鐵塔橫擔(dān)側(cè)向避雷針對(duì)特高壓交流線路的繞擊保護(hù)效果分析

于競(jìng)哲，周 浩

（浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，浙江 杭州 310027）

0 引言

國(guó)內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究表明，雷擊是導(dǎo)致架空線路跳閘的重要原因，且隨著電壓等級(jí)的升高，繞擊在雷擊跳閘事故中所占的比重逐漸增大［1-2］。在輸電線路的設(shè)計(jì)階段或其投入運(yùn)行后，對(duì)易發(fā)生繞擊的線路采取有針對(duì)性的防繞擊措施，以較低的代價(jià)進(jìn)一步提高線路運(yùn)行的安全性，是很有意義的。

傳統(tǒng)的防繞擊措施主要是減小避雷線的保護(hù)角，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會(huì)受到較多限制，尤其在山地區(qū)域。而且對(duì)于已建成的線路，通過(guò)改變塔頭結(jié)構(gòu)來(lái)減小保護(hù)角較為困難。因?yàn)楸芾揍槺缺芾拙€更易產(chǎn)生迎面放電去攔截下行先導(dǎo)，有更強(qiáng)的引雷能力，所以文獻(xiàn)［3］提出可在避雷線上架設(shè)水平側(cè)向短針以增強(qiáng)線路的防繞擊能力。但根據(jù)文獻(xiàn)［4］，此方法并沒(méi)有起到預(yù)期效果且對(duì)避雷線的機(jī)械性能產(chǎn)生了負(fù)面影響。而對(duì)于斜山坡的坡面外側(cè)導(dǎo)線，文獻(xiàn)［5］提出了在斜山坡和山頂?shù)囟渭茉O(shè)旁路屏蔽避雷線以補(bǔ)償?shù)孛娴囊啄芰?。此方法雖有較好的防繞擊效果，但實(shí)施起來(lái)有一定難度且增加了工程成本。目前，較為常用的防雷改造方式是在桿塔上安裝線路型避雷器，但這種改造方式成本較高，且安裝和維護(hù)工作量較大［6］。

文獻(xiàn)［7］提出在桿塔橫擔(dān)上安裝側(cè)向避雷針來(lái)保護(hù)桿塔附近的導(dǎo)線以降低繞擊跳閘率。側(cè)向避雷針為一種具有尖端的金屬細(xì)棒（以下簡(jiǎn)稱側(cè)向針），常用角鋼安裝在桿塔橫擔(dān)外側(cè)，能引導(dǎo)雷電先導(dǎo)朝針的尖端發(fā)展，將繞擊轉(zhuǎn)化為反擊。因?yàn)檩旊娋€路的反擊耐雷水平要遠(yuǎn)高于繞擊耐雷水平，所以通過(guò)側(cè)向針將繞擊轉(zhuǎn)化為反擊后，只要線路的反擊耐雷水平足夠高，一般不會(huì)造成線路跳閘。因此，側(cè)向針可保護(hù)輸電線路的桿塔周圍的重點(diǎn)繞擊危險(xiǎn)區(qū)，從而降低線路繞擊跳閘率［8-11］。同時(shí)，側(cè)向針在金華電力局110 kV德姜線及浙江、江西等地的高壓工程中也有令人滿意的繞擊保護(hù)效果，其防繞擊作用被證實(shí)是有效的。

相關(guān)研究表明，在桿塔附近區(qū)域，因桿塔導(dǎo)致的電場(chǎng)畸變將產(chǎn)生引雷作用，導(dǎo)線不能得到有效屏蔽保護(hù)，致使桿塔附近區(qū)域的線路繞擊率大幅提高。同時(shí)由于弧垂效應(yīng)，桿塔附近避雷線的保護(hù)角一般大于檔距中部，也使得繞擊集中在桿塔附近。因此，高壓輸電線路的繞擊多發(fā)生在桿塔附近區(qū)域。文獻(xiàn)［12］通過(guò)相關(guān)模型試驗(yàn)得出，桿塔附近的繞擊率確實(shí)遠(yuǎn)高于檔距中央?yún)^(qū)域，高壓輸電線路的繞擊多發(fā)生于桿塔兩側(cè)線路約30 m的范圍內(nèi)。

對(duì)于特高壓輸電線路，因?yàn)槠浞磽裟屠姿胶芨?，發(fā)生反擊的可能性極小，雷擊跳閘都是由繞擊造成的。由于其桿塔很高且弧垂大，桿塔附近區(qū)域的繞擊更為嚴(yán)重，尤其是耐張、轉(zhuǎn)角桿塔。前蘇聯(lián)特高壓線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，繞擊跳閘多發(fā)生在轉(zhuǎn)角、耐張桿塔附近。此外，在浙江省內(nèi)運(yùn)行的1000 kV浙北—福州交流線路，曾在麗水境內(nèi)發(fā)生一次繞擊雷擊跳閘，發(fā)生位置就是在單回路耐張塔的跳線上。因此，對(duì)于特高壓輸電線路桿塔，尤其是耐張、轉(zhuǎn)角桿塔，進(jìn)行有效的防繞擊保護(hù)具有重要意義。本文提出可以在特高壓輸電線路中應(yīng)用側(cè)向針針對(duì)性地保護(hù)桿塔附近的繞擊危險(xiǎn)區(qū)域，并根據(jù)三維EGM模型對(duì)側(cè)向針的保護(hù)效果進(jìn)行了仿真計(jì)算。

1 仿真模型與計(jì)算方法

文獻(xiàn)［7］提出利用三維EGM模型來(lái)計(jì)算側(cè)向針的防繞擊距離。本節(jié)在此基礎(chǔ)上考慮特高壓輸電線路工頻電壓對(duì)導(dǎo)線擊距的影響對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)，并且在算法中加入了地面傾角和風(fēng)偏角變量，以觀察其對(duì)側(cè)向針保護(hù)距離的影響。

1.1 線路的屏蔽系統(tǒng)模型

擊距理論是EGM模型的核心［13-14］，本文采用IEEE std 1234—1997［15］推薦的擊距公式：

其中，rs1為雷電對(duì)避雷線的擊距（m）；I為雷電流的幅值（kA）。地面的擊距取為相同雷電流幅值下避雷線擊距的kg倍，側(cè)向針的擊距取為相同雷電流幅值下避雷線擊距的k倍，kg、k均為擊距系數(shù)。

對(duì)于特高壓輸電系統(tǒng)，工頻電壓可占到絕緣子串放電電壓U50%的15%～20%，所以有必要考慮其對(duì)導(dǎo)線擊距的影響?？紤]工頻電壓影響后，擊距的計(jì)算式修正如下：

其中，rs2為考慮工頻電壓影響后的雷電對(duì)導(dǎo)線的擊距（m）；uph為導(dǎo)線上工頻相電壓瞬時(shí)值（MV）。

圖1為單回輸電線路的屏蔽系統(tǒng)模型圖，其中位于與桿塔相距 d 的二維平面上，其中分別為避雷線和地面屏蔽弧為導(dǎo)線暴露弧。

圖1 輸電線路屏蔽系統(tǒng)模型Fig.1 Model of lightning shielding system of transmission line

沿檔距方向，導(dǎo)線上各點(diǎn)的暴露弧將連成如圖1所示曲面BCEF，即外側(cè)導(dǎo)線在避雷線和地面屏蔽系統(tǒng)下的三維繞擊暴露曲面。因?yàn)閭?cè)向針的放電發(fā)生在尖端上，所以可用一個(gè)以針尖P為球心，以擊距krs1為半徑的球面來(lái)表示其擊距曲面，即圖1中的球P。當(dāng)屏蔽球P的球面與暴露曲面BCEF存在交集時(shí)，由擊距理論可知側(cè)向針可以屏蔽位于球P內(nèi)的導(dǎo)線暴露曲面。

圖2為與桿塔相距d的二維平面的斷面圖。圖中，坐標(biāo)系以點(diǎn) O 為原點(diǎn)，避雷線坐標(biāo)為（0，y1），導(dǎo)線坐標(biāo)為（x2，y2），在計(jì)算避雷線和導(dǎo)線坐標(biāo)時(shí)還應(yīng)考慮弧垂的影響；M、N分別為避雷線和外側(cè)導(dǎo)線在該平面上的點(diǎn)；導(dǎo)線的風(fēng)偏角為α1，導(dǎo)線在風(fēng)的作用下按逆時(shí)針?lè)较蚱茣r(shí)角度為正；地面傾角為α2，地面按順時(shí)針?lè)较蚱茣r(shí)角度為正。

圖2 線路屏蔽系統(tǒng)模型的二維斷面圖Fig.2 2D section diagram of lightning shielding system

本文所用模型正是在避雷線和地面屏蔽系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，考慮了屏蔽球P對(duì)暴露曲面BCEF的屏蔽效果，以計(jì)算側(cè)向針的保護(hù)距離，并考慮了風(fēng)偏角α1、地面傾角α2以及側(cè)向針的長(zhǎng)度對(duì)保護(hù)距離的影響。

1.2 側(cè)向針的保護(hù)距離計(jì)算方法

如圖1所示，對(duì)于某一雷電流幅值I，當(dāng)導(dǎo)線上點(diǎn)N的整條暴露弧都在屏蔽球P的球面內(nèi)時(shí)，表明其受到側(cè)向針的完全屏蔽。為了計(jì)算側(cè)向針的保護(hù)距離，增加點(diǎn)N與桿塔的距離，直至屏蔽球P不能完全屏蔽導(dǎo)線上點(diǎn)N的暴露弧，此時(shí)點(diǎn)N與桿塔的距離d為側(cè)向針的最大保護(hù)距離，記為l。在距離l內(nèi)，由于受到側(cè)向針的完全屏蔽，輸電線路不會(huì)發(fā)生繞擊。而當(dāng)雷電流的幅值變化時(shí)，各個(gè)擊距隨之改變，進(jìn)而改變了屏蔽球P和曲面BCEF的半徑及相對(duì)位置。所以，還應(yīng)該計(jì)算在不同雷電流幅值I下，側(cè)向針的最大保護(hù)距離l。

對(duì)于某條具體線路，只有雷電流幅值介于繞擊閃絡(luò)臨界電流Imin（能夠引起輸電線路絕緣閃絡(luò)的最小可繞擊電流）與最大可繞擊電流Imax（當(dāng)雷電流幅值等于Imax時(shí)，圖2中的點(diǎn)B、C重合即暴露弧長(zhǎng)為0）之間的雷電流才會(huì)繞擊導(dǎo)線并導(dǎo)致線路跳閘。因此，應(yīng)該計(jì)算在［Imin，Imax］區(qū)間內(nèi)不同雷電流幅值I對(duì)應(yīng)的側(cè)向針的最大保護(hù)距離l；然后將計(jì)算結(jié)果按照雷電流幅值分布概率進(jìn)行加權(quán)平均得到li。又因?yàn)榭紤]了工頻電壓對(duì)導(dǎo)線擊距的影響，所以將電壓相角視為等概率分布的隨機(jī)離散變量，則確定側(cè)向針的保護(hù)距離計(jì)算式為：

其中，L為考慮工頻電壓相角后的側(cè)向針平均最大保護(hù)距離；li為在某一電壓相角下的側(cè)向針加權(quán)平均最大保護(hù)距離；n為在1個(gè)工頻電壓周期中所取的相角個(gè)數(shù)。圖3為li的計(jì)算流程圖，三維EGM算法流程即將圖3所示過(guò)程重復(fù)n次后按式（3）計(jì)算得到L值。

2 側(cè)向針的保護(hù)效果計(jì)算

利用三維EGM法對(duì)圖4所示3種1000 kV特高壓典型桿塔進(jìn)行側(cè)向針?lè)览@擊效果分析。

圖3 li的計(jì)算流程Fig.3 Flowchart of licalculation

圖4 特高壓交流輸電線路的典型塔型Fig.4 Typical tower shapes of UHVAC transmission line

因?yàn)閳D4所示的3種桿塔均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以只對(duì)其一側(cè)進(jìn)行分析?？紤]側(cè)向針的長(zhǎng)度、風(fēng)偏角和地面傾角3種影響側(cè)向針保護(hù)效果的參數(shù)，針對(duì)不同桿塔改變相應(yīng)參數(shù)，分析其對(duì)側(cè)向針保護(hù)效果的影響。

2.1 對(duì)特高壓?jiǎn)位鼐€路貓頭塔的保護(hù)效果分析

ZMP2型貓頭塔采用M型（邊、中相導(dǎo)線分別采用I型、V型絕緣子串）三角排列，一般只有外側(cè)導(dǎo)線會(huì)發(fā)生繞擊，桿塔結(jié)構(gòu)如圖4（a）所示，設(shè)導(dǎo)線分裂間距為400 mm，絕緣子串長(zhǎng)13.2 m，導(dǎo)線最大弧垂20 m，避雷線最大弧垂為18 m。因?yàn)樨堫^塔多用于平原地區(qū)，所以設(shè)其地面傾角為0°。

2.1.1 側(cè)向針長(zhǎng)度對(duì)保護(hù)距離的影響

對(duì)側(cè)向針應(yīng)用在貓頭塔時(shí)的保護(hù)效果進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明即使在風(fēng)偏角α1和地面傾角α2均為0°的條件下，外側(cè)導(dǎo)線已存在暴露弧，即導(dǎo)線存在被繞擊的風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)需要安裝側(cè)向針對(duì)輸電線路進(jìn)行防繞擊保護(hù)。在 α1和α2均為 0°的條件下改變側(cè)向針長(zhǎng)度，計(jì)算側(cè)向針對(duì)桿塔一側(cè)（沿檔距方向）導(dǎo)線的保護(hù)距離，得到變化曲線如圖5所示。由圖可知，側(cè)向針長(zhǎng)度為3 m時(shí)，其對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)距離約為33 m；側(cè)向針長(zhǎng)度為5 m時(shí)，其對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)距離約為40 m。在α1和α2均為0°的條件下，3 m長(zhǎng)的側(cè)向針已經(jīng)能夠?qū)U塔兩側(cè)約30 m范圍內(nèi)的導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)。

圖5 側(cè)向針長(zhǎng)度與保護(hù)距離的關(guān)系Fig.5 Relationship between sideward rod length and protective distance

2.1.2 風(fēng)偏角對(duì)保護(hù)距離的影響

雷電災(zāi)害出現(xiàn)時(shí)一般伴隨有大風(fēng)，由于特高壓輸電線路桿塔很高且輸電線路絕緣子串較長(zhǎng)，在大風(fēng)的作用下導(dǎo)線會(huì)偏移一定角度，即圖2所示的風(fēng)偏角α1。由圖2可知，當(dāng)α1為正時(shí)，導(dǎo)線會(huì)在風(fēng)的作用下遠(yuǎn)離避雷線，導(dǎo)致避雷線的保護(hù)作用減弱，從而使繞擊率明顯增大。因此有必要考慮風(fēng)偏角對(duì)側(cè)向針保護(hù)效果的影響?？紤]雷擊時(shí)的風(fēng)速為15 m ／s［16］，此時(shí)導(dǎo)線的風(fēng)偏角可達(dá) 25°［17］。 在地面傾角為0°的條件下增加風(fēng)偏角，不同長(zhǎng)度側(cè)向針的保護(hù)距離隨風(fēng)偏角的變化如圖6所示。

圖6 風(fēng)偏角與側(cè)向針保護(hù)距離的關(guān)系Fig.6 Relationship between wind deflection angle and protective distance of sideward rod

由圖6可知，當(dāng)風(fēng)偏角達(dá)到25°時(shí)，3 m長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)桿塔一側(cè)（沿檔距方向）導(dǎo)線的保護(hù)距離為20 m左右。增加側(cè)向針長(zhǎng)度到4 m和5 m，由圖可知，當(dāng)風(fēng)偏角為25°時(shí)，4 m和5 m長(zhǎng)的側(cè)向針的保護(hù)距離分別約為26 m和31 m，保護(hù)效果較好。

綜上，對(duì)于ZMP2型貓頭塔，在地面傾角為0°、風(fēng)偏角小于25°的條件下，可以考慮使用4～5 m長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)特高壓輸電線路進(jìn)行防繞擊保護(hù)。

2.2 對(duì)特高壓?jiǎn)位鼐€路酒杯塔的保護(hù)效果分析

酒杯塔采用M型水平排列，桿塔結(jié)構(gòu)如圖4（b）所示，一般只有外側(cè)導(dǎo)線會(huì)發(fā)生繞擊。設(shè)導(dǎo)線分裂間距為400 mm，絕緣子串長(zhǎng)13.2 m，導(dǎo)線最大弧垂為20 m，避雷線最大弧垂為18 m。雖然ZBS2型酒杯塔采用負(fù)保護(hù)角，但因其多用于山區(qū)，所以當(dāng)風(fēng)偏角或地面傾角不為0°時(shí)，避雷線可能無(wú)法對(duì)輸電線路完全屏蔽，故有必要使用側(cè)向針對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)。

2.2.1 地面傾角對(duì)保護(hù)距離的影響

山區(qū)的地面傾角α2一般為10°～30°。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在風(fēng)偏角為0°的條件下，當(dāng)α2＜18°時(shí)，避雷線能對(duì)特高壓輸電線路實(shí)現(xiàn)完全屏蔽；當(dāng)α2≥18°時(shí)導(dǎo)線開(kāi)始出現(xiàn)暴露弧即出現(xiàn)被繞擊的風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)需要安裝側(cè)向針對(duì)外側(cè)導(dǎo)線進(jìn)行防繞擊保護(hù)。因此，從18°開(kāi)始增加α2，計(jì)算地面傾角對(duì)不同長(zhǎng)度側(cè)向針的保護(hù)距離的影響，結(jié)果如圖7所示。

圖7 地面傾角與側(cè)向針保護(hù)距離的關(guān)系Fig.7 Relationship between ground inclination angle and protective distance of sideward rod

由圖可知，當(dāng)α2為18°和30°時(shí)，4 m長(zhǎng)的側(cè)向針的保護(hù)距離分別約為24 m和10 m，保護(hù)效果較差。增加側(cè)向針長(zhǎng)度到5 m和6 m。對(duì)于5 m長(zhǎng)的側(cè)向針，在α2等于18°和30°時(shí)的保護(hù)距離分別約為31m和20 m。對(duì)于6 m長(zhǎng)的側(cè)向針，在α2等于18°和30°時(shí)的保護(hù)距離分別約為37 m和28 m，該種情況下的保護(hù)效果較好。

2.2.2 考慮風(fēng)偏角對(duì)保護(hù)距離的影響

當(dāng)風(fēng)偏角為0°時(shí)，由圖7可知6 m長(zhǎng)的側(cè)向針的保護(hù)距離與地面傾角的關(guān)系?？紤]風(fēng)偏角的影響后，分別在風(fēng)偏角為 10°、15°和 25°的條件下，計(jì)算地面傾角對(duì)6 m長(zhǎng)的側(cè)向針的保護(hù)距離的影響，結(jié)果如圖8所示。由圖可知，在考慮風(fēng)偏角的影響后，6 m長(zhǎng)的側(cè)向針的保護(hù)距離有所下降。當(dāng)風(fēng)偏角小于15°、地面傾角在18°～30°的范圍內(nèi)時(shí)，6 m長(zhǎng)側(cè)向針的最小保護(hù)距離約為20 m，對(duì)特高壓輸電線路仍有一定的保護(hù)效果。

圖8 風(fēng)偏角與地面傾角對(duì)側(cè)向針保護(hù)距離的影響Fig.8 Influence of wind deflection angle and ground inclination angle on protective distance of sideward rod

綜上，對(duì)于ZBS2型酒杯塔，可以考慮使用長(zhǎng)度為6 m或更長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)線路進(jìn)行防繞擊保護(hù)。

2.3 對(duì)特高壓雙回線路鼓形塔的保護(hù)效果分析

鼓形塔采用I型絕緣子串布置方式，桿塔結(jié)構(gòu)如圖4（c）所示。設(shè)導(dǎo)線分裂間距為400 mm，絕緣子串長(zhǎng)12.5 m，導(dǎo)線最大弧垂為14.4 m，避雷線最大弧垂為12.55 m。因?yàn)楣男嗡饕獞?yīng)用于平原地區(qū)和丘陵地區(qū)，而丘陵地形的地面傾角為0°～6°，對(duì)側(cè)向針的保護(hù)效果影響較小，所以下面主要分析側(cè)向針對(duì)平原地形上的特高壓同塔雙回輸電線路的保護(hù)效果，即設(shè)地面傾角為0°。同時(shí)，因?yàn)楸芾拙€對(duì)下相導(dǎo)線的保護(hù)角很小以及導(dǎo)線位置很低，所以在風(fēng)偏角的合理變化范圍內(nèi)，避雷線始終可以對(duì)下相導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)完全屏蔽，故不需要考慮側(cè)向針對(duì)下相導(dǎo)線的保護(hù)效果。

2.3.1 側(cè)向針安裝位置對(duì)保護(hù)距離的影響

通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在地面傾角和風(fēng)偏角均為0°的條件下，上相和中相導(dǎo)線已經(jīng)存在暴露弧，即導(dǎo)線存在被繞擊的風(fēng)險(xiǎn)，需要安裝側(cè)向針進(jìn)行保護(hù)。對(duì)于鼓形塔，因?yàn)橛猩舷?、中相和下?個(gè)橫擔(dān)位置可考慮安裝側(cè)向針，所以需要首先確定側(cè)向針的安裝位置。在地面傾角和風(fēng)偏角均為0°的條件下，分別計(jì)算安裝于鼓形塔3個(gè)不同橫擔(dān)位置處的3 m長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)上、中相導(dǎo)線的保護(hù)距離，結(jié)果如表1所示。由表可知，當(dāng)側(cè)向針安裝在中間橫擔(dān)時(shí)對(duì)上相和中相導(dǎo)線的保護(hù)距離最大，并且此時(shí)側(cè)向針已經(jīng)能夠?qū)U塔兩側(cè)約30 m范圍內(nèi)的導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)，故考慮側(cè)向針安裝在鼓形塔的中相橫擔(dān)上。

表1 側(cè)向針不同安裝位置對(duì)鼓形塔導(dǎo)線保護(hù)距離的影響Table 1 Influence of installation position of sideward rod on protective distance for drum-shape tower

2.3.2 風(fēng)偏角對(duì)保護(hù)距離的影響

在側(cè)向針安裝于桿塔中相橫擔(dān)上以及地面傾角為0°的條件下，改變風(fēng)偏角α1的大小，分別計(jì)算不同長(zhǎng)度側(cè)向針的保護(hù)距離。此時(shí)，側(cè)向針對(duì)上相導(dǎo)線的保護(hù)距離如圖9所示，對(duì)中相導(dǎo)線的保護(hù)距離如圖10所示。

由圖9知，當(dāng)風(fēng)偏角達(dá)到25°時(shí)，3 m長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)上相導(dǎo)線的保護(hù)距離小于20 m。而4 m和5 m長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)上相導(dǎo)線的保護(hù)距離分別約為26 m和33 m，保護(hù)效果較好。同理，由圖10可知，當(dāng)風(fēng)偏角為25°時(shí)，4 m和5m長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)中相導(dǎo)線的保護(hù)距離分別約為25 m和31 m，保護(hù)效果也較好。

圖9 風(fēng)偏角與側(cè)向針對(duì)上相導(dǎo)線保護(hù)距離的關(guān)系Fig.9 Relationship between wind deflection angle and protective distance of sideward rod for upper-phase conductor

圖10 風(fēng)偏角與側(cè)向針對(duì)中相導(dǎo)線保護(hù)距離的關(guān)系Fig.10 Relationship between wind deflection angle and protective distance of sideward rod for middle-phase conductor

綜上所述，對(duì)于鼓形塔，在地面傾角為0°、風(fēng)偏角小于25°的條件下，可以考慮在桿塔中相橫擔(dān)處安裝4～5 m長(zhǎng)的側(cè)向針，對(duì)特高壓輸電線路進(jìn)行防繞擊保護(hù)。

3 結(jié)論

a.本文采用三維EGM模型，加入了地面傾角和風(fēng)偏角變量并考慮了工頻電壓的影響。此模型不僅可用于計(jì)算側(cè)向針對(duì)特高壓輸電線路的繞擊保護(hù)距離，也可以用于分析其他復(fù)雜線路的繞擊保護(hù)情況。

b.分別計(jì)算了在多種條件下側(cè)向針對(duì)3種典型的特高壓輸電線路桿塔的保護(hù)距離。對(duì)于ZMP2型貓頭塔，在地面傾角為0°、風(fēng)偏角小于25°的條件下，可以考慮使用4～5 m長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)輸電線路進(jìn)行防繞擊保護(hù)。對(duì)于ZBS2型酒杯塔，可以考慮使用6 m或更長(zhǎng)的側(cè)向針對(duì)線路進(jìn)行防繞擊保護(hù)。對(duì)于鼓形塔，在地面傾角為0°、風(fēng)偏角小于25°的條件下，可以考慮在桿塔中相橫擔(dān)處，對(duì)輸電線路進(jìn)行防繞擊保護(hù)。

c.計(jì)算結(jié)果表明側(cè)向針可提高3種典型的特高壓輸電線路桿塔的防繞擊性能。又因?yàn)閭?cè)向針還有經(jīng)濟(jì)耐用、便于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，故可重點(diǎn)考慮在特高壓耐張、轉(zhuǎn)角桿塔的防雷中進(jìn)行應(yīng)用。

致 謝

本文的研究得到了陳稼苗教授級(jí)高級(jí)工程師、沈志恒工程師的幫助，特此致謝！

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