500kV超高壓輸電線路耐雷水平影響分析

【摘要】基于電力系統(tǒng)方面的穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)如今已經(jīng)形成具有很大規(guī)模的有關(guān)超高壓系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效的改善，使得電能方面的輸送能力得到了有效提升。500kV超高壓輸電線路是有關(guān)超高壓系統(tǒng)方面的重要組成，對(duì)于電能的傳輸起著至關(guān)重要的作用。而就目前來說，雷擊故障已經(jīng)變成對(duì)輸電線路方面的安全運(yùn)行產(chǎn)生極大影響的因素，其直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng)所具有的安全性以及可靠性，本文針對(duì)500kV超高壓輸電線路方面的耐雷水平進(jìn)行分析，旨在提供一定借鑒。

【關(guān)鍵詞】500kV超高壓輸電線路；耐雷水平；分析

輸電線路實(shí)際的耐雷水平能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)方面的安全可靠運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。在輸電線路的有關(guān)設(shè)計(jì)階段，時(shí)常需要對(duì)線路實(shí)施仿真計(jì)算，算出其具體的耐雷水平，進(jìn)而指導(dǎo)以及修正線路方面的設(shè)計(jì)，保證電能輸送方面的安全性與可靠性。所以，對(duì)雷擊部位以及有關(guān)因素等在耐雷水平方面的影響進(jìn)行分析，具有非常重要的意義。

一、輸電線路雷電過電壓的基本原理概述

輸電線路方面的雷電過電壓主要分成兩種：其一，雷擊線路周圍的大地，憑借空間電磁感應(yīng)對(duì)導(dǎo)線上出現(xiàn)的感應(yīng)雷過電壓進(jìn)行作用。其二，雷電直接擊中避雷線、桿塔或者是導(dǎo)線出現(xiàn)的直擊雷過電壓，因?yàn)楦袘?yīng)雷過電壓方面的水平較低，通常只對(duì)35kV或以下的配電網(wǎng)存在威脅。但是直擊雷過電壓對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的危害比較大。

二.500KV輸電線路耐雷水平的影響因素

2.1絕緣子片數(shù)的影響 在具體的運(yùn)行當(dāng)中，輸電線路絕緣能夠承受正常狀態(tài)下的工作電壓、雷電過電壓以及內(nèi)部過電壓。有關(guān)輸電線路在絕緣子片數(shù)方面的選擇，應(yīng)該考慮工作電壓方面的影響，根據(jù)污穢條件對(duì)絕緣子片數(shù)進(jìn)行選擇之后，再根據(jù)操作過電壓實(shí)施校驗(yàn)。

2.2避雷線架設(shè)方式的影響 避雷線不僅能夠避免雷電直擊導(dǎo)線，同時(shí)對(duì)雷擊塔頂時(shí)出現(xiàn)的雷電流具有分流作用，從而使流經(jīng)桿塔的有關(guān)雷電流降低，減少塔頂電位。另外，避雷線對(duì)于導(dǎo)線還存在耦合作用以及屏蔽作用，能夠減少雷擊桿塔時(shí)有關(guān)塔頭絕緣方面的電壓和導(dǎo)線方面的感應(yīng)過電壓。

2.3雷電流波形的影響 實(shí)測(cè)表明：有關(guān)雷電流波形具體為脈沖形式，其波前時(shí)間T1在1到4μs范圍之內(nèi)，平均是2.6μs。雷電流波長(zhǎng)T2在20到100μs范圍之內(nèi)，大多都是40μs。取10%以及90%的幅值，同時(shí)以這兩點(diǎn)作出直線，并且交于時(shí)間軸，得到t0。計(jì)算使用到的雷電流波形共3種，也就是斜角波形、雙指數(shù)函數(shù)波形以及半余弦波形，筆者選用其中的雙指數(shù)函數(shù)有關(guān)波形，我國(guó)在《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》當(dāng)中，對(duì)于桿塔反擊有關(guān)耐雷水平進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，推薦使用的有關(guān)雷電流波形是2.6/50μs。

2.4桿塔沖擊接地電阻 桿塔有關(guān)沖擊接地電阻對(duì)線路實(shí)際的耐雷水平具有很大的影響。在雷擊有關(guān)輸電線路桿塔的時(shí)候，Ri是桿塔接地裝置方面的沖擊接地電阻；L是桿塔所具有的電感，通常和高度之間成正比；β是避雷線對(duì)有關(guān)雷電流方面的分流系數(shù)。塔頂電位Vt和沖擊接地電阻Ri之間具有密切的聯(lián)系。沖擊接地電阻方面的降壓是塔頂以及橫擔(dān)高度位置的桿塔電位的重要成分。在其余因素固定的時(shí)候，桿塔沖擊接地實(shí)際的電阻越大，在雷擊塔頂?shù)臅r(shí)候，能夠作用在線路絕緣子串方面的電位差就會(huì)越大，線路實(shí)際的耐雷水平就會(huì)降低。避雷線有關(guān)線路桿塔工頻方面的接地電阻。

三、500KV輸電線雷擊導(dǎo)線耐雷水平的影響因素

3.1絕緣子片數(shù)的影響 雷直擊導(dǎo)線的時(shí)候，提高絕緣子片數(shù)可以有效提升線路耐雷水平。在雷塔沖擊接地相關(guān)電阻Ri=20Ω的時(shí)候，26片絕緣子和30片絕緣子相對(duì)的有關(guān)耐雷水平比較來說，其值由29.881kA提升至34.111kA，一共提升了12.40%。因此我們可以知道，提高絕緣子片數(shù)可以強(qiáng)化繞擊耐雷水平，而效果非常明顯。

3.2避雷線架設(shè)方式的影響 沒有避雷線的時(shí)候，線路繞擊實(shí)際的耐雷水平和桿塔沖擊接地方面的電阻沒有關(guān)系，維持在19.7kA上下。在同樣的桿塔沖擊接地有關(guān)電阻Ri下，沒有避雷線線路相對(duì)應(yīng)的具體耐雷水平僅是19.707kA。有關(guān)單避雷線線路方面的耐雷水平是21.057kA，整體提升了6.41%；有關(guān)雙避雷線線路方面的耐雷水平是30.667kA，整體提升了大約35.74%。所以，避雷線在提升繞擊耐雷水平方面的效果非常顯著，尤其是雙避雷線在繞擊耐雷水平方面的強(qiáng)化效果十分明顯。

3.3線路檔距的影響 如果避雷線實(shí)際的假設(shè)方式相同，那么隨著線路檔距的提高，線路繞擊方面的耐雷水平開始有所下降，然后保持不變。對(duì)于雙避雷線方式來說，在線路檔距由300m提高至400m的時(shí)候，線路實(shí)際的繞擊耐雷水平由31.207kA減少到30.856kA，整體減少了1.12%；線路檔距由400m提高到500m的時(shí)候，線路實(shí)際的耐雷水平維持不變。在相同的檔距之內(nèi)，相較于單避雷線方式來說，雙避雷線方式實(shí)際的線路耐雷水平更高，而在檔距是400m的時(shí)候，有關(guān)雙避雷線方式方面的耐雷水平是30.856kA，而單避雷線方式具體的線路耐雷水平是20.111kA，整體提升了3.48%。所以，線路檔距方面提高，對(duì)于繞擊耐雷水平方面改變效果不明顯。

3.4桿塔沖擊電阻的影響 無論作用在導(dǎo)線方面的雷電流波形怎樣，線路實(shí)際的繞擊耐雷水平都會(huì)隨著雷塔沖擊有關(guān)接地電阻Ri的提高而出現(xiàn)上升的趨勢(shì)。對(duì)于-2.6/50μs雷電流波形的有關(guān)作用之下，在Ri由5Ω提升到30Ω的時(shí)候，線路實(shí)際的耐雷水平由30.667kA增加到了32.779kA，整體提升了約6.44%。由此我們能夠了解到，桿塔沖擊接地相關(guān)電阻對(duì)于繞擊耐雷水平方面的影響比較小。

四、結(jié)論

基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的飛速發(fā)展，對(duì)于500kV高壓輸電線方面的應(yīng)用也愈加廣泛，但是防雷長(zhǎng)久以來都是較為困難的一項(xiàng)工作，所以，電力管理部門應(yīng)該提前預(yù)防雷擊多發(fā)季節(jié)，妥善做好周密的部署。并且針對(duì)雷擊多發(fā)地區(qū)具體情況，實(shí)施切實(shí)有效防雷應(yīng)急預(yù)案，保證我國(guó)500kV有關(guān)高壓輸電線路方面的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]黃知明，羅日成，官麗娜.雷電流波形對(duì)500kV輸電線路耐雷水平的影響電力學(xué)報(bào)[J].2013，（06）；101.

作者簡(jiǎn)介

胡軍峰，1986年3月生，男，漢族，湖北宜昌，助理工程師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)檩旊娋€路防雷。