同塔雙回特高壓輸電線路防雷研究

楊陽+康淑豐

摘 要：由于我國的能源分布與各個地區的用電負荷極為不平衡。為了提高供電負荷，在輸送電能的過程中將采用更高的電壓等級以及更大的容量來進行更長距離的特高壓交流輸電，但是電壓等級越是高的架空線受到雷擊而跳閘的概率就會越大。

關鍵詞：特高壓；架空線路；耐雷性能；反擊繞擊跳閘率

電力是國民經濟得以快速發展的基礎，同時也是社會經濟能夠健康快速發展的重要保障。大容量、高電壓輸電技術的實施進一步促進了我國電力事業的快速發展，提高了遠程輸電的效率。目前同塔雙回特高壓輸電線路所用的桿塔還要比普通的特高壓線路所使用的桿塔要高，引雷的面積就相對更大，危險性較高。

一、雷電過電壓在架空線路上發生的途徑

根據雷電擊中架空線路中輸電線路的不同地方，可以將直擊雷過電壓分為兩種：一種是雷云中的電流直接通過避雷針或者直接擊中架空線路的桿塔塔頂部位從而流入地面；另一種現象是當雷云中的電流繞過避雷針而是直接擊中閃導線，那么會在導線上產生過電壓情況。

二、反擊耐雷性能的研究

（一）線路參數和仿真模型的建立

下面以1000千伏的特高壓同塔（圖1）雙回交流輸電線路為例，進行線路參數和仿真模型建立分析。l000kV同塔雙回線路的參數為：額定電壓為1000千伏、最高運行電壓1100千伏、避雷線的型號為LBGJ-240-20AC鉛包鋼絞線、導線型號8XLGJ-630/45、分裂導線的分裂間距是400毫米、年雷電日的天數為40天等。對于垂直導體而言，由于高度不同，造成的波阻抗不同，這就是多波阻抗模型搭建的原理。當雷電波傳播半徑發生變化后，雷電波的傳播區域也會發生變化，進而得出垂直導體的波阻抗會因離線路桿塔塔頂距離的不同而隨之變化。當輸電線路的模型為阻抗特性的時候，證明雷電波正在行進在輸電線路上。考慮到雷擊的過程速度非常的快以及雷電流波的反射和折射方面的影響，應當在被擊桿塔的兩側搭接兩檔輸電線路來搭建仿真模型。在計算被擊處的過電壓的時候應該在輸電線路的末端接一條與實驗所用線路的特性完全相同的長的線路，這樣做的是為了能夠使計算的結果免受雷電流在輸電線路末端反射的影響。

（二）反擊耐雷性能影響因素研究

1、沖擊接地電阻對反擊耐雷性能影響

沖擊接地電阻是對輸電線路反擊耐雷性能影響最大的因素，盡可能的減小沖擊接地電阻的阻值是使輸電線路的反擊耐雷水平提高的最有效的措施之一。沖擊接地電阻越大，反擊跳閘率也會跟著增大，而輸電線路的耐雷水平卻在隨著減小（如表1）。

2、工頻電壓對反擊耐雷性能的影響

在特高壓輸電線路中，工頻電壓所占的比重很大，能夠占到絕緣子的發電電壓的1/4，因此在特高壓輸電線路實際運行的過程中工頻電壓會對輸電線路產生很大的影響。特高壓輸電線路的耐雷性降低，則反擊跳閘率就會上升。

三、各因素對繞擊跳閘率的影響

（一）地面傾角對繞擊跳閘率的影響

輸電線路根據其行經不同的地區具有不同的繞擊率，通常線路在山區的繞擊率大于平原地區。針對l000千伏的特高壓同塔雙回輸電線路桿塔而言，當地面的傾角θ<10°時可以忽略山坡地形對線路繞擊跳閘率的影響；如果地面傾角的值漸漸變大的時候，山坡地形對輸電線路繞擊跳閘率的影響程度就開始變大，也就是說傾角θ的值越大計算得出的輸電線路套機跳閘率就會越高。

（二）保護角對繞擊跳閘率的影響

在保持避雷線對地的垂直高度以及輸電線路的空間位置都不發生改變的情況下，單獨的對避雷線至線路桿塔的水平距離進行改變就能夠使保護角減小。當避雷線到桿塔中心的距離等于導線到桿塔中心線的距離的時候，如果再通過改變避雷線水平位置的的方法來增大保護角，隨著保護角的變大線路的繞擊跳閘率也會逐漸的增大。

四、結語

在社會經濟快速發展的同時，社會對電力的負荷需求也在日益增加。由于我國的能源的分部情況同能源所需的地區及其不平衡，于是出現了同塔雙回特高壓輸電線路防雷研究的新課題。

參考文獻：

[1]樊爭亮.同塔雙回特高壓輸電線路防雷研究[D].山西大學，2013.endprint