Research on Lightning Protection of Overhead Power Distribution Lines

There are two major protective methods against lightning outages on overhead distribution lines.One is a surge arrester,and the other is an overhead ground wire.The surge arresters have rather constant effect regardless of the cause of the lightning outage.On the other hand,the effect of an overhead ground wire is quite different in two major causes,the direct lightning hit and the induced overvoltage.It is sufficient to provide surge arresters with an interval of 300 m for protection against the induced overvoltage caused by the nearby lightning stroke.Use of an overhead ground wire together with surge arresters is effective for lightning protection against the direct lightning hit to a distribution line.Puncture of surge arresters is the popular outage when the outage caused by the insulation break decreases sufficiently.Also,the existence of nearby trees leads to the line break due to the side flash from a tree.Advanced lightning protection equipment with ZnO arrester components is popular in Japan.Modeling of a pole transformer and application of an electromagnetic analysis method,such as FDTD method,to surge phenomena is considerably advanced.

电力系统架空多导体传输线的高频耦合电流计算模型

架空传输线作为电力系统中的重要组成部分,其在瞬态电磁场或激励源作用下(例如高空电磁脉冲)通常能够耦合出高幅值过电流,将作为强电磁干扰的耦合路径对电力系统造成严重干扰。现有建模方法中,经典传输线理论在处理非电小尺寸横截面线路的高频耦合问题时存在较大误差;全波数值算法(例如矩量法)依赖网格剖分计算过程使得其在处理长线情况时效率不高。此外,电力系统中往往线缆数量较多,且地面均须考虑实际有耗情况。为解决上述问题,文中提出一种能够计算电力系统架空传输线高频耦合电流的渐近模型。基于计算效率较高的渐近理论,引入反射与散射过程对高阶模式分量进行量化,并针对任意线路数量、任意参数地面及不同激励情况,推导统一电流表达式。最后,利用全波数值仿真以及天线辐照实验验证模型有效性和可靠性。结果表明,文中计算模型能够快速计算高频耦合电流,为线路防护以及电磁效应研究提供理论基础与数据支撑。

一种接地环型快速接头在低压架空线路上的应用

国网上海市电力公司青浦供电公司引进了一种接地环型快速接头,将其安装在低压架空绝缘线路上,在起到接地环作用的同时还能在低压线路上级电源停电时使低压架空线路快速接入应急发电车车载供电电缆,由应急发电车供电,减少停电时长,提高供电可靠性。

架空地线短距离提升通用装置的研制及应用

针对传统架空地线提升装置存在的不足,研制了一种新型的架空地线短距离提升通用装置,该装置主要由安装架、绳链复合提升结构以及误碰防坠装置三个部分组成。结合工程现场实际开展了应用。该装置有效优化了横担上方安装空间,简化了安装工艺,能够提升工作效率和确保架空地线提升过程的安全性。

架空输电线路大档距导地线回拉飞车省力装置研制

针对目前输电线路导地线修补或补强工作中传统作业方式存在的问题,提出设计一种架空输电线路大档距导地线回拉飞车省力装置,有效解决了作业人员拉拽绳索时拉力过大、不均的问题,实现了机械化代替人力拉拽,使飞车能够平稳移动,避免了飞车倾斜及擦伤导地线,提高了作业安全性和工作效率。

特高压直流线路带电融冰系统研制及工程应用

为避免覆冰引起线路跳闸事故,且在融冰时不影响线路运行,论文研发了特高压线路地线和光纤复合架空地线(OPGW)的带电融冰系统,包含融冰电源、融冰装置、过电压保护系统、OPGW与地线回路。开展了OPGW/地线融冰参数校核、融冰装置参数校核,换流变压器、平波电抗器、桥臂过电压保护器选型,融冰线路绝缘化改造和绝缘配合设计,研发了特高压线路OPGW带电融冰系统。现场实测表明,融冰回路双端开路时,OPGW/地线感应电压可达13.7 kV,融冰回路单端接地时,感应电压降低至0.6 kV。计算表明,带电融冰装置选定额定参数10 kV/10 MW,可满足现场融冰要求。OPGW/地线表面覆冰为非规则形态,冰凌长度、直径、厚度的增长为非线性变化过程。现场实测表明,融冰装置输出260 A直流电流75 min后,OPGW最高温度升至20.7℃,安全地完成了特高压线路带电融冰。论文研制的特高压线路OPGW的带电融冰系统,为特高压直流线路在雨雪冰冻天气间安全运行提供了保障。

35 kV架空输电线路雷击故障分析及防雷保护研究

为提高禹城市35 kV架空输电线路耐雷水平,并研究雷击后避雷器温升及电势变化,选取典型线路和避雷器模型进行研究。首先采用电磁暂态计算程序EMTP-ATP建立相应的35 kV输电线路模型计算雷击输电线路塔顶或避雷线时线路的反击耐雷水平,分析差异化防雷策略对线路耐雷水平的影响。分析了架设避雷线、杆塔冲击接地电阻和避雷器选型等因素对于线路耐雷水平的影响。然后采用有限元仿真软件计算了雷击后避雷器的温升及电势变化。仿真结果表明,采用全线架设避雷线、降低杆塔接地电阻和合理安装线路避雷器都可提升35 kV输电线路的耐雷水平,杆塔接地电阻越大,采用架设避雷线和降低接地电阻提高耐雷水平效果越显著;雷击后,避雷器温度出现明显的稳定上升趋势,电势和电场呈现先快速上升后下降的趋势;采用合理安装避雷器方案对耐雷水平提升效果更显著,更具经济性。

相似性度量与牛顿插值融合的架空输电线弧垂测量方法

架空输电线路导地线弧垂是架线施工质量和线路安全运行的关键指标之一,针对目前弧垂测量方法在准确性、便捷性等方面存在的不足,提出了一种基于激光测距与光栅测角技术的输电线路弧垂测量数学模型,并在该模型的基础上,针对单根导线测量鲁棒性不足的情况,提出一种基于相似性度量与牛顿插值法相融合的多分裂导线弧垂测量数据质量评估优化算法,实现对数据集的补偿与弧垂计算。与点云提取电力线方法相比,该测量方法只需通过少量测量数据即可拟合出导线模型并计算出弧垂值。以220 kV双分裂导线为测量对象,进行试验验证,并与现有测量方法弧垂测量值作比较,试验结果表明数据优化后的弧垂误差率最大为1.47%,证明了该方法的准确性,能够满足工程现场测量精度要求,并提高了架空输电线路弧垂测量工作的安全与效率。

一种腐蚀架空地线张力更换跨越防护装置的设计

为提高跨越档腐蚀架空地线张力更换的安全性,避免腐蚀架空地线断线后因回抽坠落摩擦、切割封网绳造成封网绳断裂失效、被跨越设施受损,通过分析封网绳断裂失效原因,设计一种跨越防护装置。张力更换前,在被跨越设施上方布置封网绳的同时,安装多个防护装置,防护装置设计的滑动系统不影响腐蚀架空地线在更换过程中的牵引滑行,可在腐蚀架空地线发生断线后承载其断落冲击荷载,并通过滑动系统对其进行传输,从而避免封网绳直接遭受摩擦、切割而断裂失效,保障被跨越设施的安全。该防护装置经现场实际工程验证,可满足现场使用需求。

电力架空线故障指示器接地定位算法设计

针对电力架空线路电流接地故障频发对电力供应稳定性造成严重威胁的现状,开展了电力架空线故障指示器接地定位算法的设计研究,分析了单相接地、三相短路、两相短路及两相接地短路等不同类型故障的指示器波形与故障识别方法。且在传统烟花算法的基础上引入混沌概念,提出了一种基于混沌烟花算法的故障定位算法,并将其应用于故障指示器设备采集数据的分析处理过程中。通过利用Sphere、Rosenbrock数值函数与IEEE33节点系统进行仿真分析,结果表明,所提算法在收敛速度、求解精度等方面具有更为理想的性能,能够对电力架空线路的电流接地故障类型进行实时检测,并实现对小电流接地故障的准确定位,进而保障电力系统的安全、稳定运行。

配网架空地线的设计、防雷效果和经济性研究

基于南方电网标准化设计模块和相关技术规范,提出了两种典型10 kV杆塔安装架空地线的优化设计方案。计算分析表明,10 kV配电线路安装架空地线后约80%~90%的雷电流将直击地线,雷电直击导线跳闸概率大幅降低,反击跳闸概率有所增加,感应雷击跳闸率明显下降,综合相比无地线时雷击跳闸率降低约30%。经济性评估表明,新建工程安装地线增加费用约为2.9~3.9万元/km,改造工程安装地线费用约为6.2~7.2万元/km,造价相对较高,但运行可靠性高、全寿命周期长、一次性实施后基本免维护,因此建议架空地线仅在雷害严重、重要程度和供电可靠性要求高的线路区段架设,且优先在新建线路设计时考虑。最后对南方电网范围内部分10 kV线路试点应用架空地线情况进行了调研分析,结果显示部分配电线路雷击跳闸率有改善。

高压架空输电线路张力放线施工技术研究

文章围绕高压架空输电线路张力放线施工技术进行研究,总结分析了张力放线施工在高压架空输电工程中的技术要点,包括施工准备、引绳展放、导地线与光缆展放、接续升空,并针对高压架空输电工程,阐述了特殊施工情况下的张力放线施工技术,旨在完善张力放线施工技术体系,实现标准化施工目标,为提高高压架空输电线路运行安全性提供良好的依据,为现场施工作业的开展提供参考。

基于接地保护技术的110kV架空输电线路防雷设计策略分析

110 kV输电线路防雷设计是保障电力系统稳定运行的关键因素。输电线路防雷常用的接地保护技术包括架设避雷线、降低接地电阻、安装避雷器等。基于此,分析了110 kV架空输电线路防雷的设计必要性及影响输电线路稳定的因素,制定110 kV架空输电线路防雷接地保护设计策略。

北京老城区煤市街东侧迁改工程供配电设计

北京老城区改造是京津冀协同发展、适应首都定位和总体规划要求的重要工作。通过梳理前门大栅栏煤市街供配电现状,结合改造目标的要求,充分考虑改造区域的功能定位,确保改造后的供配电系统满足发展需求,将供配电设施融入改造后的整体环境,以创建和谐宜居的环境。

高压架空输电线路锈蚀地线力学性能分析

为探析高压架空输电线路锈蚀地线在运行中及张力更换时发生断线的主要力学因素,笔者采用钢绞线拉伸试验、钢绞线拆股钢丝三点弯曲试验、拆股钢绞线预张扭转试验、钢绞线金相观察等对锈蚀架空地线进行力学分析。试验结果表明:长期投运的架空地线会发生蠕变和锈蚀,蠕变和锈蚀对钢绞线的抗拉强度影响不明显,但对钢绞线的塑性性能影响显著;钢绞线产生的锈蚀和蠕变显著影响其塑性力学性能,这是地线在运行中及张力更换时发生断裂掉线的最主要原因。该研究成果可为高压架空输电线路锈蚀地线的运维策略制定以及更换方法选择提供理论指导。

一种防风拉阔地锚的研制

传统配电架空线路防风拉线地锚的制作、运输及安装耗时耗力,研制一种防风拉阔地锚由钻地铁管、拉力铁杆、破壁铁钩3部分组成,其优点是结构简单、安装方便、易于调节,能有效提高工作效率以及避免安装过程中易造成的人身伤害。

架空输电线路防雷与接地措施研究

随着时代的不断发展,我国的电网系统变得越发完善,基本满足了人们的用电需求。架空输电线路是电网较为重要的组成部分之一,其不仅能够提高供电服务质量,同时还能减少电力事故的发生,保证人们的生命财产安全。雷电对架空输电线路会造成较为恶劣的影响,因此需要做好防雷与接地措施,掌握各项防雷与接地技术的要点,深入剖析影响架空输电线安全的因素,并根据现存问题科学合理地进行防雷与接地设计,以此来保证电力服务的质量和安全性。针对目前存在的影响架空输电线安全稳定的因素进行了分析,并且提出了相应的防雷与接地设计策略,保证了架空输电线路的安全稳定运行。

架空输电线路导线防损伤措施及应用研究

在架空输电线路和建设铺设中,损耗是很普遍的,其产生的原因各有不同。一旦线路发生了故障,不但要花费大量的人力和维修时间,而且还会对电力系统的正常运转造成很大的影响。导线磨损是目前电网建设中的一个常见问题,它的出现主要是因为各个施工期的实际操作问题。要想在工程建设中防止导线损耗,就要对造成导线损耗的原因进行细致地研究和剖析,从而达到对症下药的目的。文章论述了输电力线路布线时的导线磨损问题,并提出了防止损失的方法,从而提高了输电线路的耐用性。

10 kV架空绝缘线路新型绝缘验电接地环的安装

文章对新型绝缘验电接地环安装方面存在的问题进行分析。对特殊环境下(地电位)绝缘验电接地环改良的基本要求加以阐述,指出在特殊环境下(地电位)安装普通绝缘验电接地环存在的不足,并以此为基础,对普通绝缘验电接地环的安装提出改良对策,以期提高绝缘验电接地环的应用范围,同时,又能从根本上保障线路施工、线路运行检修中验电、接电线悬挂的安全操作,提升安装效率和10 kV线路作业开展的安全性。

330 kV输电线路改造工程OPGW通信过渡方案典型案例分析

电网建设过程中,经常会遇到对已运行330 kV线路上的光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)开断、更换原有普通地线线为OPGW光缆等情况。由于系统短路电流不满足要求,需要将原有小截面的OPGW光缆更换为大截面的OPGW光缆,从而造成原有OPGW光缆上承载的继电保护、调度自动化、电能计量以及监控等重要业务中断,影响电网的安全和可靠运行。因此,在输电线路改造期间,需要重点分析研究OPGW光缆通信过渡方案,保障其承载的各种重要业务的安全性和可靠性。基于该背景,分析研究330 kV线路改造工程中OPGW光缆典型通信过渡方案设计,以期为今后的工程建设提供参考。