避雷针端部曲率半径对雷击接闪效能的影响

通常认为避雷针端部曲率半径越小,端部附近电场越强,雷击接闪效能越强;一些学者认为不同高度避雷针端部曲率半径对接闪效能的影响不同;还有学者则认为曲率半径对接闪效能没有影响。因此,研究避雷针端部曲率半径是否影响其雷击接闪效能对新型避雷针的设计研发和工程应用具有指导意义。论文开展了针–板间隙下不同曲率半径避雷针流注放电与先导放电模拟实验,结合实验室针–板间隙和避雷针–雷云超长间隙放电的空间电场计算,对曲率半径是否影响避雷针迎面流注和迎面先导接闪效能进行了分析。结果表明,不同曲率半径下避雷针流注放电起始时刻差异<0.22μs,发展速度差异<5%;当曲率半径小于临界半径时,避雷针连续稳定先导起始时刻差异<1.27μs,发展速度差异小于5%;自然雷电环境下,避雷针端部曲率半径的变化仅对端部附近区域电场产生影响。研究表明,避雷针端部曲率半径对其雷击接闪效能几乎不产生影响。     

一次自然雷击过程的光学观测分析

雷击过程光学观测是研究雷击放电物理过程最直观的手段,长期坚持开展自然雷击放电光学观测有助于改善我国雷击光学观测数据匮乏的现状。鉴于此,分析了一次下行先导并未与迎面先导相连接的雷击放电过程的光学观测结果。根据观测结果,获取了下行先导和迎面先导的发展轨迹,计算得到了先导发展的特征参数,包括:负极性下行先导2维发展速度为(1.98~7.28)×105 m/s,平均值为3.78×105 m/s;正极性迎面先导2维尺度达到56.99m,2维发展速度为4.8×104~3.08×105 m/s,持续时间为(462.5±18.5)μs。由于观测对象高度接近我国特高压同塔双回输电线路杆塔高度,观测的迎面先导发展过程可为这类线路的防雷设计提供参考。对下行先导未与迎面先导相连接的原因进行了初步分析,证实了在下行先导发展随机性的影响下,迎面先导起始并不能保证成功拦截下行先导。最后对未来开展自然雷电光学观测研究应采用的观测方法提出了建议。     

避雷针保护范围不能“绝对化”

分析了避雷针的防雷保护原理和影响避雷针保护范围的主要因素。通过实例比较了避雷针防雷保护范围的计算方法,讨论了避雷针防雷保护范围的计算公式,认为影响避雷针防雷效应的主要因素无法定量,其保护范围只相对于被保护物在此空间内遭受雷击的概率而言。避雷针保护范围不能“绝对化”。     

论避雷针的功与过

对避雷针的避雷作用进行了研究。通过一些雷击事故的分析，阐述了影响避雷针避雷效果的因素。指出避雷针对防直击雷是有效的，不可一概而论。     

能够保护被保护物的2支避雷针最大距离的确定

根据行业标准DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》,通过进一步推导标准中2支等高避雷针间与2支不等高避雷针间的保护范围公式,得出了2支避雷针高度在不超过30m、30m和120m之间、超过120m三种情况下能够保护被保护物的最大距离,该计算方法准确、简单而实用。     

避雷针使用中的相关问题的探讨

对避雷针的防雷原理、使用目的、保护范围及在使用中的认识问题进行了分析阐述,提出避雷针的保护范围不但有外边界还应有内边界;认为避雷针使用要结合实际,不应绝对化。     

半导体消雷器多针自动并联的试验研究

研究了消雷器多针在不同夹角、针数及布置形式下的自动并联性能。结果表明,消雷器可以实现多针自动并联。     

侧向避雷针在35kV线路中的防雷分析

采用三维EGM模型,Eriksson的雷击距公式对35 kV配电线路绕击进行了建模分析.通过计算,得到了单回35kV配电线路能实现绕击防护的侧向避雷针的有效长度.对于35 kV同塔多回线路,侧向避雷针安装部位距导线越远,对该导线的绕击防护效果越差;线路保护角越大,侧向避雷针安装于该线路时的保护效果越差.     

高速铁路牵引网雷害风险评估方法

雷电灾害已成为威胁高速铁路运行安全的重要因素,建立科学、系统、规范的高铁牵引网雷电风险评估系统,合理有效地指导高铁牵引网的防雷设计、运行和改造,具有十分重要的必要性和紧迫性。为此基于风险管理的概念提出了高速铁路牵引网雷电风险评估方法,讨论了牵引网雷击损害风险源获取方法、牵引网雷击损害类型,提出了不同落点、不同雷电流雷击损害概率的计算方法和流程。提出采用雷击跳闸率作为表征雷害风险的指标,其数值等于风险源数量与雷击损害概率的乘积。通过设定风险评估等级划分标准,实现了雷害风险等级评估,并建立了全参数、全路段雷害风险量化评估流程。京沪高铁评估结果表明:2005—2013年沿线风险源特征具有明显差异性,各段地闪密度最大值约为最小值的6倍,从北往南雷电流幅值累积概率50%电流值从36.5 k A逐渐减小为22.1 k A;2005—2013年京沪高铁全线126网格段中A、B、C、D风险等级的网格段数量分别为24、38、45、19,20%网格段处在低雷害风险,15%网格段处在强雷害风险。所提出的方法可有效确定牵引网雷害风险水平和风险等级分布,发现雷害风险严重区段,为高速铁路牵引网防雷优化设计和运维检修管理提供更加科学准确的参考依据。     

中压配电网遭受雷电灾害的易损性评估方法

提出一种基于层次分析法(AHP)的配电网遭受雷电灾害的易损性评估方法,以指导配电网运营商制定运行维护计划和开展差异性抗灾规划。文章主要分为3部分:首先,总结雷电灾害对配电网的影响机理,提出配电网雷电易损性指标,同时建立相应的综合评价指标体系;其次,将配电网雷电易损性指标划分出轻微、中等和严重3个等级,并提出配电网雷电易损性评估法的应用流程;最后,对4个地区15年间的配电网遭受雷电灾害并发生故障的风险进行评估,验证了本文提出方法的有效性。     

Evaluation of Breakdown Characteristics of Oil-immersed Transformers under Non-standard Lightning Impulse Waveforms - Method for Converting Non-standard Lightning Impulse Waveforms into Standard Lightning Impulse Waveforms

To lower the insulation specifications (specifically, the lightning impulse withstand voltage) of oil-immersed transformers and thus reduce equipment cost while maintaining high insulation reliability, it is required to identify the insulation characteristics under non-standard lightning impulse waveforms that are associated with actual surge waveforms in the field and quantitatively compare them with the characteristics under the standard lightning impulse waveform. In the previous research, field overvoltages in the lightning surge time region were analyzed, and four typical non-standard lightning impulse waveforms were defined. These four waveforms were used to measure the breakdown voltages and the partial discharge inception voltages on three models of the winding insulation elements of oil-immersed transformers. The average breakdown voltages were evaluated in terms of the overvoltage duration. This paper describes a method for converting of non-standard lightning impulse waveforms into standard lightning impulse waveforms with equivalent stress for the insulation. The constructed algorithm was applied to four examples representing two types of non-standard lightning waveforms. Due to the conversion into standard lightning impulse waveforms, the crest values were reduced by 14% to 26%. This seems to be a potential for reduction of lightning impulse insulation specifications of oil-immersed transformers.     

架空输电线路防雷评估新方法分析

针对采用雷电定位系统进行防雷评估活动缺乏针对性,分布式输电线路智能故障诊断系统(以下简称"智能故障诊断系统")也只能监测输电线路走廊的雷电活动,而无法记录雷直击线路情况,为此,基于智能故障诊断系统与雷电定位系统的综合应用,提出一种新的防雷评估方法。该方法利用智能故障诊断系统与雷电定位系统雷击监测数据获得的输电线路雷击频度,来计算杆塔的绕击跳闸率和反击跳闸率,再根据跳闸率划分出绕击易闪段和反击易闪段,从而有针对性地开展差异化防雷改造工作。以某评估案例的实测雷击数据对防雷技术改造效果进行评估,结果表明,该方法可在短时间内对防雷措施进行有效性评估,形成防雷改造措施和防雷效果评估的闭环控制,提升了防雷评估分析的准确性和防雷改造的经济性。