500kv线路型避雷器雷电反击性能的研究

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1、电工文摘／技术交流500kV线路型避雷器雷电反击性能的研究长春供电公司检修试验工区王饮钦雷击输电线路是造成跳闸事故的主要原因，因此，研究安装避雷器后500kV输电线路的耐雷性能具有重要的科学意亡程价值。为求解装有避雷器的500kV输电线路反击耐雷水平，本文基于杆塔的多波阻抗模型，根据求解分布参数线t程的Bergeron特征线法和求解开关电路的补偿法，建立了装有避雷器的输电线路防雷计算模型，并编写了相应的程量立的装有避雷器的500kV输电线路防雷计算模型，真实地反映雷电流在杆塔上的传播过程，进而确定

2、装有避冒器时毫路的反击耐雷水平。通过大量的模拟计算，得出各种因素对安装避雷器时500kV输电线路耐冒水平的影响。可：输电线路避雷器反击耐雷水平时，由于线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。此分量的作用将使导线的电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子串就不会因两端电压差过高而发生闪络，线路避雷器具有很好的钳制电位作用。1反击问题以及现有《行标》所存在的问题：中华人民共和国电力行业标准DL／T620-1997《交流电气装置的过电压和绝缘配合》(以下简称《行标

3、》)是目前国内线路防雷的设计准则。在雷击杆塔、避雷线、导线情况下，《行标》中给出了计算杆塔节点电位、导线感应电压等计算公式，该公式的优点是物理概念清晰，使雪击是造成线路跳闸停电事故的主要原因，电力系用方便，但与实际运行经验严重不符，存在下述缺点：牧中由于雷击引起的跳闸一般占40％~70％l1。线《行标》推荐的计算方法是将杆塔简单视为一等值电雪器是一种线路防雷装置，它能有效地防止雷电直感的方式来计算，损失了其精确性，同时无法确定雷击杆电线路所引起的故障和雷电绕击输电线路所引起的塔时杆塔上各节点的电位

4、随时间变化的过程。《行标》规当输电线路杆塔遭受雷直击时，。一部分雷电流从定雷击塔顶的感应过电压计算公式，计算出来的感应过电发传入相邻杆塔，一部分雷电流经杆塔塔体入地。压远远大于实际的感应过电压。《行标》所用计算方法是线路避雷器与被保护的绝缘子串并联，当避雷器前苏联半个世纪以前的研究成果，是在电压等级较低、线埘，大部分雷电流就经过避雷器泄放到导线，然后路高度较低的条件下得到的，已落后于时代。该计算尤其戋传播到相邻的杆塔。雷电流在流经避雷线和导线不适合高杆塔。DGWZ／2014．01，51电工文摘／技

5、术交流2建模与计算原理本文采用的杆塔模型如图2—2所示，每支横担用一条本文应用求解分布参数线路波过程的Bergeron特征线分布参数线段等值，横担波阻抗分别为z^1、Zm；每段塔法，结合相交法的绝缘闪络判据进行计算。身波阻抗也用两端并联的分布参数线段等值，分别为zT1、2．1Bregeron等值电路Zr2、ZT3(等效支撑塔体的四根主干)；ZL1、zL2、ZL3Bergeron特征线计算方法是利用线路上波过程的特征(等效四根支柱之间的支架)；Rch为杆塔的冲击接地电阻。线方程，经过一定的转换，把分

6、布参数的线段等值为电阻性网络，再运用求解电阻性网络的通用方法计算整个网络的暂态过程[5-61，单相无损线的波过程计算的等值电路，设一线路两端节点分别为k和n，其电压，电流为u(t)、hn(t)、Un(t)、Ink(t)，如图2-1(a)所示：kutrot)(B)线路原型图2—2杆塔的计算模型k横担波阻抗ZA由下式计算：ZAk~-601n～2h,(七：l，2)(2．9)，m其中(k=l，2)为横担高度，为横担的等值半径，可取为横担与塔柱连接处半径的二分之一。分布支架的线段长度取为1．5倍的立柱长度，

7、反映电流)卑相无摄线姣=畦程计算辱僵电路波在支架中的传播时延。除波阻抗外，雷电流波在杆塔中图2-1单相无损线Bergeron等值电路的传播速度是另一个重要参数。由于横担和支架的存在，如观测者在时刻(传播时间，r：l／v)时从节点k出雷电波沿杆塔纵向的视在传播速度小于光速。可是因为在发，在时间t到达节点n，则有下式杆塔模型中已考虑了横担和支架线段，所以计算中仍取光uKt—f)+z×k(f—f)=D+×卜‘(f)】(2-1)速作为雷电波在杆塔中的传播速度。上式可改写为：f(f)=U(t)／z+(f—f

8、)(2-2)j(r—f)=-U—r)／z—(f—f)(2．3)同理可得：fh(f)=(t)／z+O—f)(2-4)(f—f)=一U一r)／z-i—r)(2-5)在过电压计算中常不需知道导线上的电流i和ik可用等效电流源I和In的递推公式即：厶—f)=一2U．(t—r)／z一厶(f一2r)(2—6)厶(f—f)=-2UKt—f)／z一f一2f)(2—7)其中，、为n、k点时刻的电压，即电压的历史记录值，、也是n、k点时刻以前的电流源历史记录值。2．2杆塔模型图2—3杆塔结构标注图电工