土壤模型复杂化对输电线路杆塔接地及耐雷性能的影响

传统输电线路杆塔接地工程设计均基于无限大均匀土壤电性模型,该土壤电性模型与实际土壤不符,可能造成接地设计的不准确。基于拉普拉斯方程,推导了水平双层和垂直双层土壤电性模型下的杆塔接地装置的电位函数表达式,从而提出了相应条件下接地电阻的计算方法。以三门峡地区110kV中横线典型铁塔接地为例,分别采用规程法和分层土壤精确计算法,对无限大均匀土壤、水平双层和垂直双层等土壤电性模型下的典型线路杆塔反击跳闸率进行了计算。结果表明,若以无限大均匀土壤设计接地装置,其反击跳闸率较土壤二分层情况低。

精细化雷击风险评估方法的研究

在国家现有的雷击风险评估标准GB/T21714-2008的基础上,运用统计分析、原理计算、软件仿真等方法提出多个风险因子的评估方法：提出了雷电流幅值的累积概率分布经验公式,并推算出建构筑物未来70--100年使用年限内可能遭遇不同等级雷电流的雷击次数。根据某地区的闪电监测资料,统计推算出一、二、三类防雷建筑物可能发生的绕击率和反击率;根据不同土壤特征以及人体重量,提出作用于人体的跨步电压计算及安全性分析;运用电路的方法以及有限元差分法,计算出雷击建筑物时的雷电流分布以及内部磁场强度分布,为敏感电子设备的安全防护措施提供了理论基础。

跨越天山山区的750kV输电线路雷击风险评估

随着750 k V输变电工程在新疆电网的建设,越来越多750 k V输电线路跨越天山山区。天山山区是新疆地区雷电活跃地带,对跨越天山山区750 k V伊苏线的反击耐雷水平、应用规程法和ATP-EMTP(电磁暂态仿真)进行了仿真计算,计算结果表明,规程法不适合750 k V线路反击耐雷水平计算。同时利用改进电气几何模型法,对线路的绕击耐雷水平进行了计算。根据耐雷水平和雷电分布对750 k V伊苏线杆塔逐基计算了线路雷击反击、绕击跳闸率,最后根据不同杆塔的雷击跳闸率对750 k V伊苏线进行了雷击风险了评估,对评估结果较差的线路段提出了改进措施。

黑龙江省直击雷防护效率空间分布特征

基于2008-2016年黑龙江省ADTD闪电定位数据,利用反距离权重插值法和Pearson相关分析法,研究了地闪密度、地闪强度、绕击率和反击率的空间分布特征,分析了黑龙江省不同防雷类别的直击雷防护效率。结果表明:地闪密度和地闪强度的空间分布呈负相关,相关系数为-0.608;绕击率和地闪密度呈正相关,与地闪强度呈低度负相关;反击率地闪密度呈低度负相关,与地闪强度均呈显著正相关。黑龙江省不同防雷类别直击雷防护保护范围内的绕击率分别为0.04%、0.71%和4.59%,即第一、二、三类防雷类别直击雷防护效率分别为99.96%、99.29%和95.41%。按照《建筑物防雷设计规范》计算第一、二、三类防雷建筑物的安全距离时,将会分别存在3.16%、4.64%和7.32%左右发生反击的风险。

基于闪电数据的中山地区雷电特征及防护效率分析

本文采用中山地区2005年至2008年云地闪电资料,统计分析了中山地区雷电特征及其直击雷防护效率,为该地区的雷电防护工程提供技术支撑。统计分析表明,中山地区年平均云地闪电次数为239325次;负地闪电占闪电总数的94.55%,平均负地闪电强度为42.64k A;正闪电占闪电总数的5.55%。中山市总闪平均强度为40.55k A,负地闪的平均强度为42.64k A,正地闪的平均强度38.01k A。中山地区地闪活动主要集中在4-9月(汛期),闪电次数占全年的99.4%。正、负地闪电强度主要集中在10~60k A,约占闪电总数的79.0%。中山地区建筑物直击雷保护范围按照一、二、三类防雷类别设计时,其绕击率分别为0.82%、5.62%和15.59%,即第一、第二、第三类防雷建筑物直击雷防护效率分别为99.18%、94.38%、84.41%左右。雷电流幅值大于200k A、15Ok A、100k A的概率分别是0.656%、1.289%、5.578%,因此,按照第一、第二、第三类防雷建筑物安全距离计算时,将分别会有是0.656%、1.289%、5.578%左右的反击率发生。

输电线路杆塔接地电阻对线路反击跳闸率影响研究

随着输电线路建设运行规模的不断扩大,同一走廊的输电线路杆塔包含不同类型的塔头,从而导致杆塔不同类型塔头可能处于不同大气环境和土壤环境中,其接地电阻存在很大差异,因此有必要对不同塔头类型的杆塔在不同接地电阻值下的耐雷水平和反击跳闸率影响进行研究。建立了猫头塔、酒杯塔、鼓型塔等3种500 kV交流输电线路杆塔的反击闪络模型,并研究了3种塔头模型的杆塔接地电阻对线路反击耐雷性能的影响规律:酒杯塔与鼓型双回闪络规律类似,对鼓型单回闪络线路的影响最大,其次是鼓型双回闪络线路和酒杯塔,影响最小的是猫头塔。

基于组合赋权法和模糊综合评估法对110 kV线路防雷策略的研究

为了提升110 kV输电线路的防雷性能,提出一种基于组合赋权法和模糊综合评估法的防雷改造评估方法。首先根据不同防雷措施下的差异化原理,筛选出差异化指标作为防雷措施的优化对象;然后,提出熵权法(EWM)与改进层次分析法(IAHP)组合赋权的方式法对线路防雷措施的权重值进行赋值,并建立以模糊综合评价法的防雷评估模型。最后,针对华东南110 kV某输电线路实例进行防雷验证。结果表明:基于文中所提的防雷方法能全面地评估输电线路的防雷措施,优化后线路杆塔的绕击和反击跳闸率分别降低72%和53%,说明文中所提方法取得了预期效果。

220kV同塔双回线路中负角保护针防雷有效性研究

近年来，用于山区杆塔的负角保护针使用日益广泛，其防雷有效性急需论证。本文针对该措施的安装特点，基于三维电气几何模型，得到了适用于负角保护针防雷分析的跳闸率计算方法。以典型220kV双回输电线路直线塔为研究对象，对负角保护针在不同长度、安装位置、安装角度和地形下的防雷有效性进行了计算。推荐负角保护针安装在杆塔中相横担支架处，且水平放置；安装负角保护针降低绕击跳闸率的效果约为8％，结合降低接地电阻，杆塔跳闸率能降低约14％-21％。