500kV超高壓輸電線路耐雷水平影響分析

【摘要】基于電力系統方面的穩(wěn)定發(fā)展，我國如今已經形成具有很大規(guī)模的有關超高壓系統，對電網結構進行了有效的改善，使得電能方面的輸送能力得到了有效提升。500kV超高壓輸電線路是有關超高壓系統方面的重要組成，對于電能的傳輸起著至關重要的作用。而就目前來說，雷擊故障已經變成對輸電線路方面的安全運行產生極大影響的因素，其直接影響著整個電力系統所具有的安全性以及可靠性，本文針對500kV超高壓輸電線路方面的耐雷水平進行分析，旨在提供一定借鑒。

【關鍵詞】500kV超高壓輸電線路；耐雷水平；分析

輸電線路實際的耐雷水平能夠對電力系統方面的安全可靠運行產生直接影響。在輸電線路的有關設計階段，時常需要對線路實施仿真計算，算出其具體的耐雷水平，進而指導以及修正線路方面的設計，保證電能輸送方面的安全性與可靠性。所以，對雷擊部位以及有關因素等在耐雷水平方面的影響進行分析，具有非常重要的意義。

一、輸電線路雷電過電壓的基本原理概述

輸電線路方面的雷電過電壓主要分成兩種：其一，雷擊線路周圍的大地，憑借空間電磁感應對導線上出現的感應雷過電壓進行作用。其二，雷電直接擊中避雷線、桿塔或者是導線出現的直擊雷過電壓，因為感應雷過電壓方面的水平較低，通常只對35kV或以下的配電網存在威脅。但是直擊雷過電壓對整個電力系統產生的危害比較大。

二.500KV輸電線路耐雷水平的影響因素

2.1絕緣子片數的影響 在具體的運行當中，輸電線路絕緣能夠承受正常狀態(tài)下的工作電壓、雷電過電壓以及內部過電壓。有關輸電線路在絕緣子片數方面的選擇，應該考慮工作電壓方面的影響，根據污穢條件對絕緣子片數進行選擇之后，再根據操作過電壓實施校驗。

2.2避雷線架設方式的影響 避雷線不僅能夠避免雷電直擊導線，同時對雷擊塔頂時出現的雷電流具有分流作用，從而使流經桿塔的有關雷電流降低，減少塔頂電位。另外，避雷線對于導線還存在耦合作用以及屏蔽作用，能夠減少雷擊桿塔時有關塔頭絕緣方面的電壓和導線方面的感應過電壓。

2.3雷電流波形的影響 實測表明：有關雷電流波形具體為脈沖形式，其波前時間T1在1到4μs范圍之內，平均是2.6μs。雷電流波長T2在20到100μs范圍之內，大多都是40μs。取10%以及90%的幅值，同時以這兩點作出直線，并且交于時間軸，得到t0。計算使用到的雷電流波形共3種，也就是斜角波形、雙指數函數波形以及半余弦波形，筆者選用其中的雙指數函數有關波形，我國在《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》當中，對于桿塔反擊有關耐雷水平進行計算的時候，推薦使用的有關雷電流波形是2.6/50μs。

2.4桿塔沖擊接地電阻 桿塔有關沖擊接地電阻對線路實際的耐雷水平具有很大的影響。在雷擊有關輸電線路桿塔的時候，Ri是桿塔接地裝置方面的沖擊接地電阻；L是桿塔所具有的電感，通常和高度之間成正比；β是避雷線對有關雷電流方面的分流系數。塔頂電位Vt和沖擊接地電阻Ri之間具有密切的聯系。沖擊接地電阻方面的降壓是塔頂以及橫擔高度位置的桿塔電位的重要成分。在其余因素固定的時候，桿塔沖擊接地實際的電阻越大，在雷擊塔頂的時候，能夠作用在線路絕緣子串方面的電位差就會越大，線路實際的耐雷水平就會降低。避雷線有關線路桿塔工頻方面的接地電阻。

三、500KV輸電線雷擊導線耐雷水平的影響因素

3.1絕緣子片數的影響 雷直擊導線的時候，提高絕緣子片數可以有效提升線路耐雷水平。在雷塔沖擊接地相關電阻Ri=20Ω的時候，26片絕緣子和30片絕緣子相對的有關耐雷水平比較來說，其值由29.881kA提升至34.111kA，一共提升了12.40%。因此我們可以知道，提高絕緣子片數可以強化繞擊耐雷水平，而效果非常明顯。

3.2避雷線架設方式的影響 沒有避雷線的時候，線路繞擊實際的耐雷水平和桿塔沖擊接地方面的電阻沒有關系，維持在19.7kA上下。在同樣的桿塔沖擊接地有關電阻Ri下，沒有避雷線線路相對應的具體耐雷水平僅是19.707kA。有關單避雷線線路方面的耐雷水平是21.057kA，整體提升了6.41%；有關雙避雷線線路方面的耐雷水平是30.667kA，整體提升了大約35.74%。所以，避雷線在提升繞擊耐雷水平方面的效果非常顯著，尤其是雙避雷線在繞擊耐雷水平方面的強化效果十分明顯。

3.3線路檔距的影響 如果避雷線實際的假設方式相同，那么隨著線路檔距的提高，線路繞擊方面的耐雷水平開始有所下降，然后保持不變。對于雙避雷線方式來說，在線路檔距由300m提高至400m的時候，線路實際的繞擊耐雷水平由31.207kA減少到30.856kA，整體減少了1.12%；線路檔距由400m提高到500m的時候，線路實際的耐雷水平維持不變。在相同的檔距之內，相較于單避雷線方式來說，雙避雷線方式實際的線路耐雷水平更高，而在檔距是400m的時候，有關雙避雷線方式方面的耐雷水平是30.856kA，而單避雷線方式具體的線路耐雷水平是20.111kA，整體提升了3.48%。所以，線路檔距方面提高，對于繞擊耐雷水平方面改變效果不明顯。

3.4桿塔沖擊電阻的影響 無論作用在導線方面的雷電流波形怎樣，線路實際的繞擊耐雷水平都會隨著雷塔沖擊有關接地電阻Ri的提高而出現上升的趨勢。對于-2.6/50μs雷電流波形的有關作用之下，在Ri由5Ω提升到30Ω的時候，線路實際的耐雷水平由30.667kA增加到了32.779kA，整體提升了約6.44%。由此我們能夠了解到，桿塔沖擊接地相關電阻對于繞擊耐雷水平方面的影響比較小。

四、結論

基于社會經濟方面的飛速發(fā)展，對于500kV高壓輸電線方面的應用也愈加廣泛，但是防雷長久以來都是較為困難的一項工作，所以，電力管理部門應該提前預防雷擊多發(fā)季節(jié)，妥善做好周密的部署。并且針對雷擊多發(fā)地區(qū)具體情況，實施切實有效防雷應急預案，保證我國500kV有關高壓輸電線路方面的穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]黃知明，羅日成，官麗娜.雷電流波形對500kV輸電線路耐雷水平的影響電力學報[J].2013，（06）；101.

作者簡介

胡軍峰，1986年3月生，男，漢族，湖北宜昌，助理工程師，大學本科，研究方向為輸電線路防雷。