規程法在計算輸電線路雷擊跳閘率中的應用

摘要：輸電線路防雷性能的優劣主要由耐雷水平及雷擊跳閘率來衡量，雷擊線路時線路絕緣不發生沖擊閃絡的最大雷電流幅值稱為“耐雷水平”，單位為kA。線路的耐雷水平越高，線路絕緣發生沖擊閃絡的機會就越小。每100km線路每年由雷擊引起的跳閘次數稱為“雷擊跳閘率”。這是衡量線路防雷性能的綜合指標。

關鍵詞：耐雷水平 雷擊跳閘率 綜合指標

目前電力系統的防雷設計，采用的計算方法主要采用規程法和擊距法，在分析線路屏蔽性能時，規程法有一定的缺陷，因此又用電氣幾何模型（EGM法）來分析輸電線路繞擊跳閘率的情況。

規程法在計算線路反擊跳閘率時考慮的因素不多，而且很多因素都簡化了，其中雷電流陡度就被忽略了，而采用行波法計算線路的反擊跳閘率則考慮了雷電流陡度、桿塔沖擊接地電阻、桿塔塔頭尺寸、地形等因素。目前國內分析輸電線的防雷性能的方法主要有規程法、電氣幾何模型法、概率論法、行波法等。

規程法認為在輸電線路上發生繞擊的概率和避雷線對邊相導線的保護角，桿塔的高度以及線路所經地區的地形，地貌，地質條件有關。在線路的反擊耐雷水平的計算中，將桿塔視為一等值電感，桿塔上各點的電位相同。但是由于這樣的假設，在雷擊塔頂時，未考慮雷電流過程，雷電流大小和地面傾角對屏蔽效果的影響，因而不能反映線路具體的雷擊情況，無法解釋屏蔽失效的現象和繞擊率過大的現象。

各種計算參數對計算結果影響很大，必須首先確定各種計算參數，下面是規程法計算參數：

1 落雷次數

根據中華人民共和國電力行業標準規定，地面落雷密度值γ取0.07，對導線平均高度為hd（m）的線路，每100km每年的雷擊次數為：N=0.28（b+4hd）

式中：b——兩根避雷線間距hd——導線的高度

2 擊桿率

擊桿率是指雷擊線路塔桿的次數與線路雷擊總次數之比值。擊桿率的大小與地線根數和地形有關。DL/T620-1997推薦的擊桿率如下表所示：

3 送電線路繞擊率

裝設避雷線的線路，使三相導線都處于它的保護范圍之內，仍然存在雷擊繞過壁壘線而擊中導線的可能性，發生這種繞擊的概率稱為繞擊率，一旦出現這種情況，則往往會引起線路絕緣子串的閃絡，模擬試驗，運行經驗和現場實測均證明：繞擊率與避雷線對邊相導線的保護角，桿塔高度及線路通過地區的地形地貌等因素有關，根據DL/T620-1997指出，地線對邊導線的保護范圍按保護角來確定，并按如下經驗公式計算繞擊率：

①平原線路：

②山區線路：

式中：lgpθ——平原線路的繞擊率；lg′pθ——山區線路的繞擊率；

θ——桿塔上地線對外側導線的保護角；ｈ——地線在桿塔上的懸掛高度。

4 耐雷水平

雷擊線路時，線路絕緣不發生閃絡的最大雷擊電流幅值叫耐雷水平。線路絕緣上電壓的幅值隨電流增大而增大，當U大于絕緣子串沖擊閃絡電壓時，絕緣子串將發生沖擊閃絡，由于桿塔電位較導線電位高，故此類閃絡稱為反擊，雷擊桿塔的耐雷水平可由下式計算：

5 雷電流幅值概率

式中：p——雷電流幅值概率；I——雷電流幅值，kA。

6 建弧率η

絕緣子串和空氣間隙在沖擊閃絡之后，轉變為穩定的工頻電弧的概率與邊緣子串和空氣間隙的平均運行電壓梯度有關。

式中：E——絕緣子串的平局運行電壓(有效值)梯度、kV/m

7 跳閘率n

當線路著雷時，若雷電流超過線路耐雷水平，則線路絕緣發生沖擊閃絡，雷電通道流過的工頻短路電流的電弧持續燃燒時，線路才會跳閘，因此，研究線路雷擊跳閘率時，必須考慮到以上因素的影響。

反擊跳閘率：（次/100km.年)

式中：p1——超過耐雷水平I1的概率

繞擊跳閘率： (次/100km.年)

式中：pa——超過耐雷水平I2的概率

線路雷擊跳閘率： (次/100km.年)

參考文獻：

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[2]關根志.高電壓工程基礎.中國電力出版社，2003.3.

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