500kV输电线路雷电绕击事故分析及预防措施

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1、内蒙古电力技术2013年第31卷第1期INNERMONGOLIAELECTRICPOWERdoi：10．3969／j．issn．1008-6218．2013．01．017500kV输电线路雷电绕击事故分析及预防措施白志强，王瑞，赵贵勇，张国君，杨国峰(1．内蒙古超高压供电局，内蒙古呼和浩特010080；2．内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010080)AnalysisandPreventiveMeasuresonShieldingFailuresof500kVTransmissionLineBaiZhiqiang，WangRui，ZhaoGuiyong，ZhangGuojun，YangGuofe

2、ng(1．InnerMongoliaExtraHighVohagePowerSupplyBureau，InnerMongoliaHohhot010080；2．InnerMongoliaUniversityofTechnology，InnerMongoliaHohhot010080)0引言雷击过电压超过输电线路的耐雷水平时，往往会发生跳闸事故，其中多数为绕击事故。因此，本文重由于高压输电线路距离长、跨度大、分布广，所点对超高压输电线路雷电绕击事故原因进行分析，经过地区气象条件十分复杂，所以线路雷击事故在并提出预防措施。电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比例。当【收稿日期]2012～09—25；【

3、修改日期]2013—01—31[作者简介]白志强(1955一)，男，内蒙古人，学士，教授级高级工程师，从事高电压技术研究工作。2内蒙古电力技术20l3年第31卷第1l经典电气几何模型(EGM)图2)。分别以避雷线和导线为圆心、以击距为半径作弧，两圆弧交于b点，已知导线离地面高度为本文采用以击距为基础的电气几何模型该高度线与以导线为圆心的弧线交于c点(=0)(EGM)研究输电线路雷电绕击事故，分析绕击率的或c(0>0)，即不考虑地面倾角时与圆弧交于C点，影响因素。该模型广泛应用于输电线路的雷电绕反之则交于c点。击分析中，将击距、雷电流幅值以及杆塔参数相结合，能很好地反映地形对绕击率的影响。1．1

4、经典EGM原理经典EGM原理图如图1所示。当雷电先导落在06弧段范围时，雷击于架空避雷线上，相对于导线而言受到屏蔽，所以n6称为屏蔽弧段。当雷电先导落在6c弧段范围时，雷将击于导线上，所以6c段称为暴露弧段】。图中：厅一避雷线的高度；d一避雷线间的距离；)一导线距地面有效高度；0一地面倾角；一杆塔保护角；一=0。时的最大击距；。6一避雷线的屏蔽弧段；6一雷击导线时的暴露弧段；bc一>0。时雷击导线时的暴露弧段；一雷电下行先导入射角；一导线离地面高度图2改进的电气几何模型随着击距的变化，各弧段的长度也将发生变化。如果在某一击距值时6c或6c减小到0，则该线图中：。6一避雷线的屏蔽弧段；6r雷击导

5、线时的暴露弧段；路不存在暴露弧段，将不再受更大的雷电流绕击，一雷电下行先导入射角；一击距此时的击距为最大击距。。在绝缘设计中，如果将线路绕击耐雷水平对应的击距设计为大于或者等图1经典电气几何模型于‰，则线路将达到有效屏蔽，其遭受绕击的可能性也极小。1．2经典EGM的不足2．1绕击率的计算经典EGM虽然引入了绕击率与雷电流幅值相在改进EGM的计算中，绕击率由击距分布概率关的观点，但该方法不能反映不同形式的临界场强r)和先导头部处于对相导线闪络的空间位置的条对绕击率的影响，也无法解释山区线路绕击率过大件概率决定，且对相导线闪络的概率为r)，由此和某些理论上处于完全屏蔽的线路却屏蔽失效的可得绕击率的

6、公式如式(1)所示1：原凶，所以并不适合用来进行山区防雷的计算分P。=xf(r)dr，(1)析其中，2EGM的改进⋯：2F㈣⋯’不同学者对经典EGM的改进方法也不同}2l，由F=K。一sin(-0)，于山区输电线路的地势过于复杂，为了客观反映山区输电线路的雷害状况，以期合理解释山区线路雷电绕击频发的原因，本文以考虑地面倾角后的电气几何模型为例，分析改进后的电气几何模型(见2013年第31卷第1期白志强，等：500kV输电线路雷电绕击事故分析及预防措施32．2考虑风速后绕击率的计算图3中，各变量的计算公式如式(4)一(8)所示：出现雷击时往往伴随暴风雨，而风速对保护角h。=h+A—ACOS+I-

7、‘COS，(4)和绕击率都有影响。随着风速的增加，线路保护角L。=+Asinsine，(5)将增大，因此在分析多风地区输电线路绕击耐雷性hh-f．cosE，(6)能时，应考虑风速因素。风速v引起悬垂绝缘子串LLsine，(7)和导线风偏角的情况如图3所示陋】。a=arctan[(LoL3／(h。，_ho，(8)式中A一绝缘子串长度；卜导线弧垂；一避雷线弧垂；一导线风偏角；一避雷线风偏角。2-3考虑