改进EGM模型对特高压输电线路的适用性与验证

为了更准确地分析我国特高压输电线路雷电绕击屏蔽性能,基于我国长空气间隙放电试验数据和雷电回击观测数据,建立考虑地形条件的适应于大尺寸输电线路雷电屏蔽性能评估的改进电气几何模型(electric geometry model,EGM)并进行验证,将击距公式修正为rs=0.13(I^(2)+40I)^(0.814)。改进EGM模型对超、特高压输电线路三相导线的雷电绕击率计算结果与日本实际线路雷击观测数据及我国平原、山区特高压输电线路雷击模拟试验数据具有一致性,验证了改进EGM模型的适用性。采用改进EGM模型评估了杆塔型式、山坡陡度对我国特高压线路绕击跳闸率的影响。计算结果表明,采用SZ322型杆塔的绕击跳闸率高于采用SZT1型杆塔,且特高压线路绕击跳闸率随山坡陡度的增大而增大。EGM模型的修正以及计算方法的优化,对我国特高压输电线路雷电屏蔽性能的设计具有一定的指导意义。

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。

输电线路地线上安装水平侧向短针的防绕击效果分析

为评估在地线上安装水平侧向短针对输电线路的绕击保护效果,提出并建立了三维的电气几何模型(EGM)来计算水平侧向短针对导线的保护距离,总结了其安装和使用的规律。对110～500kV典型杆塔的计算结果表明:水平侧向短针具有一定的保护作用,但每根水平侧向短针的保护距离有限,其防绕击效果较依赖于安装数量;并且水平侧向短针对导线的保护距离受到导地线相对位置的较大影响,仅对部分保护角和塔头尺寸都较小的单回线路有效;而对于同塔多回输电线路,水平侧向短针无法起到实质上的防雷保护作用;此外,安装水平侧向短针后还会对地线的机械性能产生负面影响。因此可以认为,水平侧向短针的绕击保护效果有限,适用范围较窄,限制了它在输电线路防雷保护中的应用,该防雷措施还有待进一步的提高与完善。

特高压交流输电线路中相绕击模拟试验研究

特高压交流输电线路ZBS2型酒杯塔的两地线间距大,因此研究其中相雷电屏蔽性能十分必要。文章采用按63﹕1的比例缩小的线路模型,考虑导线电压,使用更能逼近自然雷电的操作波进行了大量的冲击放电试验,得出了中相绕击的最大高度。根据文中的试验结果可知,换算出的中相临界绕击电流小于耐雷水平,验证了分别采用电气几何模型方法和先导模型方法得到的计算结果的正确性。试验结果还表明,ZBS2型杆塔线路中相有绕击的可能性,但不会导致闪络。

1000kV特高压同塔双回架空输电线路雷击跳闸故障及防雷分析

为解决交流特高压架空输电线路因线路走廊环境多样,网络参数复杂,输送距离远,杆塔高,引雷面积大而造成的易遭受雷击的危险,利用ATP-EMTP进行特高压线路耐雷水平计算,同时采用改进的EGM电气几何模型,进行反击、绕击跳闸率分析,提出特高压同塔双回线路绕击风险最高相不同于超高压同塔双回线路,特高压同塔双回线路的中相导线在地线、上相导线、下相导线的屏蔽下,绕击风险降低;而下相导线远离地面,地面对它的保护屏蔽作用减弱,造成下相导线的绕击率提高,特别是在具有较大的倾斜角下,下山侧的下导线暴露弧面加大,绕击率显著提高,因此应采用不同于超高压线路的防雷重点,兼顾考虑同塔双回中、下相导线特别是上山坡侧的下相导线为重点,采取防雷措施,以保证特高压交流输电线路安全运行。

±800 kV特高压直流输电线路雷电性能及防护措施研究

[目的]雷击是造成±800 kV特高压直流输电线路故障的首要原因,开展输电线路防雷评估对系统的安全与稳定运行至关重要。[方法]文章依托我国某在建±800 kV特高压直流输电线路工程,根据工程设计使用条件选用导、地线型,通过沿线各海拔、气象区分布塔型数量,确定了主力杆塔;综合沿线各塔位地面倾角、土壤电阻率、雷暴日、气象区等分布比例,评估了全线耐雷性能,并针对工程雷电特性,提出了具体的防雷优化措施,此外,还对比了电气几何模型(EGM)法中关于地形考虑的2种方法间的计算差异。[结果]计算结果表明:工程综合雷击闪络率不满足设计参考值要求,全线以绕击防护为主,沿线雷暴日与杆塔正极侧的地形条件是防雷关键影响因素。[结论]将全线位于C级及以上多雷区,山区正极侧地面倾角≥25°的杆塔保护角采用-15°设计后,可满足雷击闪络率不大于0.10次/(100 km·a·40 d)的防雷要求,经分析对比邻近已投运±800 kV线路的耐雷性能与实际运行数据,论述了文章计算方法及结果的合理性。

基于修正击距曲线交点坐标的绕击跳闸率研究

分析了传统电气几何模型采用击距曲线交点的水平投影来计算绕击跳闸率存在的问题，提出了基于修正击距曲线交点的坐标来改进模型。通过改进前后模型的对比，分析了地面倾角、保护角和呼称高度等因素对500kV输电线路绕击跳闸率的影响，并解释了其产生的原因。应用改进模型分析了雷电参数和绕击率的关系。结果表明：在地面倾角较大的山区地带，通过修正击距曲线交点坐标的方法可提高绕击跳闸率计算准确度；在保护角较小时，合理降低呼称高度，绕击跳闸率降低效果更明显。在绕击跳闸事故中，雷电倾斜击中导线比竖直击中导线可能性大。

同塔双回超高压输电线路绕击耐雷性能影响因素分析

超高压(Extra High Voltage,EHV)输电线路多为同塔双回,引雷面积大,更易遭受到雷击,特别是对于山谷间大跨度的杆塔常发生绕击跳闸事故。据运检单位统计表明,绕击是引起线路跳闸的主要原因。因此,对输电线路雷电绕击进行分析,探讨影响同塔双回输电线路防雷性能的敏感因素是十分必要的。建立500 kV输电线路的绕击模型,该模型采用电气几何模型(Electrical Geometric Model,EGM)法,通过呼高、地面坡度、保护角、导线相序排列变化所导致的雷电绕击跳闸次数变化来反映出各因素对于绕击耐雷性能的影响。

±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路防雷性能

准确评估高压直流输电线路的反击和绕击耐雷性能,对线路的设计和施工具有重要的意义。基于杆塔的多波阻抗模型,采用相交法作为绝缘子闪络的判据,采用改进的电气几何模型(electric geometry method,EGM)作为绕击跳闸率的计算方法,研究了3种不同塔型的±800 kV与±500 kV同塔双回直流输电线路的反击、绕击耐雷性能及其影响因素。结果表明:线路反击性能随杆塔高度的降低、接地电阻的减小而增强;线路绕击耐雷性能随地面倾角的减小、保护角的减小和杆塔高度的降低而增强;杆塔的塔型和导线排列方式会影响防雷性能,并通过对比得到最佳布置方案,同时给出相应的建议。