几种雷电屏蔽分析模型物理基础的研究

分析比较了Ｗｈｉｔｅｈｅａｄ与朱氏电气几何模型，指出Ｗｈｉｔｅｈｅａｄ模型中的先导入射角函数实质上是朱氏模型的放电分散性函数，提出了雷屏蔽问题的一般物理图景，讨论了ＥＧＭ中击距离概念的物理意义，适用范围和先导传播模型的不足。     

模型比例对架空输电线路雷电屏蔽模拟试验的影响

为了研究模型比例对输电线路雷电屏蔽模拟试验的影响,采用操作冲击电压,分别对按1:80、1:40和1:25比例缩小的平原500kV典型线路模型进行了放电试验。根据试验数据,绘制出了空间落雷点的绕击率分布图,并采用面积法计算了3种情况下的绕击率,分别与采用规程法、电气几何模型(electrogeometric model,EGM)法、改进EGM法的计算结果进行了对比。结果表明:空间落雷点绕击的概率分布图与采用EGM法计算得到的绕击空间分布规律基本一致;采用高速摄影可以观测到当主放电击中避雷线(导线)时,避雷线(导线)上竞争失利的残余迎面流注。采用操作冲击电压进行了雷电屏蔽模拟试验,所得到的各比例模型下线路的总绕击率相差甚远,放电分散性明显;模型尺寸对试验结果的影响较大。     

输电线路雷电屏蔽性能计算分析

输电线路被雷击会导致十分严重的后果,因此有必要研究输电线路的雷电屏蔽性能。基于电气几何模型（EGM）和蒙特卡洛（Monte Carlo）方法,通过绝缘子50%闪络电压来确定其耐雷水平和判断绝缘是否闪络,计算线路屏蔽性能,并分析了地面倾角、线路高度等因素对绕击跳闸率对输电线路的雷电屏蔽性能的影响,发现导线越高,地面倾角越大,输电线路的雷电屏蔽性能就越低,并建议采取相应的措施以提高输电线路的雷电屏蔽性能。     

对输电线路防雷和雷电屏蔽模型的几点看法

在比较了输电线路雷电屏蔽的经典电气几何模型、改进电气几何模型、先导发展模型和国内研究成果的基础上，结合现场运行经验，对输电线路防雷提出了几点新的看法，对防雷研究重点和防雷措施提出了具体建议。     

输电线路雷电绕击模型及算法研究

1引言 输电线路和建筑物的直击雷屏蔽保护主要以电气几何模型（EGM）为基础。EGM最早由Golde将雷电强度与闪击距离联系起来而提出，随后Wagner和Lundholm—Rusch提出了回击电流与回击速度的关系以及离地不同高度的雷先导头部电位，并成为发展EGM的基本手段。由于客观上对雷电现象的认识不足，EGM的发展最终依赖于现场观测，现场观测数据成为修正EGM的重要手段。     

邻近线路对±1100kV直流线路雷电屏蔽效果影响计算研究EI北大核心CSCD

由于土地资源紧缺,±1100 kV特高压直流工程的输电通道某区段内,可能存在2条或多条输电线路同走廊架设的问题。运行经验表明:直流输电线路由于极性效应,其雷电屏蔽特性相对交流输电线路存在一定的规律性。为研究临近线路对±1100 kV直流线路绕击特性的影响规律,探寻直流线路极性以及邻近线路高度、间距等布置方式的影响,以达到最经济有效的防雷方案。基于电气几何模型,搭建考虑±1100kV线路和其他线路并行排列下的雷电屏蔽仿真模型,计算考虑屏蔽后的±1100 kV线路各相导线的绕击次数,并引入雷电屏蔽因子,对邻近输电线路对±1100 kV线路的屏蔽效果进行定量的分析。研究结果表明±1100 kV线路正负极性位置、邻近线路杆塔结构(单回或双回)、邻近杆塔高度以及间距等因素对靠近邻近线路侧的±1100 kV直流线路导线的雷电屏蔽特性有较大的影响。在±1100 kV直流工程建设中,建议正极性导线布置在靠近邻近线路侧,可降低±1100 kV线路绕击概率。当与邻近线路间隔较近时,±1100 kV线路绕击概率大幅降低,可考虑减少防绕击的措施,节省经济成本。     

基于改进电气几何模型的输电线路雷电屏蔽性能的研究

为了提高线路绕击耐雷性能,笔者研究了高压输电线路绕击耐雷性能的分析方法,对考虑击距系数K和地面倾角θ后的电气几何模型,以杆塔中心线与大地交点作参考点,推导了最大击距的计算方法,同时探讨了最大击距不存在情形下击距系数K、避雷线保护角α、地面倾角θ的关系问题,论证了可以通过平衡K、α、θ的取值而有效提高线路绕击耐雷性能。     

改进先导模型法交流特高压线路雷电屏蔽性能分析

先导传播模型法已被用于超高压线路雷电屏蔽性能的分析,对特高压交流输电线路,由于其本身的特殊性和高度重要性,先导传播模型法的应用仍值得研究。针对特高压交流输电线路的实际情况,提出进一步改进多分裂导线的先导起始判据,建立特高压交流输电线路绕击性能分析的改进先导传播模型法。考虑晋东南-南阳-荆门1000kV线路走廊所处位置的雷电活动特性,对特高压试验示范工程采用的4种塔型进行了绕击性能分析。考虑到特高压交流输电线路对安全运行的严苛要求,还对特高压输电线路进行了局部屏蔽分析。研究表明,与500kV超高压交流输电线路相比,特高压输电线路的绕击侧距和绕击电流明显变大。按初步设计的特高压交流输电线路在平原地区应不会发生绕击跳闸,拟用于山区的ZBS1和ZBS2型杆塔的线路绕击率最大为0.0012次/(100km·a),满足线路的设计要求。作为对比,拟用于平原的ZMP1和ZMP2型杆塔如用于山区,则绕击跳闸率可达约0.17次/(100km·a)。考虑到实际线路弧垂的影响,同一输电线路不同位置线路段的局部绕击性能也不相同,对于重要和特殊线路段建议进行局部屏蔽性能的复核。     

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。     

导线电压对其雷电绕击耐雷性能的影响

雷电绕击是高压线路的雷击事故的主要因素。为了提高压输电线路绕击耐雷性能,考虑雷击大地、避雷线和导线的差别,分析了导线工作电压对击距的影响,推导出最大击距的计算公式,从而得到最大击距与雷电的正负极性、导线电压的大小及正负极性、击距系数的关系,并以实例论证了可以通过平衡塔高、地面倾角、击距系数和保护角的取值有效地提高线路的绕击耐雷性能。     

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。     

用广义回归神经网络研究输电线雷电绕击特性

雷电绕击是危及超高压输电线路安全稳定运行的主要原因。电气几何模型(EGM)及在其基础上的理论并未考虑雷电放电过程的分散性,现有的研究多限于仿真计算程序。针对超高压输电线路的雷电绕击进行了小模型实验,并充分考虑保护角、斜坡倾角、山涧高度、线路电压、雷击先导角、雷击先导点位置等因素影响,研究表明雷电绕击率与以上诸因素存在着隐含的复杂非线性关系。人工神经网络在任意连续函数的逼近能力及动态网络的稳定性分析方面具有优势,是预测雷电屏蔽非线性系统的最佳方法。基于广义回归神经网络GRNN逼近能力强,学习速度快,纠错性好的特点,用其来分析此非线性系统。在试验室模型试验的基础上利用Matlab进行了大量的仿真实验,验证了该方法的可行性与准确性。还分析了多种影响因素下GRNN的计算结果。     

考虑先导发展随机性的输电线路雷击仿真模型

随着电压等级的升高,由雷电绕击而引起的线路跳闸事故所占比例越来越大。为准确评价线路的绕击耐雷性能,考虑先导发展随机性,运用模拟电荷法,建立了输电线路雷屏蔽性能的雷击仿真模型。仿真结果表明:随着下行先导随机发展的方向由靠近输电线路变为远离输电线路,雷击目的物也由地线逐渐转变为导线,并最终变为大地;相比地线,导线上的上行先导较难产生。算得的对地击距与IEEE推荐的击距公式一致,绕击概率与雷击模拟实验结果相符,证实了模型的可信性。     

1000 kV单回特高压交流输电线路的绕击防雷保护

风雨在空中的漂移和空气中不均匀介质的存在使闪电的轨迹呈不规则曲线形。考虑自然闪电轨迹的随机性和雷电主先导与次先导并存现象等因素,有必要引入动态防雷保护角概念,建议特高压交流线路中地线(针)对导线的实际保护角形成的角平分线应与雷电先导的来向一致,并应计及垂直档距和水平档距的比值和风速的影响。根据杭州1962-1988年220 kV新杭I线雷击统计结果,认为特高压线路防雷绕击分析应结合塔头和档内中央线路两处的防雷情况,并分别进行了防雷保护角计算与比较。     

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)。     

山区500kV输电线路雷电屏蔽性能模型试验研究

雷害是影响500 kV输电线路安全稳定运行的主要因素之一,其中雷电屏蔽失效引起的跳闸占很大比例。特别在山区,雷电屏蔽失效引起的线路跳闸问题显得更为突出。为了深入研究超高压输电线路的雷电屏蔽性能,此次进行的山区输电线路绕击模型试验,考虑了斜山坡坡度、跨越山涧杆塔、非垂直落雷等因素的影响。试验结果表明,由于山区地形的影响,绕击率远高于平原地区。     

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...     

架空送电线路雷电绕击分析及对策

电力系统方面的过电压保护一直受非常重视。但系统内每年均会发生较多的各种过电压事故和障碍,其中雷击珧闸在线路故障跳闸中所占比例最大,而在运行工作中。因计算雷电绕击率较小。一般较易忽视雷电绕击问题。分析达州电业局电网220kV代余线发生的雷击跳闸,探讨电力系统的雷电绕击问题。