1000kV特高压交流输电线路防雷电绕击技术

雷电绕击是造成特高压输电线路跳闸的主要原因.根据国内外输电线路现有防雷技术及运行经验,综合分析几种防雷电绕击实用新技术,并且探讨各防雷技术用于特高压交流输电线路的可行性及适用范围,以期为我国1 000kV特高压交流输电线路防雷电绕击提供支持.     

1000kV交流特高压输电线路的防雷保护

利用研究输电线路雷电性能的自编程序LLPP,对UHV输电线路的雷电性能进行研究。介绍了对UHV输电线路避雷线屏蔽性能的研究结果和改进建议,并对UHV输电线路雷电反击耐雷性能进行计算。交流特高压输电线路的运行经验表明:特高压输电线路仍有相当的雷击闪络跳闸,初步分析是因避雷线屏蔽失效而致;杆塔较高和导线上工作电压幅值大,可能是较重要的因素。在工程设计中,对耐张塔和转角塔也要专门研究,使其具有较少的保护角。对于山区,因地形影响(山坡、峡谷),避雷线的保护可能要取负保护角,这些有待于进一步研究,从而保证我国特高压输电线路具有较好的雷电性能。交流特高压输电线路杆塔上较高的绝缘强度,使其具有良好的承受雷电反击的能力。     

交流特高压线路绕击防护性能研究

为将我国特高压线路雷击跳闸率控制在允许范围,分析了前苏联和日本特高压线路防雷的经验和教训,对各种特高压杆塔方案的雷电性能进行研究,重点讨论了各种双回线路杆塔的绕击特性。分析表明,前苏联特高压线路雷击跳闸率较高的原因主要是避雷线保护角较大,而日本主要是由于线路多经山区且杆塔高度较高。对我国特高压线路雷击跳闸率的计算表明,单回线路猫头塔在平原可满足雷击跳闸率要求,山区采用酒杯塔应适当降低保护角或杆塔高度。双回线路V形串伞形塔由于导线布置合理、保护角小,其绕击防护性能最佳,在地面倾角为20°的山区雷击跳闸率仍可满足要求,收腰形塔、I形串伞形塔和鼓形塔均能在平原地区满足要求,但在山区使用时则需降低保护角和杆塔高度。     

110kVZπ杆防雷绕击小保护角技术

防雷绕击一直是高压输电线路的一项重要研究课题,本文分析了目前国内采取的一些常用防雷技术措施,从设计与实际应用方面提出存在的问题,以110kV线路普遍采用的Zπ型杆为对象,采取减小保护角α的方法来降低绕击率,达到线路防雷的目的,文章从理论分析与计算方面对此做了论述,并谈了实际应用情况.     

云广±800 kV特高压直流输电线路绕击模拟试验

为了研究±800 kV特高压直流输电线路绕击性能,指导云广±800 kV特高压直流输电工程建设,通过模型试验模拟了云广±800 kV特高压直流输电线路中工作电压、保护角、地面倾角等因素对绕击性能的影响并采用统计的方法对影响云广±800 kV特高压直流输电线路的各种因素进行了分析,同时也对防绕击预放电避雷针的防雷效果进行了模拟试验。试验得出:正极性工作电压下,线路的屏蔽性能差,绕击率大,地面倾角和保护角增大时,绕击率随之增大;防绕击预放电避雷针可以有效地降低绕击率,建议在云广±800 kV特高压直流输电线路中推广使用。     

超高压输电线路雷电绕击及防雷

防绕击应是超高压输电线路的防雷重点,以华东电网天瓶5406线为例,阐述故障情况,进行故障计算,分析故障原因,确定了以防绕击为主的防雷策略,深入分析了超高压输电线路中的8项基本防雷措施,分析其利弊,并根据超高压输电线路的防雷特点,最终采用了安装线路避雷器和可控放电避雷针作为天瓶5406线防雷改造的主要措施,这种综合防雷措施在实际应用中具有广泛的意义,并取得了良好的实效。     

输电线路雷电绕击及其防雷研究

基于Whitehead电气几何模型原理对输电线路防雷提出如下建议：伸入城市的110kV或220kV线路可以不设架空避雷线,并将导线稍为抬高,以减少输电线路的成本和其电磁场对居民的影响;在保证足够安全距离的前提下,保护和种植线路下面的灌木有利于防雷;对跨过雷电活动频繁山谷的输电线路,可以另拉一条与线路平行的钢绞线作为侧面架空避雷线,以防止侧面雷击。还建议用屏蔽效率作为杆塔和输电线路防雷电绕击的指标;并按杆塔所在地面倾角的大小或不同雷电日地区选择合适的保护角塔型,使同一条线路具有基本一致的屏蔽效率。     

架空输电线路绕击防护的新措施

为解决超/特高压输电线路防绕击措施中传统的减小避雷线保护角的措施受到各方面局限(尤其对斜山坡地段)的问题,依据电气几何模型提出了防绕击的新措施—架设旁路屏蔽地线,通过增强大地的引雷能力来保护导线不受雷电绕击。计算表明架设屏蔽地线的高度随着其距离杆塔水平距离的增加先增大后减小,可在旁路屏蔽地线上加装短针增强其引雷能力。     

陕西省330kV输电线路防雷技术分析

在区别线路反击和绕击的基础上,对典型的线路绕击故障进行了分析。指出绕击是造成陕西省山区内330kV线路雷击跳闸的主要原因,并建议采用综合防雷措施降低线路雷击跳闸率。     

1000 kV特高压输电线路防绕击问题的探讨

绕击是1000 kV特高压输电线路雷击跳闸的主要原因,为探讨此问题,分析并比较了目前输电线路绕击计算方法—规程法与电气几何模型法,指出电气几何模型将雷电的放电特性与线路的结构尺寸结合起来,很好解释了线路屏蔽失效现象,用于特高压的绕击计算中,并依据电气几何模型的原理提出减小1000kV线路绕击跳闸率的措施:减小避雷线保护角、安装可控放电避雷针、架设旁路屏蔽地线。     

750kV单回和同杆双回输电线路反击耐雷性能

利用ATP-EMTP仿真程序对单回和同塔双回750 kV输电线路典型杆塔的反击耐雷性能及其影响因素进行了仿真计算研究。研究中杆塔采用了多波阻抗模型,考虑了雷电波在杆塔中的传播速度、杆塔呼称高度及杆塔接地电阻等因素的影响,采用统计法确定750 kV超高压线路的反击耐雷性能。研究结果表明:杆塔中的传播速度影响不可忽略;随着杆塔高度的降低,冲击接地电阻的减小,线路反击性能增强;导线排列方式和档距的变化,对线路反击性能影响很小;对于ZB329和ZGU315型杆塔,仅其单回反击跳闸率都会高于预期雷击跳闸率,因此在建设750 kV输电线路时,需要认真计算研究输电线路的反击耐雷性能。     

特高压交流输电线路的雷电屏蔽分析模型

绕击是引起超高压、特高压输电线路雷击跳闸的主要原因。将低电压等级输电线路绕击防护经验直接外推至更高电压等级时具有一定的局限性,可能导致新建线路的绕击耐雷性能显著低于预期值。基于先导发展的绕击分析模型细致地考虑了影响雷击发展物理过程各种因素的影响,较传统工程化分析方法更适用于新建电压等级线路的绕击性能评估。但由于对雷击物理过程和长间隙放电机理认识的不足,不同时期不同学者对雷击过程描述所采用的模型和方法不尽相同,若将现有学者所提出的绕击分析模型直接用于工程中,不同分析模型所得结果差异较大。为此,通过对比现有的雷电观测资料,认为Cooray提出的下行先导通道模型与最新的雷电观测结果比较相符;对迎面先导起始工程判据的对比分析结果表明,当导线对地高度10.0 m时,Rizk感应电压法和临界电晕半径法计算得的先导起始电压结果一致,外推至实际导线对地高度时,Rizk感应电压法的计算结果与长间隙放电理论相违背;同时依据长间隙放电理论,提出了下行先导和迎面先导的相对速度比近似等于迎面先导通道单位长度电压降与导线感应电压增量之比的迎面先导持续发展条件,建立了基于Schwarz-Christoffel变换的能考虑任意地形的2维特高压输电线路雷电屏蔽分析模型;该分析模型解释了传统先导发展模型无法解释的特高压输电线路ZMP2和ZBS2型杆塔的中相屏蔽问题。计算结果表明,在典型的平原、斜坡和山顶地形下,ZMP2和ZBS2型杆塔的绕击跳闸率低于设计预期值0.1次/(100 km.a)。     

煤矿采动影响区特高压交流线路分体塔的防雷保护

为了论证长治-南阳-荆门1000 kV特高压交流输电线路煤矿采动影响区拟采用的分体型杆塔方案是否满足防雷保护要求,对分体型杆塔的中相和边相绕击屏蔽性能以及反击耐雷性能进行了研究计算。结果表明:ZBF1和JTF1分体型杆塔的中相不会发生绕击闪络;针对JTF1型杆塔地线对外侧跳线屏蔽较差的情况,推荐在JTF1型杆塔外侧跳线横担前端和其塔顶上各安装一支0.5 m高的避雷针来保护跳线段;JTF1分体型杆塔的中相不会发生反击闪络;为了使特高压分体型杆塔的反击耐雷水平200 kA,推荐ZBF1塔工频接地电阻应控制在10Ω,JTF1塔工频接地电阻应控制在15Ω。     

基于先导发展法的特高压直流输电线路绕击特性分析

雷电绕击是影响高压输电线路安全稳定运行的关键因素之一,特高压直流线路对雷电防护的需求与常规线路相比更加迫切。为此介绍了基于先导发展法的特高压直流线路雷电绕击跳闸率分析方法;利用该方法针对±800 kV特高压直流线路绕击特性开展仿真研究,分析了绕击跳闸率随绝缘水平、保护角的变化规律,研究了典型地形条件下雷电绕击路径和绕击电流的分布特性,分析了山坡、山脊和跨谷地形条件下线路的绕击跳闸率,研究了线路极性对跳闸率的影响。研究表明,减小保护角可明显降低绕击跳闸率,在山坡地形条件下,外侧导线由于受屏蔽减弱更易受到雷击,雷电先导可从近似水平的方向击中导线;跨谷深度增加时,由于地面屏蔽作用减小,雷击跳闸率明显提高;理论分析和运行经验都表明,直流线路正极导线遭受雷击的概率远高于负极,线路位于山脊时雷电绕击基本发生在正极导线侧。     

UHVAC输电线路大跨越段的防雷保护

为确保特高压输电线路的耐雷可靠性,对晋东南-南阳-荆门UHV输电线路的黄河大跨越段和汉江大跨越段的雷电性能进行了研究并介绍了UHV输电线路大跨越段雷电性能评估的计算方法,同时根据我国输电线路大跨越段的运行情况,参考俄罗斯标准,以大跨越段在雷电过电压下的雷击无故障时间(耐雷指标)来确定防雷保护方案,还计算了UHV输电线路大跨越段的年绕击跳闸次数和年反击跳闸次数及雷击避雷线跨越档距中央的反击跳闸次数,提出了按雷电过电压要求的跨越塔塔头间隙。研究表明,我国特高压输电线路大跨越段的耐雷指标不宜<50 a。     

高压输电线路先导发展绕击分析模型研究

雷电绕击是关系到特(超)高压输电线路安全稳定运行的关键问题之一。针对特(超)高压输电线路的特点,在总结前人研究结果的基础上,提出适用于特(超)高压线路的雷电上行先导起始判据,建立了基于先导发展法的绕击模型,并以日本特高压同塔双回线路的运行经验对模型进行了验证。基于该模型,对不同地形条件下、考虑线路运行电压的特高压直流线路的雷击问题进行研究,为改善线路的防雷性能提供帮助。     

复杂地形输电线路绕击耐雷性能计算方法的改进

绕击耐雷性能是评价输电线路雷击特性的重要指标.在电气几何模型的基础上,以悬链线方程为依据,研究了沿线路方向上任一截面的导、地线与杆塔处导、地线的高度差及该截面对应的保护角的计算方法,结合任一截面的海拔高度给出了新的绕击耐雷性能的计算方法.以两个算列显示了笔者给出的计算方法在实际工程中的应用.根据计算结果分析了单档距地形...