线路避雷器提高330kV输电线路耐雷水平的研究

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1、囊0000_特稿专递T￡GAOZHUAND线路避雷器提高330kV输电线路耐雷水平的研究刘渝根，田金虎，赵俊光(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044)I

2、I摘要：采用ATP—EMTP软件建立仿真模型，对330kV超高压输电线路安装线路避雷器提高耐雷水平效果进行●了仿真计算。分析了杆塔接地电阻、线路档距等对线路耐雷水平的影响；讨论了不同避雷器安装方式提高线路耐雷水平的效果；计算了避雷器的吸收能量。结果显示：避雷器能够有效提高线路耐雷水平；杆塔的接地电阻对线路耐雷水平影响很大；档距对线路耐雷水平有一定的影响

3、；避雷器的保护范围较小，只能保护本基杆塔，因此应根据实际情况选择合适的避雷器安装方案以降低成本。关键词：输电线路；避雷器；耐雷水平；接地电阻；档距；ATP—EMTP中图分类号：TM862文献标志码：A文章编号：1673—7598(2009)06—0006—06电放电能量。O引言1计算参数国内外研究及运行经验均表明，雷击是造成输电线路跳闸的主要原因【ll。330kV输电线路是我国以西北某330kV线路代表性参数作为计算参最早建设的超高压线路，到现在已经运行了30多年。数，该线路于1972年6月16日投运，全长90．172km，由于线路所

4、经地区地形条件复杂，老化严重，杆塔接其导线形式为2xLGJ一300，分裂间距400mm，弧垂地体、地线严重腐蚀，杆塔接地电阻增大[21。13m：避雷线型号为GJ一70，弧垂7m；绝缘子串采用通常采用架设避雷线、提高线路绝缘水平、降低21片XP一16型绝缘子：杆塔为线路易击段杆塔，尺寸杆塔接地电阻、减小保护角等方法来减少雷击事故，如图l所示；避雷器型号为YH10W一300／727，避雷器但是提高线路绝缘水平会增加线路造价，高土壤电参数见表1。阻率地区降低杆塔接地电阻困难，减小保护角的方法受到杆塔结构的限制。实际运行经验表明，线路雷击故障

5、主要集中在地形条件复杂、土壤电阻率高的地区，即存在易击段。国外从20世纪80年代开始就展开了应用避雷器来降低线路雷击事故的研究，并成功地将避雷器应用到输配电线路上t3]。我国近年来也已研制出10—500kV的线路避雷器，并已大量应用于输配电线路的防雷保护。本文根据国内外超高压输电线路防雷的成功经验，采用电磁暂态计算软件(ATP—EMTP)建立仿真计算模型，对线路避雷器提高330kV超高压输电线路耐雷水平进行了分析计算。并对避雷器的安装方式进行了比较讨论，同时考虑了线路避雷器吸收的雷图1计算杆塔塔形及尺寸／mm收稿日期：2009—05—

6、03基金项目：科学技术部科技型企业技术创新基金06c26225]10507作者简介：刘渝根(1963一)，男，重庆人，副教授，主要从事电力系统过电压与接地技术研究。TEGAOZHUANDi特稿专递表1330kV线路型避雷器基本参数项目系统额定电压有效值／kV避雷器额定电压有效值／kV标称放电电流／kA直流lmA参考电压／kV8／20s标称放电电流残压峰值，kv1／10I,ZS陡波冲击电流残压峰值／kV2ms方波冲击耐受电流fl8~)／A4／10s大电流冲击耐受电流(2次)／kA丁频参考电压f峰值／1／kv压力释放大电流／kA图3330

7、kV绝缘子串雷电冲击放电伏秒特性压力释放小电流，A于超高压输电线路，由于杆塔角度较高，宜采用杆塔的波阻抗模型。本文采用杆塔的多波阻抗模型，将2计算模皴型一瑚姗m一一一一一∞杆塔按几何结构分为4段，每段都分为主体和支架部分，并假定每部分均匀，根据各部分几何尺寸计算各2．1输电线路模型部分的波阻抗。杆塔等效模型如图4所示，图中zr为雷击输电线路波过程计算示意图见图2采用主体部分波阻抗，为横担波阻抗，zI为支架波阻ATP—EMTP仿真时，线路采用JMARTI频率分析模块抗，分别由式(2)～(5)求171，仿真计算时杆塔波速取模拟。考虑到雷电

8、流波在被击杆塔附近的折反射，2．1~10。m／sf0．7倍光速)。为了避免波从雷击点传到两侧线路的末端后所产生的反射波影响该处过电压的计算值，采用在线路末端分别连接一条与所研究线路具有相同特性的长线路的方法来消除此影响l5l。f；；套31024导线10O2杆塔244地面援地电阻图2雷击时波过程计算示意图2_2避雷器模型避雷器采用分段指数化模拟避雷器伏安特性，如式(1)所示嘲。图4杆塔的多波阻抗模型渊(1)：60(1n一2)：1，2，3，4)(2)，式中：P、q为特性常数；为参考电压，kV。r=2(rnt／3r2B／3)(尺尺)(3)2

9、。3绝缘子串闪络判据式中：hk(k=l，2，3，4)，rTk(k=l，2，3，4)，R吼(=1，2，3，4)，FB,tRB采用相交法作为绝缘子串闪络判据，即当塔顶分别为图1中对应部分长度。电位与导线电位之差的曲线同绝缘子