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1、对输电线路防雷计算中几个问题的看法北极星电力网技术频道 作者: 2010-6-22 11:24:57(阅172次) 所属频道: 电力安防 关键词: 输电线路 摘要 用击距法和传统经验法分析雷电绕击导线的可能性，结果表明雷击输电线路输电线路杆塔顶部时，上导线最易遭雷电反击。对DL/T6201997规定的绕击计算公式的使用、雷击跳闸率及其有关参数的选取和计算方法提出了看法。关键词 输电线路 雷击 跳闸0 前言 据统计，在我国高压输电线路总跳闸次数中，雷击跳闸事故占40%70%，威胁电网供电可靠性。本文就输电线路防雷计算中的几个问题作一探讨。1 雷击有避雷线杆塔顶部的耐雷水平耐雷水平 在同一杆塔上，
2、高度不等横担上的导线对地平均高度h、横担对地高度h及避雷线与导线间的几何耦合系数k不同。一般三者变化趋势相同，即使在同一高度的横担上，排列位置不同的导线k也不同，故不同位置导线耐雷水平不同。我国110500 kV常用杆塔顶部雷击时，塔上不同位置导线耐雷水平按文1式C17的计算结果，见表1。 表1表明：当雷击导线按三角形或垂直排列的杆塔顶部时，距避雷线最远，耦合系数最小的下导线的耐雷水平最高；距避雷线最近，耦合系数最大的上导线，耐雷水平最低。上、下导线的耐雷水平相差最大者达14%左右，因而上导线最易遭雷电反击。不同于过去“距避雷线最远的导线，其耦合系数最小,一般较易发生反击”的传统观点2，而与国
3、内外输电线路的实际运行经验一致3，两锦供电公司19971998年间的统计分析亦可证明。 可见，导线按非水平排列的输电线路，雷击杆塔顶部的耐雷水平计算时，应以其上导线的计算结果为准。2 绕击 目前绕击计算有击距法和经验法两种。击距法理论认为：雷云向地面发展过程中先导放电通道的头部在到达被击物体的闪击距离(即击距)之前，不确定击中点，而是先到达哪个物体的击距之内，即向该物体放电，先导对避雷线(杆塔)、导线、地面的击距相等。据此，在输电线路的避雷线及导线周围空间可分为3个区域，构成图1电气几何模型。图中OC直线以上是避雷线的捕雷面；OdAC区域是导线的捕雷面；AC曲线以下是地面的捕雷面。R、R为相应
4、于不同雷电流的击距，根据布朗等人的研究,击距R=7.1IL0.75，I为雷电流。且导线临界击距： 式中，h为避雷线对地平均高度，m；为保护角。 RR则无雷击导线，即绕击率为0。常用杆塔线路的R及相应的临界雷电流I计算结果见表1。 埃里克森引入吸引距离概念至上述模型得出吸引半径： r=0.67h0.6IL0.74，式中，h为结构物高度，m。并认为，当保护角R，不会发生绕击。 (2) 220、500 kV输电线路的实际相应的耐雷水平，绝缘子串闪络后能建立稳定的工频电弧，线路将跳闸。因此在计算雷击跳闸率时，应该是在三相导线中取雷击杆塔顶部时耐雷水平最低的相和保护角最大的相(因绕击率最大)的组合，二者
5、不一定是同一相导线。计算表明：除导线水平排列的输电线路，二者的组合都是边线外，导线非水平排列的输电线路均不是同一相导线的组合。在导线三角排列时是上线与下线的组合。在导线垂直排列时，则是上线与上线组合或上线与中线组合。 中性点非直接接地系统雷击输电线路，一相闪络时，工频对地电流很小，线路不跳闸，当闪络相向第二相反击形成相间短路才能引起线路跳闸。因此，在计算雷击跳闸率时自有其特点：由于第一相闪络后即与杆塔连通，相当于一根避雷线，再向第二相反击时由于耦合系数的增大，使第二相的耐雷水平有相当大的提高，而提高后的耐雷水平才是计算跳闸率时所需要的。如66 kV单避雷线、导线三角排列的输电线路雷击杆塔顶部时
6、，上导线耐雷水平最低，先闪络，使下导线的耐雷水平提高25%；当雷绕击避雷线对侧下导线并引起闪络，再向上导线反击时，由于耦合系数增大，使上导线的耐雷水平提高36%。 输电线路实际运行的雷击跳闸率与DL/T6201997规定的雷击跳闸率不能吻合，原因为： 1) 目前，有关雷击发生、发展过程的物理本质尚未完全掌握，因此，输电线路防雷计算所依据的很多概念、假定都不一定十分正确和完善，与实际情况有一定的差异。 2) 雷击现象是随机事件，不同年份雷电活动的强度相差很大。雷击跳闸率的计算值是当地平均年雷暴日数时的数值，如用某些年份发生的输电线路雷击跳闸情况比较就难以一致。 3) DL/T620-1997规定
7、的跳闸率是在规定的标准状况下的计算结果，而实际运行中发生雷击跳闸的输电线路与标准状态肯定有差异。 4) 计算雷击跳闸率时，主要参数选取、计算与实际情况不符，如： a) 地面落雷密度如年均雷暴日数40的地区计算雷击跳闸率时仍取0.07结果不符实际。 b) 一般高度输电线路遭受雷击面积的计算根据实验，雷击避雷线或导线及地面的概率P曲线如图2 。图中，d、h分别为雷电通道与避雷线或导线的水平距离和悬挂平均高度。可见d/h1.5时，100%；当d/h5时，趋于0，而雷击地面的概率则近100%；在d/h05范围内，雷击避雷线或导线的总概率P60%。因此，线路的受雷宽度应为b+25hP6(为两根避雷线之间
8、的距离 ，m)，则100 km的输电线路受雷面积为0.1(b+6h)k2，而目前我国采用面积为0.1(b+4h)k2。 c) 击杆率等参数的取值与实际吻合程度的影响。 4 结论 a 导线非水平排列的输电线路，雷击杆塔顶部时，耐雷水平最低的是距避雷线最近，耦合系数最大的上线，而非距避雷线最远，耦合系数最小的下线。上线最易遭反击。 b 根据绕击率计算方法和雷电屏蔽理论，造成输电线路跳闸的主要原因应是反击。 c 计算输电线路雷击跳闸率时，应是雷击杆塔顶部时耐雷水平最低相与绕击率最高相(即保护角最大的相)的组合。 d 输电线路受雷面积、击杆率等的选取与计算方法等原因的影响，输电线路雷击跳闸率计算值与实
9、际差别较大。参考文献1 电力工业部.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DL/T620-1997).北京：电力工业出版社，19972 周泽存.高电压技术.北京：水利电力出版社，19883 易辉.同杆双回500 kV输电线路防雷特性分析及改进措施.高电压技术，1998，24(2)：524 王晓彬等.改进电气几何模型计算输电线路绕击率.高电压技术，1998，24(1)：855 维列夏金等.俄罗斯超高压和特高压输电线路防雷运行经验分析.高电压技术，1998，24(2)：766 东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册.北京：水利电力出版社，1992500KV双回线路的防雷特性分析 潘基书(云南电
10、力设计院, 云南 昆明 650011) 摘要 随着云南电力事业的快速发展以及环保要求的提高，500KV 双回同塔以及多回送电线路的架设在电网建设中将越来越多的出现，又因云南省地处云贵高原，山峦起伏、地形剧变、峰高谷深，线路所经地区多为重雷区或多雷区，因此，尽量降低500KV 双回线路的雷击跳闸率特别是同时跳闸就成了线路设计中防雷保护需要解决的主要问题。本人特别针对500KV 双回线路的防雷特性进行分析，并提出一些具体的设计措施以供同行参考。关键词 双回路，防雷特性，分析，措施Analysis about features of protection from thunder of 500KV
11、two power lines on same tower PAN JI SHU (Yuan Nan Power Design Institute, Yuan Nan Kun Ming 650011)Summer y: The Span of 500KV two power lines on same tower and mult iply power lines will appear more and more in the future settings of power net while the quick development of Yunnan power industry a
12、nd improvement of environment requirement. Yunnan province is located on YUNGUI al tiplano with weaving hi lls, upheavaling land shapes and high mountains and deep valleys. The net route passed many r egions with heavy thunders and frequent thunders. So the major problem of protection from thunder w
13、hich needs to be solved in route design is decreasing thunder flashover ratio especial ly same flashover ratio of 500KV as low as possible.Regarding the features of 500KV two power lines protect ion from thunder, I have studied it for some t imes and wi l l give some idiographic ideas in design and measurement for reference.Key words: two power lines，features of protection from thunder, analysis,measurement1 前言 架空送电线路是当今电力传输的基本手段。架空送电线路的塔位和走廊对占地和生态环境有一定的影响，一些发
