摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電對(duì)于人們的生活發(fā)揮的作用越來(lái)越大，從照明，電器的使用，工廠的生產(chǎn)等等都離不開(kāi)電，所以電的生產(chǎn)和電的傳輸都是十分重要的，政府和人們對(duì)這些方面也是高度關(guān)注。而作為電的傳輸?shù)闹饕椒ǎ邏狠旊娋€路，在目前情況下得到了廣泛的使用，但是在使用過(guò)程中，存在著許多的問(wèn)題，而雷擊跳閘也是目前超高壓輸電線路容易產(chǎn)生的問(wèn)題。所以為了人們生活的用電保障，以及工業(yè)生產(chǎn)的用電保障，就要對(duì)這種問(wèn)題進(jìn)行改善。本文主要闡釋了目前雷擊對(duì)線路的影響，以及如何進(jìn)行繞擊防護(hù)。
1、雷擊的現(xiàn)狀
目前情況下我國(guó)所使用的超高壓電路輸送都是架空輸電線路，這樣一來(lái)就給雷擊的機(jī)會(huì)大大增加了，由于我國(guó)特殊的氣候，季風(fēng)性氣候，導(dǎo)致我國(guó)在春夏等季節(jié)雷電十分頻繁，我國(guó)目前的超高壓輸電線路跳閘的大部分原因都是由于雷擊，但是目前對(duì)于類似這種的自然導(dǎo)致的問(wèn)題，是沒(méi)有太好的約束方法的，而由于雷擊導(dǎo)致跳閘，這樣一來(lái)對(duì)于城市居民的正常生活有了巨大的影響，還對(duì)工業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而稍有不慎，由于雷擊導(dǎo)致輸電線路起火，還會(huì)造成巨大的災(zāi)害，甚至還會(huì)造成人員的損失，所以目前情況下，必須要對(duì)由于雷擊導(dǎo)致超高壓輸電線路的破壞進(jìn)行預(yù)防。為了不影響工業(yè)的正常生產(chǎn)，為了保障人們的日常生活正常進(jìn)行，就需要對(duì)目前這種雷擊導(dǎo)致跳閘的現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)的處理，防止這種事故的多發(fā)。才能促進(jìn)整個(gè)城市的發(fā)展。
2、特高壓輸電線路雷電繞擊的主要影響因素概況
特高壓輸電線路雷電繞擊的主要影響因素包括地面傾角、地面傾角差異下±800 kV正極性導(dǎo)線繞擊閃絡(luò)率、弧垂的不同分布以及直流特高壓運(yùn)行電壓、塔型、塔高對(duì)繞擊的影響等。
2.1 地面傾角
地面傾角顯著影響特高壓線路的繞擊特性，可以明顯減弱山坡地形下地面導(dǎo)線屏蔽作用，增加繞擊電流范圍，造成桿塔易受到遠(yuǎn)距離大電流繞擊。特高壓直流線路繞擊跳閘頻率也會(huì)隨地面傾角的增加而增大。科研人員針對(duì)繞擊概率最高的±800 kV正極性導(dǎo)線繞擊閃絡(luò)率分析，如圖1所示。
圖1不同地面傾角下±800 kV正極性導(dǎo)線繞擊閃絡(luò)率
2.2 直流特高壓電壓運(yùn)行
直流特高壓運(yùn)行線路可以抑制地線發(fā)展先導(dǎo)，易使正極性線路表面產(chǎn)生的上行先導(dǎo)與雷電下行先導(dǎo)發(fā)生連接。交流電壓下交流特高壓線路的繞擊跳閘率和工作電壓相位相關(guān)，特高壓ZMP2塔不同相位下的繞擊跳閘率如圖2所示。
圖2不同工作相位下交流特高壓線路繞擊跳閘率
工作相位差異下，交流特高壓線路繞擊跳閘率如圖2所示。工作相位90°、270°時(shí)，導(dǎo)線電壓等于0。交流特高壓線路在正半周工作電壓下相應(yīng)繞擊閃絡(luò)率和無(wú)工作電壓時(shí)對(duì)比增量，比負(fù)半周工作電壓下的繞擊閃絡(luò)率減少部分大，導(dǎo)致跳閘率高。
2.3 塔型、塔高對(duì)繞擊的影響
桿塔上絕緣子和導(dǎo)線的排列方式、保護(hù)角、高度都能對(duì)繞擊跳閘率產(chǎn)生影響。現(xiàn)實(shí)中，絕緣子和導(dǎo)線排列方式主要通過(guò)保護(hù)角發(fā)揮相關(guān)的作用。
1000 kV特高壓線路絕緣子和導(dǎo)線排列方式如圖3所示。計(jì)算得出桿塔高度、保護(hù)角、絕緣子相同的M型排列和3V型排列對(duì)比，M型繞擊跳閘率比3V型排列小。M型與3V型導(dǎo)線三角排列與水平排列對(duì)比得出，3V三角排列的繞擊閃絡(luò)率小。
圖3 1000 kV特高壓線路直線桿塔絕緣子及導(dǎo)線排列型式
桿塔高度、保護(hù)角對(duì)影響繞擊明顯。塔型高、保護(hù)角大時(shí)，地面與地線的屏蔽作用減弱，使遭受繞擊的幾率增大，要通過(guò)校核保證桿塔的防繞擊性能。
2.4 保護(hù)角
特高壓線路防雷手段是架空地線，而保護(hù)角是影響架空地線對(duì)導(dǎo)線保護(hù)屏蔽性能的重要因素。特高壓直流線路要求保護(hù)角嚴(yán)苛：保護(hù)角等于0°時(shí)，存在小幅值雷電流繞擊概率；負(fù)保護(hù)角可獲得較好的防繞擊性能。不同保護(hù)角下交流特高壓線路繞擊跳閘率，如圖4所示。
圖4不同保護(hù)角下交流特高壓線路繞擊跳閘率
2.5 避雷線弧垂分布差異
避雷線弧垂比導(dǎo)線弧垂大時(shí)，減小檔距中央保護(hù)角，提升線路檔距中央繞擊概率。因保護(hù)角越小繞擊越不容易發(fā)生，直流線路需要使用負(fù)保護(hù)角。運(yùn)行電壓、保護(hù)角、地面傾角、塔型、弧垂，都是影響超特高壓線路繞擊性能的參數(shù)。地面傾角越大，地面屏蔽越容易減小，線路越易發(fā)生繞擊。因自然界負(fù)極性雷比正極性雷多，直流線路正極性線路易產(chǎn)生繞擊跳閘。
3、特高壓線路繞擊防護(hù)措施選擇
目前架空線路防雷措施的選擇一般依據(jù)國(guó)網(wǎng)公司差異化防雷指導(dǎo)意見(jiàn)進(jìn)行，并取得了良好效果。但特高壓線路繞擊防護(hù)有自身特點(diǎn)，因此有必要考慮針對(duì)特高壓線路的繞擊防護(hù)措施選擇方法。本文根據(jù)對(duì)避雷器、桿塔側(cè)針等各類繞擊防護(hù)措施的分析，建議對(duì)特高壓線路采用以下思路選擇合適的繞擊防護(hù)措施：①計(jì)算單基桿塔裝設(shè)避雷器或裝設(shè)桿塔側(cè)針后該桿塔的繞擊跳閘率，計(jì)算時(shí)考慮雷電多重回?fù)魧?duì)避雷器防護(hù)性能的影響、桿塔側(cè)針有效保護(hù)范圍；②對(duì)需要進(jìn)行防雷改造的桿塔，設(shè)置不同避雷器桿塔占比的改造方案；③計(jì)算每一種防雷改造方案的雷擊跳閘率和改造造價(jià)；④根據(jù)每種方案改造后的跳閘率和造價(jià)，選擇最優(yōu)方案。最優(yōu)方案可根據(jù)運(yùn)維單位條件決定，如希望在最經(jīng)濟(jì)的條件下達(dá)到跳閘率控制目標(biāo)，或達(dá)到盡量低的跳閘率等。
4、結(jié)論
ａ．交直流特高壓線路雷電繞擊受到運(yùn)行電壓、保護(hù)角、地面傾角、桿塔塔型等因素的影響。
ｂ．線路避雷器可有效提升線路繞擊耐雷水平，但大繞擊電流、多次回?fù)粝卤芾灼髂芊癯惺芾纂娔芰可行柽M(jìn)一步研究。
ｃ．桿塔側(cè)針在特高壓線路上需要進(jìn)一步積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，側(cè)針的有效保護(hù)范圍尚需進(jìn)一步研究。
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