高压交流系统电压特点,提出了海拔1 000 m条件下特高压同塔双回线路倒V串间隙配置推荐值,工频电压控制间隙取2.9 m,操作过电压控制间隙取6.5 m,平原和山区雷电防护间隙分别取6.7 m、7.2 m。     

110 kV架空输电线路复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验

为了将复合材料杆塔应用于输电线路,以便解决或降低雷击污闪故障问题,有必要进行复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验。试验结果表明,聚氨酯复合材料在受潮、淋雨等条件下仍具有一定的绝缘性,作为杆塔材料可以提高杆塔的绝缘水平;110 kV复合材料杆塔,在地线顺线方向引出、悬空引下接地方式下,与常规铁塔相比,相地间隙增加了70%,相地雷电冲击放电电压增加了约75%,爬电距离增加了约40%以上;在Ⅲ级污秽条件下,相地污秽耐受电压为相地最大工作电压的2.5倍以上;杆塔的整体强度,满足各工况下荷载的要求,杆塔的挠度比常规铁塔大。挂网运行的2基110 kV同杆双回半复合材料杆,在1年多时间的实际运行中情况良好。     

文110 kV架空输电线路复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验

为了将复合材料杆塔应用于输电线路,以便解决或降低雷击污闪故障问题,有必要进行复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验。试验结果表明,聚氨酯复合材料在受潮、淋雨等条件下仍具有一定的绝缘性,作为杆塔材料可以提高杆塔的绝缘水平;110 kV复合材料杆塔,在地线顺线方向引出、悬空引下接地方式下,与常规铁塔相比,相地间隙增加了70%,相地雷电冲击放电电压增加了约75%,爬电距离增加了约40%以上;在Ⅲ级污秽条件下,相地污秽耐受电压为相地最大工作电压的2.5倍以上;杆塔的整体强度,满足各工况下荷载的要求,杆塔的挠度比常规铁塔大。挂网运行的2基110 kV同杆双回半复合材料杆,在1年多时间的实际运行中情况良好。     

220kV引两双回雷击跳闸原因分析

减少避雷线的保护角或采用负保护角,在架空线路下架设耦合地线,在杆塔或避雷线上安装方绕击侧向针,在同塔双回线路雷击易击段的杆塔上均安装线路避雷器,可以采用差绝缘配置方案,其中一回线路采用并联间隙或线路避雷器进行防雷保护,另一回线路的绝缘水平适当加强或保持不变。     

高海拔地区500kV输电线路用复合绝缘子与并联间隙的绝缘配合

为丰富并联间隙用于在高海拔环境下500kV电压等级线路的绝缘配合研究,在2 100m海拔下对不同结构的500kV输电线路复合绝缘子用并联间隙进行了冲击击穿特性试验,并比较了不同结构并联间隙冲击击穿特性的差异。同时,根据雷电冲击试验和操作冲击结果,参考绝缘子串与并联间隙的绝缘配合原则,得到了合适的并联间隙间距。研究结果表明:3 780mm棒形并联间隙、3 780mm环形并联间隙2种并联间隙适合2 100m海拔的500kV线路工程运用,可满足保护绝缘子及线路绝缘的双重要求。研究结论可为并联间隙的工程设计提供支持。     

架空输电线路的防雷与接地

通过对架设在双水泥杆及单水泥杆上的110kV、220kV输电线路雷电危害原因、原理进行分析,提出了雷电的防护对策。采用安装线路避雷器、降低杆塔冲击接地等方法,有效地解决了110kV、220kV输电线路的防雷与接地问题。     

针对某35kV配电线路防雷问题的探讨

雷击是导致35 kV配电线路故障的重要原因之一。丘陵地区雷电活动频繁,对35 kV架空线路的安全运行危害极大。衡量线路防雷性能优劣的重要指标有两个:一是线路雷击跳闸率;二是线路耐雷水平。分析了河南某35 kV线路防雷现状,认为线路耐雷水平不高、运行维护不到位、防雷措施不够完善是导致35 kV配电线路雷击跳闸率高的重要原因。结果表明:采取全面检测绝缘子,更换劣质绝缘子、加装带间隙的线路避雷器、提高线路的绝缘水平、采用输电线路绝缘子并联间隙技术保护改造方案、架设避雷线等多种措施进行综合治理,可以大幅度减少雷害事故。