山區35kV架空線路雷擊特性仿真分析

張文鋒 李志偉 張國建 林 敢

山區35kV架空線路雷擊特性仿真分析

張文鋒1李志偉1張國建1林 敢2, 3

（1. 云南電網有限責任公司大理供電局，云南 大理 671000；2. 湖北省輸電線路工程技術研究中心（三峽大學），湖北 宜昌 443002；3. 三峽大學電氣與新能源學院，湖北 宜昌 443002）

本文分析大理山區架空線路典型地形特點，基于雷電定位系統采集的線路雷電活動數據，計算山脊、山坡、山谷及平原等典型地形條件下線路的耐雷水平及直擊雷和感應雷跳閘率，獲得山區地形下架空線路雷擊跳閘率的變化規律。結果表明：不同地形條件下架空線路的雷擊跳閘率差異較大，位于山脊的線路直擊雷跳閘率較大，其隨兩側的坡度減小而變小；而位于山谷的線路，感應雷跳閘率較大，其隨著坡度的增加而增大；山區線路的雷擊跳閘率相比平原地區高64%左右。

架空線路；山區；地形；雷擊跳閘率；感應雷過電壓

0 引言

35kV架空線路作為中壓輸配電線路中的主體，具有覆蓋區域廣、網架結構復雜等特點，我國相關規程僅對35kV線路進線段作了架設避雷線的要求[1]，導致其整體防雷能力較差，容易受到雷電侵害。據統計，架空線路的雷害事故大概占整個電力系統全部雷害事故的70%～80%[2-3]。特別是位于山區的架空線路，由于山區地形地貌及氣候環境的影響，土壤電阻率偏高，雷電活動更為活躍，雷擊導致的線路跳閘風險更高[4]。因此，研究山區地形對架空線路雷擊特性的影響具有重要的實際意義。

目前，針對山區地形對輸電線路屏蔽特性的影響開展了較多研究。文獻[5]分析不同地形對輸電線路雷電防御性能的影響，發現地形條件使線路在高度增加或暴露區域擴大時遭受雷擊的概率更高。文獻[6]基于電氣幾何法提出輸電線路錯層塔上坡位上相導線雷擊繞擊率計算方法，計算結果表明，錯層塔上坡位上相面臨較大雷擊風險。文獻[7]分析不同地面傾斜角度下桿塔高度、風速和保護角等對±800kV線路雷電屏蔽性能的影響。文獻[8]提出一種適用于山區地形的輸電線路雷擊概率計算模型，分析山頂地形對雷電先導的吸引作用。文獻[9]分析微地形與雷電活動、雷擊故障的相關性。文獻[10]分析線路走廊地形條件對其雷害風險的影響，指出隨著線路走廊所在坡面的角度變大，線路發生雷擊故障的概率會上升。可見，地形對線路的雷擊特性影響較大，但現有研究主要以輸電線路為主，針對山區不同地形條件下架空線路的雷擊特性尚缺乏系統研究。

本文對大理山區線路的典型地形進行分析，建立考慮地形的改進電氣幾何模型，并利用ATP- EMTP搭建山區35kV架空線路雷擊過電壓計算模型，計算山脊、山坡、山谷及平原等典型地形下線路的直擊雷和感應雷跳閘率，獲得山區地形下架空線路雷擊跳閘率的變化規律，為山區架空線路的雷電防護提供參考。

1 大理山區架空線路雷擊數據分析

1.1 大理35kV架空線路運行情況統計

數據資料顯示，大理35kV架空線路2019年因雷擊引起的跳閘事故為47次，占總跳閘數的92%，其中重合閘成功28次，成功率為59%；2020年由雷擊引起的跳閘次數為27次，占總跳閘次數的90%，雷擊跳閘次數同比下降42.55%，其中重合閘成功次數為17次，成功率為63%，同比上升4%，故障統計如圖1所示。

圖1 大理35kV架空線路雷擊故障統計

對比分析可知，2020年大理35kV架空線路運行狀況有所改善，但雷擊故障仍是影響線路正常運行的最主要因素，且以感應雷引起的跳閘為主。

1.2 大理山區架空線路走廊地形分析

大理地區架空線路走廊地形主要分為平地與山區兩種，其中山區又包含山地與丘陵[11]，由于不同的走廊地形對線路的影響較大，需要對山區地形下的架空線路走廊進行更為細致的區分。以大理山區35kV漾富線為例，該線路共有桿塔105基，全長30.646km，走廊地形包含山坡、山脊、山谷、平原等，線路整體走向如圖2所示。

考慮到山區地形的差異主要因坡面之間的組合，以及導線與山坡所在平面的關系不同而產生，以下列出常見的架空線路沿線地形：①導線水平方向平行于坡面，其根據桿塔位置的不同又有三種不同情況，即桿塔位于山頂、山坡和山谷；②導線垂直方向平行于坡面，根據坡面的不同組合有爬坡與跨谷兩種情況。具體不同地形如圖3所示。

對于架空線路來說，地形地貌的影響主要包括：①影響線路雷電屏蔽性能，從而直接影響雷擊跳閘率；②山區土壤電阻率與平原差異較大，山區土壤一般為巖石、碎石或片石等地質，造成土壤電阻率偏高；③山區雷電活動強度相比平原更大，導致雷暴日和地閃密度等參數高于平原地區。因此，有必要對山區架空線路的雷擊特性開展相關研究。

2 考慮地形的架空線路雷擊過電壓計算模型

2.1 考慮地形的改進電氣幾何模型

電氣幾何模型如圖4所示。傳統的經典電氣幾何模型沒有考慮地面傾角對擊距的影響，而對山區架空線路來說，地形因素的影響十分顯著，下面對不帶避雷線的電氣幾何模型進行分析[12]。

如圖4（a）所示：在經典電氣幾何模型上加入地面傾角，假設線路平行于山坡坡面架設，桿塔垂直于水平面，導線位于點，高為；s和g分別為雷電對導線和大地的擊距，且g=s，為擊距系數，本文取0.9；為以為圓心，s為半徑的圓弧，平行于坡面，與坡面的垂直高度為g。考慮雷電流的大小對擊距的影響，引雷寬度需分以下兩種情況討論：

1）當點的水平高度小于或等于點，如圖4（a）中點時，得到引雷寬度=s。

圖2 大理35kV漾富線整體走向

圖3 大理山區架空線路典型地形

2）當點的水平高度高于點時，如圖4（a）中點，坐標為（,），引雷距離為s在水平面上的投影，此時引雷寬度=。

對于裝設避雷線的線路，需額外考慮避雷線與大地之間傾角的關系，如圖4（b）所示：為線路橫擔寬度，為避雷線保護角，1、2分別為、與水平面之間的角度；為避雷線保護弧，為繞擊弧，其在水平面上的投影與分別為反擊與繞擊引雷寬度，對于超過之外的部分，即感應雷引雷寬度。與未安裝避雷線的情況類似，雷電流幅值將影響大地與線路的雷電擊距，因此對于線路的引雷寬度需要分以下四種情況討論：

圖4 電氣幾何模型

1）當雷電流足夠小時，不考慮大地對線路的保護，反擊引雷寬度=s，繞擊引雷寬度=/2。

2）當雷電流進一步上升，至點與點處于同一水平線時，反擊引雷寬度為=scos1+/2，繞擊引雷寬度為=s(1-cos1)。

3）當雷電流進一步上升，至點高于點但低于B點時，導線未被避雷線完全保護，其反擊引雷寬度為=scos1+/2，繞擊引雷寬度為=s(cos2-cos1)。

4）當雷電流進一步上升，至點高于點時，導線被避雷線完全保護，理論上不會發生繞擊，此時的引雷寬度=s。

上述表達式中的1與2的計算公式分別為

式中：PQ為避雷線到導線距離；為擊距系數，與前文相同。

2.2 35kV架空線路雷擊過電壓計算模型

以圖2中的35kV漾富線為原型，建立雷擊過電壓計算模型如圖5所示，取檔距平均值為300m，導線型號為LGJ—150/20鋼芯鋁絞線，弧垂1.5m，線路采用Bergeron模型模擬[13-15]。雷電流波形參數設置為2.6/50ms，模型采用Heilder模型進行模擬，該模型與實際雷電流波形較為吻合，相較于雙指數模型其參數設置更加簡便[16]。桿塔為“上”字形，由多段波阻抗組成，波阻抗值取125W，接地電阻取固定值10W。絕緣子為FXBW—35/70復合絕緣子，其負極性沖擊放電電壓50%=250kV，計算過程采用基于定義法的Models自定義元件進行模擬。

圖5 雷擊過電壓計算模型

本文的感應雷過電壓計算，通過在ATP軟件中調用Models語言編程的MOD感應過電壓子模塊來實現[17]，該方法基于如下假設[18-19]：

1）感應電壓由雷擊主放電過程中的磁效應與靜電效應組成。

2）雷電回擊通道與大地垂直，回擊速度保持不變，先導發展過程中電荷均勻分布。

3）大地為均勻土壤，電導率和介電常數為常數；架空線路認為是無損的，有損大地主要影響空間電場的水平分量。

4）電磁場與線路耦合過程采用Agrawal場線耦合模型[20]。

建立的35kV架空線路直擊雷和感應雷過電壓計算模型分別如圖5（a）和圖5（b）所示，該計算模型可對雷電流、雷擊位置、桿塔等參數進行修改，通用性較強。

3 考慮地形的雷擊跳閘率計算

3.1 計算方法

考慮地形的雷擊跳閘率計算流程如圖6所示，具體如下：

圖6 考慮地形的雷擊跳閘率計算流程

1）確定35kV架空線路的線路參數、桿塔類型和絕緣強度等，采用電磁暫態仿真軟件ATP-EMTP建立直擊雷和感應雷過電壓仿真模型。

2）改變雷電流幅值，通過觀察絕緣子兩端的電壓波形，得到耐雷水平。

3）根據上述改進電氣幾何模型，獲得山區地形下線路的引雷寬度。

4）計算直擊雷跳閘率。

假設雷電流峰值最大不超過200kA，線路反擊跳閘率TRa和直擊導線跳閘率TRb的計算公式為

式中：g為地閃密度（次/(km2·a)）；為建弧率；為擊桿率；線路引雷寬度()=1(,1)+2(,2)+，D1、D2為兩側導線的引雷寬度（m），1、2為兩側地面的傾角，為兩側導線的相間距離（m）；()為雷電流幅值大于的概率；a為雷擊桿塔（反擊）耐雷水平（kA）；b為雷擊導線（繞擊）耐雷水平（kA）。

將雷電流幅值的取值范圍設為0～200kA，以1kA為間隔，分為200個區間，第個區間為[,+1]；將上述直擊雷跳閘率積分計算公式（3）和式（4）進行離散求解，最終獲得直擊雷跳閘率的表達式為

根據對云南高海拔地區雷電活動情況的分析[21]，雷電流幅值大于的概率如式（6）所示，則第個區間雷電流出現的概率計算式如式（7）所示。

5）計算感應雷跳閘率。

與直擊雷跳閘率的計算不同，感應雷跳閘率計算中，首先需確定感應雷的引雷區域，感應雷電氣幾何模型如圖7所示。

圖7 感應雷電氣幾何模型

架空線路的感應雷跳閘率計算公式為

式中：ymax,k為感應雷電流幅值為Ik時的最大臨界閃絡距離，受雷電流幅值及地面傾角影響（m）；D(Ik)為雷擊大地的最大臨界距離（直擊雷引雷范圍）（m）；Ic為感應雷耐雷水平（引起線路發生感應雷跳閘的最小雷電流幅值）（kA）。當雷電流幅值高于Ic且ymax,k大于D(Ik)時，才存在發生感應雷跳閘的可能。ymax,k計算流程如圖8所示。

由于線路的感應雷耐雷水平與雷擊點到線路距離呈正相關，隨著雷擊點距離變遠，線路上的感應過電壓會變小，計算得到的線路的耐雷水平相對上升，反之亦然。因此對于某一確定雷電流，假設其峰值為，首先給定初值0（雷擊點距線路垂直距離為0，其取值盡量小，此時對應的耐雷水平c也較小），利用建立的仿真模型計算耐雷水平c，若耐雷水平c＜，則令0=0+D，重復計算，直至c與基本一致時，得到的雷擊距離即為平原地區的最大臨界閃絡距離max()，將計算值擬合成函數，可得到最大臨界閃絡距離max隨雷電流幅值的變化規律。

根據電氣幾何模型可知，不同雷電流下的引雷范圍不同，傳統雷擊跳閘率計算時，認為不同雷電流的引雷范圍相同，使計算結果產生誤差，因此，對[0, 200kA]的雷電流以1kA為步長劃分為200個區間，并利用圖8所示方法確定對應的max,k。

對上述感應雷跳閘率計算公式（8）進行離散求解，最終可獲得感應雷跳閘率的離散表達式為

3.2 直擊雷計算結果分析

根據雷電定位系統統計數據信息，得到漾富線近年的平均地閃密度為3.2次/(km2·a)。參照IEEE標準選取=0.5[22]；兩側導線的相間距離為5m；絕緣子放電距離取0.45m，根據計算建弧率=0.56。桿塔的工頻接地電阻一般取10～30W，考慮到山區土壤電阻率往往較大，因此，仿真中山區地形的土壤電阻率取1 000W·m，桿塔接地電阻取25W；平原地區的土壤電阻率取100W·m，接地電阻取10W。

計算得到平原和山區架空線路的直擊雷耐雷水平見表1。由于山區的土壤電阻率及接地電阻比平原地區高，因此，其直擊雷耐雷水平更低。

表1 直擊雷耐雷水平 單位：kA

根據上述計算方法，在如圖9所示不同山區地形下，分別計算線路的直擊雷跳閘率，具體如下。

圖9 不同山區地形

1）平原及山區平地線路1=2=0°

計算平原與山區平地線路的直擊雷跳閘率，結果見表2。

對比表2中數據可知，在相同地閃密度條件與地形傾角下，山區線路有、無避雷線的直擊雷跳閘率分別比平原線路高出197.87%、48.48%，可見，高土壤電阻率與接地電阻是使線路雷擊風險上升的重要因素之一。

表2 地形傾角為0°時直擊雷跳閘率計算結果 單位：次/(100km·a)

2）山脊線路1=2∈[-30°,-5°]

根據考慮地形的電氣幾何模型，當線路位于山脊處時，線路的暴露面積相比平原更大，即線路的引雷寬度將變大。圖10為山路線路直擊雷跳閘率隨線路兩側坡度的變化規律。

圖10 山區線路直擊雷跳閘率隨線路兩側坡度的變化

由圖10可知，山脊線路直擊雷跳閘率隨兩側坡度的增大而增大。無避雷線的情況下，兩側的坡度從-5°變為-30°時，山脊線路直擊雷跳閘率從3.1次/(100km·a)升至3.48次/(100km·a)；兩側傾角為-30°時，山脊線路直擊雷跳閘率相比山區平地線路增大了0.54次/(100km·a)，增幅約為18.37%。有避雷線的情況下，山脊線路直擊雷跳閘率從1.5次/(100km·a)升至1.88次/(100km·a)；兩側傾角為-30°時，山脊線路直擊雷跳閘率相比山區平地線路增大了0.48次/ (100km·a)，增幅約為34.29%。

3）山坡線路1=-q2∈[5°, 30°]

當線路位于山坡處時，線路的暴露面積受兩側地形的影響。位于上坡側的線路，由于地面的引雷作用，其引雷寬度變小，而位于下坡側的線路引雷寬度則變大。

由圖10可知，山坡線路的直擊雷跳閘率隨坡度的增加而逐漸變小。無避雷線的情況下，當坡度從5°變為30°時，山坡線路的直擊雷跳閘率從2.93次/ (100km·a)降至2.42次/(100km·a)；兩側坡度為30°時，山坡線路直擊雷跳閘率相比山區平地線路減小了0.52次/(100km·a)，降幅約為17.69%。有避雷線的情況下，山坡線路直擊雷跳閘率從1.39次/ (100km·a)降至1.18次/(100km·a)；兩側坡度為30°時，山坡線路直擊雷跳閘率相比山區平地線路下降了0.22次/(100km·a)，降幅約為15.71%。

4）山谷線路1=2∈[5°, 30°]

當線路位于山谷處時，在地面的引雷作用下，線路暴露距離相比平原更小，使線路的引雷寬度變得更小。

由圖10可知，無避雷線的情況下，兩側坡度從5°上升至30°時，山谷線路的直擊雷跳閘率從2.75次/(100km·a)下降至1.36次/(100km·a)；兩側坡度為30°時，山谷線路直擊雷跳閘率相比山區平地線路降低了1.58次/(100km·a)，下降約53.74%。有避雷線的情況下，山谷線路直擊雷跳閘率從1.27次/ (100km·a)降至0.47次/(100km·a)；兩側坡度為30°時，山谷線路直擊雷跳閘率相比山區平地線路下降了0.93次/(100km·a)，降幅約為66.43%。

3.3 感應雷計算結果分析

根據3.2節的參數，計算得到無防雷措施平原和山區平地線路的感應雷耐雷水平分別為58kA和48kA，有避雷線的平原、山區平地線路感應雷耐雷水平分別為82kA和69kA。

根據上述計算方法，得到平原、山區平地線路的有無避雷線條件下感應雷跳閘率見表3。

表3 地形傾角為0°時感應雷跳閘率計算結果

由表3可知，雖然桿塔接地電阻對感應雷耐雷水平幾乎無影響，但山區比平原地區的大地電導率低，產生的感應過電壓較大，導致其感應雷耐雷水平更低，從而跳閘率更高。

1）山脊線路1=2∈[-30°,-5°]

當山區線路發生感應雷時，線路上產生更高的感應過電壓，將一定程度地增加最大臨界閃絡距離，因此，山區的最大臨界閃絡距離非線性較大且高于平原地區；同時，當線路位于山脊時，直擊雷的引雷寬度增加，導致感應雷的雷擊區域縮小，最終感應雷的雷擊區域大小需綜合考慮兩者的作用。計算得到山區線路感應雷跳閘率隨線路兩側坡度變化的情況如圖11所示。

圖11 山區線路感應雷跳閘率隨線路兩側坡度的變化

由圖11可知，山脊線路感應雷跳閘率隨兩側坡度的增大而減小。無避雷線的情況下，兩側的傾角由-5°變化至-30°時，山脊線路的感應雷跳閘率由6.67次/(100km·a)下降至5.92次/ (100km·a)；當兩側傾角為-30°時，山脊線路感應雷跳閘率相比山區平地線路減小了1次/(100km·a)，降幅約為14.45%。有避雷線的情況下，山脊線路的感應雷跳閘率由1.81次/(100km·a)下降至1.37次/ (100km·a)；當兩側傾角為-30°時，山脊線路感應雷跳閘率相比山區平地線路減小了0.58次/(100km·a)，降幅約為29.74%。

2）山坡線路1=-q2∈[5°, 30°]

當線路位于山坡處時，線路直擊雷的引雷寬度受兩側的地形影響，隨傾角的增大，位于上坡側線路的引雷寬度減小，而位于下坡側的引雷寬度增大；此時，線路直擊雷的引雷寬度變化相對較小，感應雷的雷擊區域主要受最大臨界閃絡距離的影響。

由圖11可以看出，無避雷線的情況下，當兩側坡度由5°上升至30°時，山坡線路感應雷跳閘率由6.93次/(100km·a)上升至7.3次/(100km·a)；當兩側坡度為30°時，感應雷跳閘率相比山區平地線路增大了0.38次/(100km·a)，增幅約為5.49%。有避雷線的情況下，山坡線路的感應雷跳閘率由1.97次/ (100km·a)上升至2.38次/(100km·a)；當兩側坡度為30°時，山坡線路感應雷跳閘率相比山區平地線路增大了0.43次/ (100km·a)，增幅約為22.05%。因此，線路位于山坡時，隨著坡度的增加，線路感應雷跳閘率逐漸增大。

3）山谷線路1=2∈[5°, 30°]

當線路位于山谷處時，在地面的引雷作用下，線路更易發生感應雷擊跳閘事故。

由圖11可知，無避雷線的情況下，當線路兩側坡度由5°上升至30°時，山谷線路感應雷跳閘率由7.21次/(100km·a)上升至9.28次/(100km·a)；當兩側坡度為30°時，山谷線路感應雷跳閘率相比山區平地線路增大了2.36次/(100km·a)，增幅約為34.10%。有避雷線的情況下，山谷線路的感應雷跳閘率由2.12次/(100km·a)上升至3.39次/(100km·a)；當兩側坡度為30°時，山谷線路感應雷跳閘率相比山區平地線路增大了1.44次/(100km·a)，增幅約為73.85%。因此，線路位于山谷時，隨著坡度的增加，線路感應雷跳閘率逐漸增大。

對比直擊雷計算結果可發現，感應雷跳閘率隨坡度的變化規律與之完全相反，其主要原因是兩者發生雷擊跳閘的機理不同。直擊雷通過電氣幾何模型計算線路引雷寬度，當雷擊發生在此寬度內時，雷電流直接入侵線路引起跳閘，因此當地形坡度引起引雷寬度發生變化時，直擊雷跳閘率也隨之改變；而感應雷過電壓主要取決于雷電回擊通道附近產生的靜電場分量，線路所在坡度越大，電場發生的畸變就越明顯，從而形成更強的電場，過電壓也隨之上升，從而更容易引起線路跳閘[20]。

3.4 總雷擊跳閘率計算結果分析

根據3.2節直擊雷跳閘率和3.3節感應雷跳閘率計算結果，可得到平原與山區平地線路的總雷擊跳閘率見表4。

表4 地形傾角為0°時總雷擊跳閘率計算結果

不同地形條件下，架空線路總雷擊跳閘率隨坡度的變化規律如圖12所示。

由圖12可知，地形對架空線路總雷擊跳閘率的影響大小為：山谷＞山坡＞山脊。

當線路位于山谷時，線路總雷擊跳閘率隨坡度的增加而增大，無避雷線線路的總雷擊跳閘率由9.96次/(100km·a)上升至10.64次/ (100km·a)，有避雷線線路的總雷擊跳閘率由3.39次/(100km·a)上升至3.86次/(100km·a)。

（a）無避雷線

（b）有避雷線

圖12 山區架空線路總雷擊跳閘率

當線路位于山坡時，線路總雷擊跳閘率同樣隨坡度的增加逐漸上升，當坡度由5°上升至30°時，無避雷線線路總雷擊跳閘率由9.86次/(100km·a)上升至9.89次/(100km·a)，有避雷線線路的總雷擊跳閘率由3.36次/(100km·a)上升至3.56次/(100km·a)。

當線路位于山脊時，線路總雷擊跳閘率隨坡度的增加逐漸減小，當坡度由5°上升至30°時，無避雷線線路的總雷擊跳閘率由9.77次/(100km·a)下降至9.4次/(100km·a)，有避雷線線路的總雷擊跳閘率由3.32次/(100km·a)下降至3.26次/(100km·a)。

綜合以上數據分析可知，對山區線路雷擊跳閘率影響最大的地形為山谷地形，隨著地形傾角（絕對值）的變大，山谷線路的總雷擊跳閘率逐漸上升，最大增幅約為7.91%；地形傾角對于山坡線路的影響則幾乎為0；處于山脊的線路雷擊跳閘率則隨傾角（絕對值）變大逐漸減小，最大降幅約為4.67%。

4 結論

本文提出了考慮地形的架空線路雷擊跳閘率計算方法，分析了不同地形對35kV架空線路雷擊跳閘率的影響規律，得到了以下結論：

1）架空線路的直擊雷跳閘率大小順序為：山脊線路＞山坡線路＞山谷線路。線路位于山脊處時，隨著坡度的變大，直擊雷跳閘率逐漸上升，相比于山區平地線路，其直擊雷跳閘率最大增幅約為18.37%，而處于山坡與山谷的線路直擊雷跳閘率則最大分別下降17.69%與53.74%。

2）架空線路的感應雷跳閘率大小順序為：山谷線路＞山坡線路＞山脊線路。線路位于山坡或山谷處時，感應雷跳閘率隨兩側的坡度增大而變大，最大增幅分別為5.49%和34.10%；線路位于山脊處時，隨著坡度的增加，感應雷跳閘率逐漸下降，最大降幅為14.45%。

3）架空線路的總雷擊跳閘率大小順序為：山谷線路＞山坡線路＞山脊線路。相比平原地區，山區平地線路的總雷擊跳閘率增大了64%左右；線路位于山坡處時，總雷擊跳閘率幾乎不隨地形傾角發生變化；線路位于山谷和山脊時，隨著坡度的增加，總雷擊跳閘率分別上升與下降，最大增幅與降幅分別為7.91%與4.67%。

4）安裝避雷線能有效降低線路雷擊跳閘率，根據仿真計算結果，在平原地區與山區平地線路安裝避雷線后，其總雷擊跳閘率將分別下降77.87%與66.02%。

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Simulation analysis on lightning strike characteristics of 35kV overhead lines in mountainous area

ZHANG Wenfeng1LI Zhiwei1ZHANG Guojian1LIN Gan2,3

(1. Dali Power Supply Bureau, Yunnan Power Grid Co., Ltd, Dali, Yunnan 671000; 2. Hubei Provincial Engineering Technology Research Center for Power Transmission Line (China Three Gorges University), Yichang, Hubei 443002; 3. College of Electrical Engineering & New Energy, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002)

The typical terrains characteristics of Dali mountainous area overhead lines are analyzed in this paper. Based on the lightning activity data of lines collected by the lightning location system, the lightning resistance level and the trip rate of direct and induced lightning are calculated under typical terrain conditions such as ridge, hillside, valley and plain. The variation law of lightning trip rate of overhead line under mountainous terrain is obtained. The results show that the lightning trip rate varies greatly under different terrain conditions. The direct lightning trip rate of the line located on the ridge is larger and decreases with the decrease of the slope on both sides. However, the induced lightning trip rate of the line located in the valley is larger, which increases with the increase of the slope. Compared with plain areas, the lightning trip rate of mountainous lines is increased by about 64%.

overhead line; mountainous area; terrain; lightning trip rate; lightning induced overvoltage

2022-05-05

2022-05-24

張文鋒（1984—），男，漢族，湖北宜昌人，工程師，研究方向為輸電線路運行維護管理。

云南電網有限責任公司科技項目（0505002020030301SC00002）