安才生

摘 要：不同的電壓等級(jí)架空輸電線路雷電防護(hù)策略是不同的，需要對(duì)輸電線路的雷電防護(hù)策略進(jìn)行分析。我國使用的是交流輸電線路和直流輸電線路，交流輸電線路的電壓是110kV到1000kV之間，直流輸電線路為±500kV到±800kV，這一電壓的范圍是主要的研究對(duì)象，通過對(duì)不同電壓等級(jí)架空輸電線路雷電防護(hù)特征進(jìn)行分析，提出具體的防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：不同電壓等級(jí)；架空輸電線路；雷電防護(hù)特征

雷電防護(hù)在輸電線路的使用中是十分關(guān)鍵的，如果沒有將雷電防護(hù)工作做好，那么整個(gè)輸電線路就會(huì)面臨著安全隱患。雷電防護(hù)工作需要結(jié)合不同等級(jí)的電壓進(jìn)行分析，在分析的過程中，需要通過輸電線路的耐雷性能、絕緣配置、結(jié)構(gòu)參數(shù)和地理環(huán)境對(duì)雷電防護(hù)進(jìn)行分析，在這樣的情況下就需要結(jié)合以往的雷電事件綜合考慮。本文就是對(duì)不同電壓等級(jí)架空輸電線路雷電防護(hù)的特征進(jìn)行分析，為相關(guān)的工作人員建立正確的雷電防護(hù)理念。

1 分析的對(duì)象

本文是通過對(duì)110、220、750和1000kV的輸電線路和±500和±800kV等級(jí)的直流輸電線路作為整個(gè)輸電線路的研究對(duì)象，交直流架空輸電線路擁有的防雷特征有兩大種，一種是繞擊特征，另外一種是反擊特征，繞擊特征包括：繞擊耐雷水平、跳閘率和繞擊電流，反擊特征包括：跳閘率和反擊耐雷水平，本文在進(jìn)行反擊特征和繞擊特征分析的時(shí)候使用的是電磁計(jì)算程序進(jìn)行的計(jì)算，在計(jì)算的過程中，需要使用桿塔分段多波阻抗模型，在使用的過程中還要考慮非線性特性，判斷依據(jù)是絕緣子閃絡(luò)的方法。

2 架空輸電線路反擊特征的分析

2.1 交流輸電線路的反擊特征分析

交流電的反擊特征需要通過導(dǎo)線的周期變化來觀察，在觀察的過程中，需要根據(jù)反擊耐雷水平和導(dǎo)線的電壓的關(guān)系進(jìn)行分析，在分析的過程中，需要將交流輸電線路的反擊閃絡(luò)率控制在一定的范圍內(nèi)，而且無論是什么時(shí)候，必須要在平均數(shù)值的范圍內(nèi)，桿塔接地電阻的取值如下：7Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，通過計(jì)算可以知道交流輸電線路的反擊閃絡(luò)率和反擊耐雷水平。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)電壓等級(jí)的架空輸電線路的耐雷水平與電阻有著很大的關(guān)系，反擊耐雷水平與電阻成反比。如果是在桿塔接地電阻相同的情況下，那么電壓等級(jí)的不斷提升，反擊耐雷水平也會(huì)逐漸的增加。通過以上的分析可以得出以下的結(jié)論：如果是在平原地區(qū)，土壤的電阻不大的情況下，那么就不需要對(duì)反擊跳閘防護(hù)問題過于關(guān)注，因?yàn)槔纂姷陌l(fā)生頻率并不高。

2.2 直流輸電線路反擊特征的分析

直流輸電線路的反擊特征需要結(jié)合反擊閃絡(luò)進(jìn)行分析，在雷擊避雷針后，那么就要利用絕緣子的兩端進(jìn)行反擊閃絡(luò)的判斷，反擊閃絡(luò)是對(duì)不同電壓等級(jí)架空輸電線路雷電防護(hù)特征分析不可缺少的條件。直流輸電線路的運(yùn)行對(duì)導(dǎo)線有著要求，導(dǎo)線必須要是直流電的電壓，這一工作電壓會(huì)影響著反擊計(jì)算的準(zhǔn)確性，因?yàn)榻^緣子串會(huì)受到兩端電壓的影響?，F(xiàn)在的直流輸電線路的地閃有90%是負(fù)極性，尤其是在橫斷掛點(diǎn)處，整個(gè)電壓呈現(xiàn)的是負(fù)極性的電壓。如果懸掛正極導(dǎo)線的絕緣子的電壓大于負(fù)極的電壓，那么反擊閃絡(luò)通常就會(huì)呈現(xiàn)為正極性的導(dǎo)線側(cè)。如果直流輸電線路在絕緣水平上較高，那么是不容易出現(xiàn)反擊閃絡(luò)的。

3 輸電線路繞擊特征分析

輸電線路繞擊特征分析主要是根據(jù)最大的繞擊電流和耐雷水平分析的，這兩個(gè)是影響著輸電線路繞擊特征最重要的影響因素。輸電線路的綜合指標(biāo)是閃絡(luò)率，以下是對(duì)直流輸電線路和交流輸電線路繞擊繞擊特征進(jìn)行具體的分析：

交流輸電線路的導(dǎo)線電壓和耐雷水平有著很大的關(guān)系，在進(jìn)行分析的時(shí)候，一定要保證耐雷水平和閃絡(luò)率在同一個(gè)周期內(nèi)，這樣就可以使整體的平均值誤差減小，在交流電壓等級(jí)不斷的上升的時(shí)候，耐雷水平也會(huì)不斷地上升，從2.65KA會(huì)增加到31.31KA，最大繞擊電流與整個(gè)交流線路的結(jié)構(gòu)、地形、導(dǎo)線的電壓有關(guān)，本文是對(duì)保護(hù)角為-10°到25°這一范圍內(nèi)地面的斜角是0°和20°，在這一條件下進(jìn)行閃絡(luò)率和最大繞擊電流的分析。

3.1 地面傾斜角為0°

在地面傾斜角為0°的情況下，不同電壓等級(jí)交流輸電線路的最大繞擊電流如圖1所示，繞擊閃絡(luò)率如表2所示。在線路保護(hù)角相同的情況下，隨著輸電線路電壓等級(jí)的增加，桿塔高度增加，最大繞擊電流幅值也隨之增加；對(duì)于相同電壓等級(jí)的交流輸電線路，減小保護(hù)角可以顯著降低最大繞擊電流幅值及繞擊閃絡(luò)率。

3.2 地面傾斜角為20°

在地面傾斜角為20°的情況下，不同電壓等級(jí)交流輸電線路的最大繞擊電流如圖2所示，繞擊閃絡(luò)率如表2所示。最大繞擊電流和繞擊閃絡(luò)率隨保護(hù)角的變化趨勢(shì)與平原條件下的類似。對(duì)于110kV和220kV交流輸電線路，當(dāng)線路保護(hù)角為25°時(shí)，其最大繞擊電流分別為21.97kA和81.97kA；對(duì)于500，750和1000kV交流輸電線路，當(dāng)線路保護(hù)角為15°時(shí)，其最大繞擊電流分別為44.69，76.44和122kA，上述最大繞擊電流值均顯著高于平原地區(qū)的相應(yīng)值。由于地形的影響，大地對(duì)輸電線路下邊坡邊相導(dǎo)線的屏蔽作用減弱，邊相導(dǎo)線的暴露空間擴(kuò)大，使得最大繞擊電流增加，并導(dǎo)致處于山區(qū)的交流輸電線路的繞擊閃絡(luò)率顯著高于平原地區(qū)。

4 輸電線路雷電防護(hù)措施

110kV和220kV交流輸電線路的反擊耐雷水平低、反擊閃絡(luò)率高，而平原和山區(qū)的繞擊閃絡(luò)率均較低，故針對(duì)110kV和220kV交流輸電線路，應(yīng)主要關(guān)注其反擊特征。根據(jù)表2的計(jì)算結(jié)果，通過降低接地電阻可以較好地抑制反擊閃絡(luò)率。500kV和750kV交流輸電線路的反擊耐雷水平較高、反擊閃絡(luò)率較低，一般情況下，桿塔的接地可采用基礎(chǔ)的自然接地，在高土壤電阻率地區(qū)，采用輔助接地體，適當(dāng)降低阻值。

5 結(jié)論

受電壓等級(jí)、避雷線保護(hù)角和地形地貌等因素影響，架空輸電線路的反、繞擊特征呈現(xiàn)明顯的差異性。在開展輸電線路的防雷工作時(shí)，應(yīng)樹立因地制宜的差異化防雷思想，針對(duì)架空輸電線路的雷電防護(hù)特征，制定合理的雷電防護(hù)措施，以達(dá)到技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)化。

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