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。     

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。     

35kV管型复合材料杆塔并联间隙防雷保护方案

为了充分利用35 kV双回线路管型复合材料杆塔本身性能的优点,需设计合理的雷电防护方案。为此,针对雷害程度不同的地区,提出了2种并联间隙防雷保护方案,分别采取了接地引下线外置和内置的引下方式,并在复合绝缘子横担上设计制造了相应的并联间隙装置。在2种并联间隙雷电防护方案下,对35 kV复合材料真型塔头进行了雷电冲击放电试验,确定了合适的并联间隙尺寸以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过规程法的计算分析结果表明,与同电压等级一般铁塔的防雷性能相比,2种方案下35 kV双回线路管型复合材料杆塔的雷电冲击绝缘强度分别提高了67%和125%,耐雷水平分别提高了58%和109%,雷击闪络跳闸率分别降低了31%和60%。研究结论可为35 kV复合材料杆塔的防雷设计提供参考和依据。     

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复合绝缘杆塔防雷设计浅析

复合绝缘杆塔是线路杆塔结构发展方向之一,其目前在研的防雷设计形式主要有不架设避雷线、架设避雷线时不接地、避雷线分段通过泄流塔接地、避雷线顺线方向悬空接地等几种,而防雷设计形式直接影响输电线路的防雷性能。为此,笔者从防雷的角度出发采用ATP/ATPdraw仿真软件以典型110 kV复合绝缘杆塔输电线路建立模型针对目前几种防雷设计形式进行仿真计算,对其耐雷水平及雷击跳闸率进行了分析和讨论。仿真分析结果表明:在目前这几种防雷设计中,对于110 kV复合绝缘杆塔输电线路采用避雷线顺线方向悬空接地时,其综合防雷效果是比较好的。研究结论可为复合绝缘杆塔输电线路防雷设计、防雷改造以及线路运维提供参考和依据。     

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...     

避雷线绝缘架设对杆塔雷电流分配的影响

建立了避雷线全线绝缘架设的输电线路雷击模型,研究了雷电流幅值、杆塔接地电阻和杆塔档距对杆塔处雷电流分配特性的影响规律。研究结果发现:雷电流较小的情况下,雷电流分配主要受避雷线绝缘间隙击穿个数的影响;如雷电流幅值为1 k A时,避雷线绝缘架设和直接接地时的分流系数最大差别为9%;雷电流幅值大于20 k A,击穿间隙个数等于或大于5个时,雷电流分配不再受避雷线绝缘架设的影响,而是主要受杆塔接地电阻的影响。因此计算线路的耐雷水平时不需要考虑避雷线绝缘架设的影响。     

修水至渣津110kV输电线路防雷设计分析

本文首先对雷击高压输电线路故障原理进行分析,然后根据110kV修渣线工程在防雷设计中实施的改善接地网敷设方式、降低杆塔土壤电阻、架设避雷线及耦合地线、增加绝缘强度等五种设计方案进行分析,总结经验,以供参考.     

超高压交流输电线路融冰避雷线绝缘架设对杆塔接地安全的影响EI北大核心CSCD

融冰避雷线绝缘架设方式会对短路电流的分配路径造成影响,进而影响到杆塔接地安全性能。为确保杆塔接地安全,建立了全线绝缘避雷线输电线路短路模型,探讨了避雷线绝缘间隙击穿与短路电流的关系,分析了融冰绝缘避雷线杆塔入地电流,研究了架设绝缘避雷线后对杆塔接地安全的影响。结果表明,架设绝缘避雷线后杆塔入地电流主要由绝缘间隙击穿情况决定;绝缘避雷线间隙发生临界击穿时,将会产生很大的杆塔入地电流,杆塔接地安全受到严重威胁。避雷线直接接地时,杆塔接地装置的安全性能基本满足规程要求;而架设绝缘避雷线后,杆塔接地装置的安全性不能满足规程要求。因此架设绝缘避雷线将严重影响到杆塔的接地安全。     

超高压交流输电线路融冰避雷线绝缘架设对杆塔接地安全的影响

融冰避雷线绝缘架设方式会对短路电流的分配路径造成影响,进而影响到杆塔接地安全性能。为确保杆塔接地安全,建立了全线绝缘避雷线输电线路短路模型,探讨了避雷线绝缘间隙击穿与短路电流的关系,分析了融冰绝缘避雷线杆塔入地电流,研究了架设绝缘避雷线后对杆塔接地安全的影响。结果表明,架设绝缘避雷线后杆塔入地电流主要由绝缘间隙击穿情况决定;绝缘避雷线间隙发生临界击穿时,将会产生很大的杆塔入地电流,杆塔接地安全受到严重威胁。避雷线直接接地时,杆塔接地装置的安全性能基本满足规程要求;而架设绝缘避雷线后,杆塔接地装置的安全性不能满足规程要求。因此架设绝缘避雷线将严重影响到杆塔的接地安全。     

基于ATP-EMTP的全复合材料电杆线路防雷技术研究

复合材料电杆作为一种新型的输电线路电杆,因其具有绝缘性能强、耐腐蚀性好和质量轻等优点,应用于我国配电网线路可以有效提高线路绝缘性能,降低雷击跳闸率,提升线路整体技术经济性。以6 kV复合材料电杆的耐雷性能为研究对象,基于ATP-EMTP仿真分析平台,深入分析了复合材料电杆塔头的结构参数与分段接地方式对线路耐雷性能的影响,提出了较优的塔头结构和防雷接地方案。以某工程线路为例,塔头尺寸较优化前减小40%,优化后的接地方法较全线逐塔接地减少安装3/5的接地引下线,同时满足防雷考核指标,技术和经济性均有较大的提升。     

110 kV绝缘杆塔输电线路雷电侵入波过电压研究

为充分发挥复合材料杆塔效能,研究取消架空地线和接地引下线,形成全绝缘杆塔;考虑绝缘杆塔失去原有泄流路径,雷电过电压沿导线传播可能危害到变电站设备,在进线段采用铁塔以增加雷电侵入波的泄流。通过ATPEMTP仿真计算110kV复合材料绝缘杆塔和进线段铁塔的耐雷水平,研究雷电侵入波对进线段铁塔及变电站设备的影响和在铁塔安装避雷器的必要性。结果表明:不安装避雷器时,110kV绝缘杆塔线路段由幅值9kA的雷电流造成的过电压可导致进线段铁塔闪络,传播至变电站的过电压幅值约800kV;在进线段两端铁塔三相安装线路避雷器,可有效抑制雷电侵入波过电压,进线段铁塔可耐受40~45kA雷电流侵入波过电压,同时110kV变电站内过电压低于300kV,满足规程要求。     

避雷线绝缘架设对变电站地网分流系数影响的研究

地网分流系数反映了变电站接地系统对短路电流的分流能力,变电站地网分流系数的合理选择是变电站接地安全设计的基础。变电站内发生短路故障时,短路电流主要通过变电站地网和避雷线-杆塔接地系统分流,融冰避雷线绝缘架设后,输电线路杆塔无法参与到短路电流的分配,从而影响变电站地网分流系数,因此有必要针对避雷线绝缘架设后地网分流系数进行研究。本文利用ATP-EMTP建立避雷线绝缘架设前后变电站短路仿真模型,分析了避雷线绝缘架设前后地网接地电阻、杆塔接地电阻、进出线回路数、避雷线型号对地网分流系数的影响,同时提出了降低地网分流系数的方法。研究结果表明,避雷线绝缘架设后地网分流系数增加10%~40%左右,避雷线绝缘架设前后地网分流系数与地网接地电阻、杆塔接地电阻、进出线回路、避雷线型号相关,并且二者的变化趋势并不相同。避雷线绝缘架设后,在变电站出口处6~8基杆塔处设置临时接地点,地网分流系数可以有效降低18%左右。     

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。     

基于EMTP的35 kV线路架设避雷线提高耐雷水平的研究

基于经济的原因,我国35 kV架空线路通常不安装避雷线,而35 kV单回输电线路途经高山多雷地带,极易遭受雷击,威胁电气设备安全运行,引起跳闸事故。基于35 kV架空线路雷电活动特征及线路参数,在ATP-EMTP电磁暂态仿真软件中建立35 kV线路耐雷水平计算模型。输电线路采用J.Marti模型,杆塔采用集中参数模型,雷电流采用Heidler模型,通过MODEL模块建立杆塔的冲击接地电阻模型和相交法闪络判据绝缘子模型。基于二分法原理,改变雷电流幅值,对35 kV架空线路有无避雷线的情况分别进行仿真计算,并改变接地电阻的大小,计算直击雷耐雷水平,得出安装避雷线的同时降低杆塔接地电阻能有效提高35 kV架空线路的耐雷水平。     

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同塔四回输电线路反击耐雷性能影响因素

采用ATP-EMTP软件建立仿真模型,对220 kV同塔四回输电线路反击耐雷性能进行了仿真计算和分析。分析了雷击杆塔塔顶时,杆塔塔身及各横担不同部位电位分布,并讨论了杆塔高度、杆塔冲击接地电阻、土壤电阻率、绝缘水平等因素对线路反击耐雷性能的影响。结果表明：低土壤电阻率地区杆塔接地电阻对线路反击耐雷性能影响不明显,高土壤电阻率地区降低杆塔接地电阻能够提高线路耐雷水平;需要根据实际条件尽可能地降低杆塔高度;线路各层导线可以采取不同的绝缘水平。     

丘陵地区35kV架空线路防雷分析

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。为提高耐雷水平,在分析线路防雷性能后提出了降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘、特殊地段增设架空避雷线、安装线路避雷器、架设耦合地线等多种防雷措施。对比雷害严重的35 kV线路综合防雷措施改造前后,结果表明,丘陵地区35 kV架空线路的综合防雷措施改造能大辐度减少雷害事故。     

±800kV同塔双回直流线路杆塔空气间隙的放电特性影响因素研究

±800 kV同塔双回线路电压等级较高,且杆塔形状和杆塔尺寸较±500、±660 kV直流输电线路杆塔都有很大差别,因此其空气间隙的放电特性有不同特点。为选择合适的±800 kV同塔双回直流线路空气间隙距离值,对影响±800 kV同塔双回输电线路杆塔上、下层空气间隙冲击放电特性的因素进行了真型尺寸模拟试验研究。研究了下层塔身宽度对杆塔下层间隙操作冲击放电特性的影响,均压环尺寸对直流V串塔头空气间隙放电特性的影响,直流运行电压对塔头间隙冲击放电特性的影响,±800 kV同塔双回输电线路杆塔下横担对上层间隙操作冲击放电特性的影响,并校核了下横担到上导线距离减小后杆塔的耐雷性能。研究结果表明:原有的塔身宽度对间隙操作冲击放电影响的修正公式已不适用于±800 kV同塔双回直流线路塔头;均压环尺寸大小与放电电压正相关;导线直流电场对间隙的放电路径有明显影响,但对放电电压影响不大;杆塔上导线到下横担的间隙距离可适当减小,但间隙距离减小后,杆塔的反击耐雷性能及绕击耐雷性能都略有降低。该研究结果可用于指导±800 kV同塔双回输电工程的设计。