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关于特高压直流输电线路雷击的故障特性探讨梁栋摘要：以国网投运时间相对较长的±800kV复奉线、锦苏线和宾金线为例，总结特高压直流线路运行状况和防雷性能，挖掘雷击故障特征和影响性因子。针对宾金线防雷性能显著低于复奉、锦苏线的状况，从地闪密度、地面倾角、绝缘配置三方面对比差异性，并综合计算分析雷击运行性能出现差异的缘由。结果表明，绕击防护是特高压直流线路亟待提升的薄弱点，宾金线故障杆塔的绕击重启率理论上是复奉线故障杆塔的5.81倍，与实际运行结果6.87倍较为接近。关键词：雷击故障;特高压直流;输电线路;绕击;防雷我国燃煤、水能、风能、太阳能等能源资源规模大、分布集中，而所在地区负荷需求水平较低，能源负荷中心分布较远，特高压输电以其容量大、距离远等突出优势，满意了清洁能源发展和资源优化配置的需求。特高压直流线路在引雷特性、雷击后爱护动作特性等方面与沟通特高压线路有着显著不同，雷击故障概率和威逼被低估。本文以复奉、锦苏、宾金线为例，对国网三大特高压直流线路雷击故障规律总结，挖掘线路雷电防护薄弱点，对比分析差异性因素，对特高压直流线路的防雷设计、改造有重要参考价值。1 雷电绕击影响因素分析1.1上行先导相互作用对雷电绕击特性的影响上行先导通道具有良好的导电性，在先导通道的头部及四周区域聚集了大量电荷，对先导发展过程产生显著影响。由于导线上行先导的产生变更了空间电场分布，使避雷线上行先导的发展速度受到了抑制，当导线产生上行先导时，避雷线上行先导的发展速度将 会发生突变。当考虑上行先导相互作用时，避雷线和导线上行先 导在起始和发展过程中会彼此影响，导线上行先导起始时下行先导 头部离地高度降低，导致击穿时上、下行先导的位置发生显著改变，从而可能引发雷电绕击现象。1.2地面倾角直流线路杆塔所处地面倾角中，最小为0°，最大为70°。地面倾角越小，杆塔数量越多。为了对不同倾角范围内的雷击重启状况进行统计分析，在保证各个地面倾角范围内杆塔数量基本一样状况下，选择 1°、2.5°、5°和10°作为不等距分割点，对三大直流杆塔所处地面倾角进行分类，统计计算不同地面倾角范围杆 塔平均倾角和平均雷击重启概率。可看出，三大直流线路杆塔整体上随着地面倾角的增大，雷击重启概率渐渐增大，二者呈现特别强的相关性。经计算，平均雷击重启概率与平均地面倾角之间的相关系数为0.101。地面倾角越大，地面对坡外侧的屏蔽效果越差，造成坡外侧导线更简单发生雷电绕击。1.3档距直流线路杆塔中档距最小179m，档距最大2052m。以400m、500m、600m 和700m为分割点对档距进行分类，统计计算不同档距范围内杆塔平均档距和平均雷击重启概率。杆塔雷击重启概率与平均档距之间存在特别强的正相关性，相关系数为0.101，档距越大，线路的雷击故障重启概率越高。档距在700米及以上杆塔雷击重启概率达到0.325次/一百零一基。这是因为大档距一般跨越山谷、河流等，档距中心导线高度较高，地面对导线的雷电屏蔽作用减弱，简单发生雷电绕击。2 特高压直流输电线路雷击故障特性分析2.1 工作电压为保持工作电压在要求范围内，正极性导线需感应出更多的正电荷，而正电荷会使导线表面场强增大，导线旁边空间将出现较大的电位差，这种现象有利于导线上行先导的起始和发展。多数状况下引发雷电绕击的雷云均为负极性，由于电荷的同性相斥，异性相吸，正极性线路表面场强大于负极性线路，这使得高压输电线路电压等级相同时，负载电压为正极性的状况下更简单遭遇雷电绕击。运行阅历也表明，在特高压直流双极性输电线路中，绕击事故倾向于发生于正极性导线上。导线和避雷线之间的电极形态不同，等效半径也不相同，这些差异也会影响它们的表面电场分布，从而对上行先导起始和发展过程产生肯定影响。2.2 地形当输电线架设于山区时，在相同爱护角和雷电活动条件下，地面倾角会对线路防雷性能产生显著影响，山区线路的绕击率约为平原地区的3倍。地形对绕击特性的影响主要反映在变更了导线、地线的实际对地高度。随着地面倾角增大，导线离地高度增加，大地对线路的屏蔽作用减弱，导线引雷实力增加，下行先导头部朝着导线方向发生明显偏移，雷电绕击于导线的概率更高。随着地面倾角的增大，输电线路不同爱护角下的雷电绕击闪络率也会随之增加，在爱护角较大时尤其明显，减小地面倾角可以有效地降低线路的雷电绕击闪络率。2.3 安装附件在直线塔的附件安装过程须要用到两线提升器，这里的提升器都采纳“V”型绳套在导线的横担下面，在前后两侧的预留孔中进行悬挂，这样可以保證横担的匀称受力。用提线装置提起导线，通过50kN机动绞磨做牵引限制，将三轮放线滑车逐个和悬挂装置解开并放落到地面，再通过柔性钢丝绳把V型绝缘子串临时固定，通过传递工具绳限制，便可将悬挂装置和绝缘子连接部位解开，再渐渐放下悬挂装置。最终，对绝缘子串高度进行调整，起吊线夹联板并进行连接，导线线夹安装完毕。在提线过程中要特殊留意不要对导线造成损害，可以采纳 101kN 的吊装带与21.5mm的钢丝绳组合运用，将其上部与横担完成连接，避开导线在施工过程中意外下落。结束语：输电线路工作电压变更将会引起电场空间分布发生改变，对导线上行先导起始与发展实力产生影响。在负极性雷电的影响下，正极性导线更易产生上行先导，并对同侧避雷线上行先导发挥抑制作用，影响其起始与发展，从而增大雷电绕击率。在爱护角相同时，随着地面倾角增加，导线离地高度增大，大地屏蔽作用减弱，雷电绕击导线的概率增大，因此输电线路在山区地形下的雷电绕击率要远高于平原地区。参考文献1吴中瑶，王宇航， 韦忠宇. 关于超高压输电线路雷击跳闸典型故障分析J. 中外企业家， 2022， No.679（17）：252-252.2王永进， 樊艳芳， 唐勇，等. 考虑强非线性和波速改变特性的特高压直流输电线路故障测距方法J. 电力系统爱护与限制， 2022， 048（005）：17-25.猜你喜爱防雷输电线路关于人工影响天气作业点防雷措施的探讨科学与财宝(2022年33期)2022-12-19遵化北站接触网防雷措施浅谈中小企业管理与科技·下旬刊(2022年10期)2022-11-15浅谈气象观测站设备的防雷问题魅力中国(2022年41期)2022-04-21综述配网线路运行维护的相关留意事项科技与创新(2022年23期)2022-03-30防雷技术在输电线路的差异化策略分析卷宗(2022年10期)2022-01-21基于输电线路设计与运行中的防雷措施研析中国科技纵横(2022年20期)2022-12-28浅谈石油化工装置储罐爆炸危急区域划分及防雷设计电脑学问与技术(2022年12期)2022-06-14输电线路清障装置系统设计中国高新技术企业(2022年28期)2022-07-21铁路信号设备的雷电综合防护体系初探科技与创新(2022年6期)2022-07-21第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页