復(fù)雜地形下500kV超高壓輸電線路的繞擊耐雷性能探討

摘要：由于規(guī)程法以及過往的先導(dǎo)法評定繁雜地貌中輸電線路的繞擊耐雷功能過程中存在不足，根據(jù)長空氣間隙放電試驗(yàn)結(jié)果、S-L變換法與仿照電荷法，從而完善前導(dǎo)發(fā)展的模板，此研究模板可以仿照真實(shí)地貌在上、下行前導(dǎo)的作用，在機(jī)理上與真實(shí)先導(dǎo)發(fā)展較近。文章對復(fù)雜地形下500kV超高壓輸電線路的繞擊耐雷性能進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地形；500kV超高壓；輸電線路；繞擊耐雷功能；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM863 文章編號：1009-2374（2016）36-0175-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.087

通過世界各地運(yùn)作結(jié)果可知，產(chǎn)生500kV輸電線路的雷擊跳閘重要原因之一是繞擊。依據(jù)過去的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，由雷電災(zāi)害產(chǎn)生的障礙存在多數(shù)，因繞擊事故在雷電災(zāi)害整體事故中占據(jù)大部分，并且多數(shù)繞擊事故出現(xiàn)在山頂和山坡地域的輸電線路外部，而且通常是小幅度的雷擊。輸電線路走廊通過地域在輸電線路繞擊耐雷功能上存在關(guān)鍵作用，所以針對繁雜地貌作用中500kV輸電線路繞擊耐雷功能探究，再減少500kV輸電線路雷擊跳閘率、提升其安全穩(wěn)固運(yùn)作水平存在主要作用。本文經(jīng)過仿真運(yùn)算，針對典型超高壓交流輸電線路在各種地貌要求下的繞擊耐雷功能展開探析，同時和真實(shí)運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比較結(jié)果不存在太大差異，進(jìn)而給國家超高壓交流輸電線路防備雷電舉措設(shè)定給出有關(guān)意見。

1 輸電線路繞擊耐雷功能作用的要素探析

山區(qū)地域往往由山谷、山峰和山脊這三種主要地貌構(gòu)造組成，一般來說，鋪設(shè)至山區(qū)線路，根據(jù)地貌的情況能夠把此區(qū)分為以下的這些類型：第一，鋪設(shè)在山坡的線路中包括的式樣有朝山峰外坡水平趨向線路與朝山脊外坡水平趨向線路；第二，鋪設(shè)在山頂?shù)木€路中包括的式樣有山峰頂端的鋪設(shè)線路與山脊頂端的鋪設(shè)線路；第三，鋪設(shè)在爬坡地點(diǎn)的線路中包括的式樣有朝山坡頂部、底部與朝山脊直線鋪設(shè)的線路；第四，鋪設(shè)在跨谷的線路中包括的式樣有跨越山谷架設(shè)與朝山谷鋪設(shè)的線路，并且包括架設(shè)至山底處、山脊與山坡等線路。假如線路的趨向與山坡處在均衡的狀況，而且地線和地面的方位接近，那么遭到雷電擊中的幾率就會較小。因此可以看出，可以將這種狀況規(guī)劃成三種雷擊跳閘地貌，包括的內(nèi)容為山脊的頂端、跨越山谷的線路與山坡的斜外圍。

2 繁雜地貌下500kV標(biāo)準(zhǔn)桿塔繞擊特征仿效探究

應(yīng)用雷電繞擊探析模板對標(biāo)準(zhǔn)500kV輸電線路展開仿效探析，基礎(chǔ)仿效數(shù)據(jù)如下所示：地線型號OPGW-2S，直徑16.8mm；導(dǎo)線規(guī)格型號LGJF-185/25，破裂之間距離是449mm，子導(dǎo)線直徑33.5mm。絕緣子串長是4.36m，地線接地高是44m，三相導(dǎo)線接地高相似值35.60m，相導(dǎo)線最大運(yùn)作電壓549kV，導(dǎo)線波抗阻339Ω，絕緣子串2137kV。

雷電日39d，地閃稀、密程度為2.7次/（100km2·a），雷電流幅值幾率散布利用GB/T 50065-2011公式。A相導(dǎo)線相位作為基礎(chǔ)，在相同工頻時間之中，29°相角作間隔各自運(yùn)算平原、山頂、山坡、山谷地貌標(biāo)準(zhǔn)中的最高繞擊電流、繞擊跳閘概率與繞擊概率。針對山頂、山坡、山谷這些狀況，選擇各種高度山體展開仿照，山之間距離G劃定為1001m，山高J選擇100m、200m、300m。

2.1 平原地貌中輸電線路繞擊特點(diǎn)研究

如圖1的平原地貌輸電線路繞擊軌跡圖和圖2的輸電線路繞擊特征，由此能夠得出，輸電線路繞擊概率與不相同工作電壓相位之下會體現(xiàn)出較大差異。由于中相被地線障壁而起，一般不可能發(fā)生繞擊狀況，A、C相繞擊概率實(shí)行組合。C相最高繞擊概率表現(xiàn)在負(fù)極性峰值如A相相位210°周圍，而A相最高繞擊概率表現(xiàn)在正極性峰值如A相相位90°周圍。合成之后整體繞擊概率至高值體現(xiàn)至這兩個方面，至小值表現(xiàn)在A相相位0°時。

在平原地貌中，最高繞擊電流是15.22kA，繞擊率是0.1502次/（100km"a），繞擊跳閘率為5.183×10-5次/（100km·a），能夠充分地了解平原地貌中雷電繞擊導(dǎo)線幾率相對小，幾乎不產(chǎn)生繞擊跳閘現(xiàn)象。

2.2 在輸電線路繞擊特點(diǎn)當(dāng)中山坡地貌對其的作用

山坡地貌較易出現(xiàn)繞擊狀況，而上邊坡輸電線路接近山體，因?yàn)樯襟w具有障蔽影響，降低了繞擊概率，而下邊坡旁輸電線路裸露部分比較多，山體的屏蔽效率較差，有效地遞增了繞擊概率。而在建模的時候并沒把山坡簡略相合至無盡大的斜坡，而創(chuàng)立起一個二維的山體模板，相較EUM而言，此模板當(dāng)中山體對雷電繞擊的作用更為相符實(shí)際運(yùn)作狀況。

因?yàn)樯狡路譃橄逻吰屡c上邊坡，并且制定下邊坡側(cè)導(dǎo)線是A相，上邊坡側(cè)是C相，因此C相繞擊概率比較低，A相繞擊概率較高，總和之后整體繞擊概率隨著相位變動規(guī)則和平原有著很大的差別，最高繞擊率只會呈現(xiàn)在90°周圍。山體高度改變對于山坡地貌繞擊概率作用比較顯著。因?yàn)橹贫ㄉ娇缍菺不改，伴隨著山體高度J改變，山坡坡度隨之提高，繞擊幾率快速增大。而且山體更高，坡度就更大，繞擊概率提高也更加快速。400m山坡繞擊概率約莫等同200m山坡的2.4倍，并且山高度再增高99m的時候，繞擊概率增高4.1倍。最高繞擊電流變動大約是每100m提高l0kA，并且繞擊跳閘概率提升相比繞擊概率更加快速。根據(jù)本文模型計算結(jié)果與EUM計算結(jié)果當(dāng)中，最大繞擊電流比較大而繞擊概率比較小。EUM的運(yùn)算結(jié)果大小由坡度大小而決定。

2.3 輸電線路繞擊特點(diǎn)對于山頂?shù)孛驳淖饔?/p>

通常情況下，發(fā)生繞擊的情況大多是在山頂和山坡地貌之中。山坡和山頂也有著差異之處，因?yàn)樯巾斴旊娋€路在最高處，較為容易招引雷電，而且山頂其兩邊都臨下邊坡。這各種因素都能夠在一定程度上提升繞擊跳閘狀況出現(xiàn)幾率。

運(yùn)算山頂?shù)孛怖@擊概率時，EUM把山坡地貌下邊坡側(cè)導(dǎo)線繞擊概率簡易成倍獲得運(yùn)算結(jié)果，并且本文設(shè)立與實(shí)際相符的山體模板，針對兩側(cè)相導(dǎo)線繞擊概率分別實(shí)行運(yùn)算，然后再實(shí)行疊加，對于機(jī)理上更為相符與實(shí)質(zhì)運(yùn)作狀況，即圖3的山頂?shù)孛草旊娋€路繞擊軌跡圖、圖4的輸電線路繞擊特征圖，相關(guān)的數(shù)據(jù)表示山頂?shù)孛驳睦@擊概率與繞擊跳閘概率都高出一致要求的兩倍，由此表明山頂?shù)孛睬闆r要比山坡更為不好，不可以單一將山坡地貌中繞擊概率和山頂?shù)孛矊?shí)行估計。和山坡繞擊規(guī)則比較相似，由于山頂高度提高，在山頂?shù)孛仓休旊娋€路繞擊概率提高也比較快速，但是山坡最高繞擊電流提高相比山頂更加快速。

2.4 輸電線路繞擊特點(diǎn)對于山谷地貌的作用

山谷地貌輸電線路繞擊軌跡如圖5，因?yàn)榈鼐€和兩邊山體一同遮擋影響，并不會發(fā)生雷電繞擊導(dǎo)線狀況，輸電線路發(fā)生繞擊與繞擊跳閘狀況幾乎不會出現(xiàn)。

3 結(jié)語

綜上所述，利用全新方法完善前導(dǎo)發(fā)展模板，并且利用該模板對不同地貌的500kV輸電線路展開仿真運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算成果可知，地貌因素在輸電線路繞擊跳閘概率上具有主要作用，會因?yàn)檩旊娋€路坡度提高，促使側(cè)向暴露角度提高，同時繞擊跳閘概率也會逐步提高。由于繞擊是產(chǎn)生500kV輸電線路雷擊跳閘的重要原由之一。因?yàn)槔纂姙?zāi)害產(chǎn)生的障礙存在多數(shù)，輸電線路走廊經(jīng)過的地域在輸電線路繞擊耐雷功能上有著重要作用。所以探究繁雜地貌影響中500kV輸電線路繞擊耐雷功能，減少500kV輸電線路雷擊跳閘率、提升其安全穩(wěn)固運(yùn)作水平具有主要作用。

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作者簡介：鄧燁恒（1984-），男，廣東廣州人，廣州供電局有限公司輸電管理所工程師，研究方向：技術(shù)管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）