不同電壓等級(jí)架空輸電線路雷電防護(hù)特征分析

陳維江，謝施君，劉楠，賀恒鑫，邊凱，沈海濱(.國(guó)家電網(wǎng)公司，北京市000;.華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，武漢市007; .中國(guó)電力科學(xué)研究院，北京市009;.國(guó)網(wǎng)北京市電力公司，北京市000)

不同電壓等級(jí)架空輸電線路雷電防護(hù)特征分析

陳維江1，謝施君2，劉楠1，賀恒鑫3，邊凱4，沈海濱3
(1.國(guó)家電網(wǎng)公司，北京市100031;2.華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，武漢市430074; 3.中國(guó)電力科學(xué)研究院，北京市100192;4.國(guó)網(wǎng)北京市電力公司，北京市100031)

對(duì)不同電壓等級(jí)架空輸電線路的雷電防護(hù)特征進(jìn)行比較分析，可為提出輸電線路的雷電防護(hù)策略提供參考。以我國(guó)110 kV至1 000 kV交流輸電線路以及±500 kV至±800 kV直流輸電線路為分析對(duì)象，對(duì)其繞擊特征和反擊特征進(jìn)行了分析，并提出了不同電壓等級(jí)輸電線路雷電防護(hù)重點(diǎn)。110 kV和220 kV交流輸電線路應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注反擊問(wèn)題;500 kV和750 kV交流輸電線路應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注在高接地電阻地區(qū)的反擊問(wèn)題和山區(qū)的繞擊問(wèn)題;1 000 kV交流輸電線路的反擊閃絡(luò)率極低，可考慮采用桿塔自然接地以降低建設(shè)成本，同時(shí)需關(guān)注山區(qū)的邊相導(dǎo)線繞擊問(wèn)題;±500 kV、±660 kV和±800 kV直流輸電線路應(yīng)主要關(guān)注在山區(qū)的繞擊閃絡(luò)問(wèn)題。

架空輸電線路;電壓等級(jí);雷電防護(hù);反擊;繞擊;接地電阻;保護(hù)角;地形

0 引言

在我國(guó)，雷擊引發(fā)的架空輸電線路跳閘次數(shù)占線路總跳閘次數(shù)的40%～60%，其雷電防護(hù)仍然是電力系統(tǒng)十分關(guān)注的問(wèn)題。

架空輸電線路的耐雷性能與其結(jié)構(gòu)參數(shù)、絕緣配置及所處地理環(huán)境密切相關(guān)，且雷擊線路屬于小概率事件，因此，其雷電防護(hù)應(yīng)基于電壓等級(jí)、地形地貌、雷電活動(dòng)等情況差異，綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，辯證施治。但是，在現(xiàn)行的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)中［1-2］，仍存在措施實(shí)施一刀切、片面追求單一效果等做法，致使有些線路防雷改造費(fèi)用投入過(guò)高，收效不大。本文針對(duì)不同電壓等級(jí)架空輸電線路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其雷電耐受特性，重點(diǎn)提煉出差異化特征，不僅為制定不同電壓等級(jí)架空輸電線路的雷電防護(hù)策略提供參考，亦有助于電力工作者建立科學(xué)合理的雷電防護(hù)理念。

本文以我國(guó)110 kV至1 000 kV交流輸電線路及±500 kV至±800 kV直流輸電線路為分析對(duì)象，采用電磁暫態(tài)分析程序?qū)紤]桿塔接地電阻變化的輸電線路反擊特征進(jìn)行分析，采用電氣幾何模型和先導(dǎo)發(fā)展模型對(duì)考慮避雷線保護(hù)角和地形變化的輸電線路繞擊特征進(jìn)行分析。基于不同電壓等級(jí)輸電線路的雷電防護(hù)特征，提出差異化防護(hù)方法。

1 分析對(duì)象及計(jì)算方法

1.1 分析對(duì)象

本文分別取110 kV、220 kV、500 kV、750 kV、1 000 kV這5個(gè)電壓等級(jí)的交流架空輸電線路，以及±500 kV、±660 kV、±800 kV這3個(gè)電壓等級(jí)的直流架空輸電線路作為分析對(duì)象。交直流架空輸電線路的典型桿塔結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中Ht為避雷線懸掛點(diǎn)距地高度;Hc為邊相導(dǎo)線距地高度;Lg為避雷線懸掛點(diǎn)與桿塔中軸線的距離;Lc為邊相導(dǎo)線與桿塔中軸線的距離;Li為線路絕緣子串的干弧距離。架空輸電線路結(jié)構(gòu)參數(shù)的具體取值如表1所示。

架空輸電線路的雷電防護(hù)特征包括反擊特征和繞擊特征。本文分析的架空輸電線路反擊特征包括反擊耐雷水平和反擊閃絡(luò)率/跳閘率;繞擊特征包括繞擊耐雷水平、最大繞擊電流和繞擊閃絡(luò)率/跳閘率。在分析反擊特征時(shí)，考慮了不同桿塔接地電阻的影響;在分析繞擊特征時(shí)，考慮了不同保護(hù)角及地形的影響。

1.2 計(jì)算方法

本文采用電磁暫態(tài)計(jì)算程序(electro-magnetic transient program，EMTP)對(duì)架空輸電線路的反擊特征進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算中，桿塔采用分段多波阻抗模型［3］，并考慮沖擊接地電阻的非線性特性，采用先導(dǎo)法作為絕緣子閃絡(luò)判據(jù)。

架空輸電線路的繞擊特征分析模型主要有電氣幾何模型(electrical geometricmodel，EGM)［4-6］和先導(dǎo)發(fā)展模型(leader progression model，LPM)［7-9］這2種。其中，EGM模型未考慮下行先導(dǎo)趨近過(guò)程中地面目的物產(chǎn)生的迎面先導(dǎo)的影響，僅適用于小尺度架空輸電線路繞擊特征的計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果能夠與500 kV及以下電壓等級(jí)的架空輸電線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)吻合。LPM模型可以考慮輸電線路起始的迎面先導(dǎo)以及導(dǎo)線工作電壓的影響，適用于大尺度架空輸電線路以及直流架空輸電線路的繞擊特征分析。因此，本文采用EGM模型分析110 kV至500 kV電壓等級(jí)的交流架空輸電線路繞擊特征;采用文獻(xiàn)［10］中建立的LPM模型分析750 kV和1 000 kV電壓等級(jí)的交流架空輸電線路以及±500 kV、±660 kV、±800 kV直流架空輸電線路的繞擊特征。

由于本文重點(diǎn)在于不同電壓等級(jí)輸電線路的雷電防護(hù)特征的比較分析，雷電活動(dòng)的差異不作考慮，計(jì)算中雷電參數(shù)采用DL/T 620—1997《交流電氣裝置過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》規(guī)程的推薦值:雷電日Td=40，雷電流采用三角波，波形為2.6/50μs，雷電流幅值累積概率分布滿足:

式中:I為雷電流幅值，kA;P為雷電流幅值超過(guò)I的概率。

2 輸電線路反擊特征分析

反擊耐雷水平和反擊閃絡(luò)率是表征架空輸電線路反擊特征的主要參數(shù)，受桿塔結(jié)構(gòu)、絕緣水平、桿塔接地電阻、導(dǎo)線工作電壓等因素影響。

2.1 交流輸電線路反擊特征分析

對(duì)于交流輸電線路，導(dǎo)線電壓是周期變化的。由于其反擊耐雷水平與導(dǎo)線電壓有關(guān)，故本文所述的交流輸電線路反擊耐雷水平與反擊閃絡(luò)率均為其在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。對(duì)桿塔接地電阻取值分別為7，10，15，20，30Ω時(shí)，不同電壓等級(jí)交流架空輸電線路的反擊耐雷水平和反擊閃絡(luò)率進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖2和表2所示。

計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)于同一電壓等級(jí)的架空輸電線路，隨著桿塔接地電阻阻值的增加，反擊耐雷水平顯著降低，反擊閃絡(luò)率顯著增加;在桿塔接地電阻阻值相同的情況下，隨著電壓等級(jí)的增加，由于架空輸電線路絕緣水平不斷提高，其反擊耐雷水平也逐漸增加，反擊閃絡(luò)率逐漸降低;當(dāng)1 000 kV架空輸電線路接地電阻小于30Ω、750 kV架空輸電線路接地電阻小于20Ω、500 kV架空輸電線路接地電阻小于10Ω時(shí)，線路的反擊閃絡(luò)率較低，因此在土壤電阻率不大的平原地區(qū)，超特高壓交流線路無(wú)需特別關(guān)注其反擊跳閘防護(hù)問(wèn)題。2.2直流輸電線路反擊特征分析

雷擊避雷線或桿塔后，一般以絕緣子串兩端的電壓判斷輸電線路是否發(fā)生反擊閃絡(luò)。直流輸電線路在運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)線帶有直流工作電壓，該工作電壓直接影響反擊計(jì)算時(shí)的絕緣子串兩端電壓。由于90%以上的地閃均為負(fù)極性，雷擊避雷線或桿塔時(shí)，在絕緣子桿塔橫擔(dān)掛點(diǎn)處產(chǎn)生負(fù)極性電壓，懸掛正極性導(dǎo)線絕緣子兩端的電壓值大于懸掛負(fù)極性導(dǎo)線絕緣子兩端的電壓值，故直流輸電線路的反擊閃絡(luò)通常發(fā)生在正極性導(dǎo)線側(cè)。本文對(duì)桿塔接地電阻分別為7，10，15，20和30Ω時(shí)，不同電壓等級(jí)直流架空輸電線路正極性導(dǎo)線側(cè)的反擊耐雷水平和反擊閃絡(luò)率進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖3和表3所示。

計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)桿塔接地電阻阻值低于30Ω時(shí)，±500 kV、±660 kV和±800 kV直流輸電線路正極性導(dǎo)線側(cè)的反擊耐雷水平均高于150 kA。由式(1)計(jì)算得到雷電流幅值大于150 kA的雷電流幅值累積概率PI＞150kA=1.97%，可見(jiàn)直流輸電線路遭受雷擊發(fā)生反擊閃絡(luò)的概率較小。具體到反擊閃絡(luò)率，當(dāng)桿塔接地電阻阻值小于30Ω時(shí)，±500 kV直流輸電線路的反擊閃絡(luò)率小于0.141次/(100 km·a); ±660 kV直流輸電線路的反擊閃絡(luò)率小于0.049次/(100 km·a);±800 kV直流輸電線路的反擊閃絡(luò)率小于0.042次/(100 km·a)，均處于較低水平。直流輸電線路的絕緣水平較高，不易發(fā)生反擊閃絡(luò)。

3 輸電線路繞擊特征分析

輸電線路繞擊耐雷水平和最大繞擊電流是描述其繞擊特征的重要參數(shù)，輸電線路繞擊閃絡(luò)率是表征其繞擊特征的綜合指標(biāo)。其中，繞擊耐雷水平與絕緣子長(zhǎng)度及導(dǎo)線電壓有關(guān);最大繞擊電流主要受線路結(jié)構(gòu)、地形地貌特征及導(dǎo)線電壓的影響。

3.1 交流輸電線路繞擊特征分析

由于繞擊耐雷水平與導(dǎo)線電壓有關(guān)，本文所述的交流輸電線路繞擊耐雷水平和繞擊閃絡(luò)率均為其在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。繞擊耐雷水平計(jì)算結(jié)果如圖4所示，隨著交流輸電線路電壓等級(jí)從110 kV升至1 000 kV，其繞擊耐雷水平從2.65 kA增大至31.31 kA。

交流輸電線路的最大繞擊電流和繞擊閃絡(luò)率與其線路結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線電壓及其所處地區(qū)的地形地貌特征有關(guān)。本文對(duì)線路保護(hù)角在-10°至25°范圍內(nèi)變化，地面傾斜角分別為0°(平原)和20°(山坡)條件下的交流輸電線路最大繞擊電流和繞擊閃絡(luò)率進(jìn)行了計(jì)算。

3.1.1 地面傾斜角為0°

在地面傾斜角為0°的情況下，不同電壓等級(jí)交流輸電線路的最大繞擊電流如圖5所示，繞擊閃絡(luò)率如表4所示。在線路保護(hù)角相同的情況下，隨著輸電線路電壓等級(jí)的增加，桿塔高度增加，最大繞擊電流幅值也隨之增加;對(duì)于相同電壓等級(jí)的交流輸電線路，減小保護(hù)角可以顯著降低最大繞擊電流幅值及繞擊閃絡(luò)率。

根據(jù)表4的計(jì)算結(jié)果，在平原地區(qū)(地面傾斜角為0°)，對(duì)于110 kV和220 kV交流輸電線路，當(dāng)線路保護(hù)角在5°至25°范圍內(nèi)變化時(shí)，最大繞擊閃絡(luò)率分別為0.038和0.078次/(100 km·a);對(duì)于500，750及1 000 kV交流輸電線路，當(dāng)線路保護(hù)角在-10°至15°范圍內(nèi)變化時(shí)，最大繞擊閃絡(luò)率分別為0.000 4、0.007和0.010 6次/(100 km·a)，均處于較低水平。

3.1.2 地面傾斜角為20°

在地面傾斜角為20°的情況下，不同電壓等級(jí)交流輸電線路的最大繞擊電流如圖6所示，繞擊閃絡(luò)率如表5所示。最大繞擊電流和繞擊閃絡(luò)率隨保護(hù)角的變化趨勢(shì)與平原條件下的類似。對(duì)于110 kV和220 kV交流輸電線路，當(dāng)線路保護(hù)角為25°時(shí)，其最大繞擊電流分別為21.97 kA和81.97 kA;對(duì)于500，750和1000 kV交流輸電線路，當(dāng)線路保護(hù)角為15°時(shí)，其最大繞擊電流分別為44.69，76.44和122 kA，上述最大繞擊電流值均顯著高于平原地區(qū)的相應(yīng)值。由于地形的影響，大地對(duì)輸電線路下邊坡邊相導(dǎo)線的屏蔽作用減弱，邊相導(dǎo)線的暴露空間擴(kuò)大，使得最大繞擊電流增加，并導(dǎo)致處于山區(qū)的交流輸電線路的繞擊閃絡(luò)率顯著高于平原地區(qū)。

對(duì)于110 kV交流輸電線路，當(dāng)線路保護(hù)角在5°至25°范圍內(nèi)變化時(shí)，其最大繞擊閃絡(luò)率為0.239次/ (100 km·a)，仍處于較低水平。對(duì)于地處山區(qū)的500 kV和1 000 kV交流輸電線路，當(dāng)其線路保護(hù)角分別大于10°和0°時(shí)，僅其繞擊閃絡(luò)率就已高于表6中的允許值，需關(guān)注其山區(qū)的繞擊防護(hù)水平。

3.2 直流輸電線路繞擊特征分析

在計(jì)算直流輸電線路繞擊耐雷水平、最大繞擊電流及繞擊閃絡(luò)率時(shí)，均考慮了導(dǎo)線電壓極性和導(dǎo)線工作電壓的影響。本文對(duì)不同電壓等級(jí)直流輸電線路的正極性導(dǎo)線側(cè)和負(fù)極性導(dǎo)線側(cè)的繞擊耐雷水平進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖7所示。對(duì)直流輸電線路的某一極性導(dǎo)線，隨著電壓等級(jí)的升高，其繞擊耐雷水平也逐漸增加;由于計(jì)算中僅考慮負(fù)極性雷電，故同一電壓等級(jí)下，正極性導(dǎo)線側(cè)的繞擊耐雷水平高于負(fù)極性導(dǎo)線側(cè)。

直流輸電線路的最大繞擊電流和繞擊閃絡(luò)率與其結(jié)構(gòu)參數(shù)、導(dǎo)線電壓及其所處地區(qū)的地形地貌特征有關(guān)。本文對(duì)線路保護(hù)角在-10°至15°范圍內(nèi)變化，地面傾斜角分別為0°(平原)和20°(山坡)條件下的直流輸電線路正極性導(dǎo)線側(cè)和負(fù)極性導(dǎo)線側(cè)的最大繞擊電流和繞擊閃絡(luò)率進(jìn)行了計(jì)算。

3.2.1 地面傾斜角為0°

在地面傾斜角為0°的條件下，直流輸電線路正極性導(dǎo)線側(cè)和負(fù)極性導(dǎo)線側(cè)的最大繞擊電流計(jì)算結(jié)果如圖8所示。直流輸電線路的最大繞擊電流隨著保護(hù)角及輸電線路電壓等級(jí)的增加而增大，且正極性導(dǎo)線側(cè)的最大繞擊電流顯著高于負(fù)極性導(dǎo)線側(cè)的最大繞擊電流。當(dāng)直流輸電線路保護(hù)角小于15°時(shí)，其最大繞擊電流均低于直流輸電線路的繞擊耐雷水平，因此，平原地區(qū)的直流輸電線路不易由繞擊導(dǎo)致閃絡(luò)。

3.2.2 地面傾斜角為20°

在地面傾斜角為20°時(shí)，直流輸電線路正極性導(dǎo)線側(cè)和負(fù)極性導(dǎo)線側(cè)的最大繞擊電流計(jì)算結(jié)果如圖9所示。最大繞擊電流顯著大于地面傾斜角為0°時(shí)的情況。當(dāng)線路保護(hù)角為15°時(shí)，直流輸電線路的最大繞擊電流均大于其繞擊耐雷水平。

當(dāng)保護(hù)角在-15°至15°范圍內(nèi)變化時(shí)的直流輸電線路繞擊閃絡(luò)率計(jì)算結(jié)果如表7所示。正極性導(dǎo)線側(cè)的繞擊閃絡(luò)率顯著高于負(fù)極性導(dǎo)線側(cè)的繞擊閃絡(luò)率。

4 輸電線路雷電防護(hù)措施

根據(jù)前2節(jié)的分析結(jié)果，不同電壓等級(jí)架空輸電線路的雷電反擊特征和雷電繞擊特征存在較大差異。因此，建立差異化的防雷思想［11-12］，結(jié)合輸電線路的雷電防護(hù)特征，提出合理的雷電防護(hù)措施，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是有意義的。

110 kV和220 kV交流輸電線路的反擊耐雷水平低、反擊閃絡(luò)率高，而平原和山區(qū)的繞擊閃絡(luò)率均較低，故針對(duì)110 kV和220 kV交流輸電線路，應(yīng)主要關(guān)注其反擊特征。根據(jù)表2的計(jì)算結(jié)果，通過(guò)降低接地電阻可以較好地抑制反擊閃絡(luò)率。若僅考慮反擊閃絡(luò)，為保證110 kV和220 kV輸電線路跳閘率低于表6所示的允許值，需要將桿塔的接地做好，工頻電阻值低于10～15Ω。然而，對(duì)于部分途經(jīng)高土壤電阻率地區(qū)的110 kV和220 kV輸電線路，改造降低桿塔接地電阻花費(fèi)較大，且效果并不理想，可考慮結(jié)合雷電活動(dòng)強(qiáng)烈程度適當(dāng)加裝線路避雷器;為了減少雷擊引發(fā)絕緣子損壞，可考慮適當(dāng)加強(qiáng)絕緣，并裝設(shè)絕緣子串并聯(lián)間隙。

500 kV和750 kV交流輸電線路的反擊耐雷水平較高、反擊閃絡(luò)率較低，一般情況下，桿塔的接地可采用基礎(chǔ)的自然接地，在高土壤電阻率地區(qū)，采用輔助接地體，適當(dāng)降低阻值。500 kV和750 kV交流輸電線路的雷電防護(hù)應(yīng)主要關(guān)注山區(qū)線路的繞擊問(wèn)題，特別是山區(qū)的下邊坡側(cè)，由于邊相導(dǎo)線暴露區(qū)域較大，較易遭受繞擊。根據(jù)表5的計(jì)算結(jié)果，對(duì)于地處山區(qū)的輸電線路，通過(guò)減小保護(hù)角的方式，可以顯著降低其繞擊閃絡(luò)率，故對(duì)于500 kV和750 kV交流輸電線路應(yīng)適當(dāng)減小其下邊坡側(cè)的邊相導(dǎo)線保護(hù)角，從而提高其雷電防護(hù)水平。

1 000 kV交流輸電線路的絕緣水平較高，即便桿塔接地電阻數(shù)值較大，其反擊耐雷水平仍顯著高于其他電壓等級(jí)。同時(shí)，其桿塔基礎(chǔ)根開(kāi)大于15 m、地下深樁鋼筋結(jié)構(gòu)龐大，桿塔基礎(chǔ)接地阻值已能夠滿足其限制反擊閃絡(luò)率的要求，故1 000 kV線路桿塔接地采用自然接地即可。1 000 kV交流輸電線路仍然面臨途經(jīng)山區(qū)時(shí)的繞擊問(wèn)題，對(duì)于繞擊防護(hù)的薄弱區(qū)域和繞擊防護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域(如變電站進(jìn)線段)，可采用架設(shè)多根避雷線并減小保護(hù)角的方法。

±500 kV、±660 kV和±800 kV直流輸電線路反擊耐雷水平高，反擊閃絡(luò)率較低，線路桿塔接地可采用自然接地。同時(shí)，平原地區(qū)的直流輸電線路也不易發(fā)生繞擊閃絡(luò)，僅需關(guān)注山區(qū)下邊坡側(cè)導(dǎo)線、尤其是正極性導(dǎo)線側(cè)的繞擊閃絡(luò)問(wèn)題，建議在山區(qū)采用減小避雷線保護(hù)角以降低繞擊閃絡(luò)率。

5 結(jié)論

(1)受電壓等級(jí)、避雷線保護(hù)角和地形地貌等因素影響，架空輸電線路的反、繞擊特征呈現(xiàn)明顯的差異性。在開(kāi)展輸電線路的防雷工作時(shí)，應(yīng)樹(shù)立因地制宜的差異化防雷思想，針對(duì)架空輸電線路的雷電防護(hù)特征，制定合理的雷電防護(hù)措施，以達(dá)到技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)化。

(2)110 kV和220 kV交流輸電線路應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注反擊問(wèn)題。通過(guò)降低桿塔接地電阻可以較好地抑制反擊閃絡(luò)率，但對(duì)于高土壤電阻率地區(qū)接地改造成本較高，可采用合理安裝線路避雷器、加強(qiáng)絕緣并安裝并聯(lián)間隙的綜合防護(hù)措施。

(3)500 kV和750 kV交流輸電線路應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注在高接地電阻地區(qū)的反擊問(wèn)題以及山區(qū)特別是山區(qū)下邊坡側(cè)導(dǎo)線的繞擊問(wèn)題。一般情況下桿塔可采用自然接地，在高土壤電阻率地區(qū)可設(shè)置輔助接地體適當(dāng)降低阻值。減小避雷線保護(hù)角可以顯著降低其繞擊閃絡(luò)率。

(4)1 000 kV交流輸電線路的反擊閃絡(luò)率極低，可考慮采用桿塔自然接地以降低建設(shè)成本，同樣需關(guān)注山區(qū)的邊相導(dǎo)線繞擊問(wèn)題，對(duì)于防護(hù)的薄弱區(qū)域和重點(diǎn)區(qū)域(如變電站進(jìn)線段)，可采用架設(shè)多根避雷線并減小保護(hù)角的防護(hù)措施。

(5)±500 kV、±660 kV和±800 kV直流輸電線路反擊閃絡(luò)率較低，桿塔可采用自然接地，應(yīng)主要關(guān)注山區(qū)下邊坡側(cè)導(dǎo)線、特別是正極性導(dǎo)線的繞擊閃絡(luò)問(wèn)題，可采用減小避雷線保護(hù)角的防護(hù)措施。

［1］DL/T 5092—1999 110 kV～500 kV架空送電線路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)電力出版社，1999.

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(編輯:張媛媛)

Lightning Protection Characteristics of Overhead Transm ission Lines With Different Voltage Grades

CHEN Weijiang1，XIE Shijun2，LIU Nan1，HE Hengxin3，BIAN Kai4，SHEN Haibin3
(1.State Grid Corporation of China，Beijing 100031，China;2.College of Electrical and Electronic Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，Hubei Province，China; 3.China Electric Power Research Institution，Beijing 100192，China; 4.State Grid Beijing Electric Power Company，Beijing 100031，China)

Contrastive analysis on lightning protection characteristics of overhead transm ission line can be the reference for the lightning protection strategy of transm ission line.Taking 110 kV to 1 000 kV AC transm ission lines and±500 kV to ±800 kV DC transm ission lines in China as analysis object，the characteristics of back striking and shielding failure were analyzed，and the lightning protection keys for overhead transm ission linesw ith different voltage gradeswere proposed.For the 110 kV and 220 kV AC transm ission lines，back striking should be focused on.For the 500 kV and 750 kV AC transm ission lines，back striking should be focused on in the areaw ith high grounding resistance and shielding failure should be noticed in mountain area.For the 1 000 kV AC transm ission lines，due to the low flashover rate of back striking，the construction cost could be reduced by applying the natural grounding body of the tower，and it also should focus on the shielding failure of side conductors in mountain area.For±500 kV，±660 kV and±800 kV DC transm ission lines，the shielding failure flashover in mountain area should be focused on.

overhead transm ission line;voltage grade;lightning protection;back striking;shielding failure;grounding resistance;protection angle;terrain

TM 86

A

1000－7229(2014)11－0085－07

10.3969/j.issn.1000－7229.2014.11.014

2014-08-11

2014-09-21

陳維江(1958)，男，教授級(jí)高工，博士生導(dǎo)師，主要從事電力系統(tǒng)防雷、過(guò)電壓與絕緣配合、電磁環(huán)境和特高壓建設(shè)等方面的研究工作;

謝施君(1984)，男，博士，主要從事電力系統(tǒng)防雷、過(guò)電壓與絕緣配合等方面的研究工作;

劉楠(1984)，男，碩士，主要從事特高壓系統(tǒng)分析、工程建設(shè)管理方面的研究工作;

賀恒鑫(1982)，男，博士，主要從事電力系統(tǒng)防雷、過(guò)電壓與絕緣配合、長(zhǎng)空氣間隙放電等方面的研究工作;

邊凱(1983)，男，博士，主要從事配電網(wǎng)和電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)防雷等方面的研究工作;

沈海濱(1976)，男，碩士，主要從事電力系統(tǒng)防雷、過(guò)電壓絕緣配合等方面的研究工作。