架空輸電線路的雷電過電壓識別分析

林曉冰（國網(wǎng)福建安溪縣供電有限公司，福建 安溪362400）

架空輸電線路的雷電過電壓識別分析

林曉冰
（國網(wǎng)福建安溪縣供電有限公司，福建 安溪362400）

我國為了要準(zhǔn)確認(rèn)識架空輸電線路雷電過電壓的類型專門設(shè)計了防雷系統(tǒng)，而且得到了普遍的認(rèn)可。例如，專門人員還設(shè)計了具有感應(yīng)，反擊，繞機3種雷電的反應(yīng)機理，現(xiàn)在普通的雷電波形特點已經(jīng)得到了廣泛使用。主要是通過雷電感應(yīng)以及電壓三相電流來控制在反雷擊過電壓的反應(yīng)機理上，由于閃落在絕緣子未擊穿時還有避雷的效果，在繞機過電壓閃落不存在的空間電磁耦合電流。想要提高輸電線雷電流向的波形三相電流的最小相似性可以用上述3種雷電過電壓識別作為重要依據(jù)。通過分析前面所說的干擾因素以及應(yīng)對方法，需要用許多仿真表明其特征量才能行使有效方案。

感應(yīng)雷；反擊；識別；三相電流流行波；架空輸電線路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.171

1　輸電線路的雷電過電壓發(fā)生機理

1.1感應(yīng)雷電過電壓

由于雷云在對地放電的過程中，放電的通道會在其周圍的空間發(fā)生劇烈的變化，從而會使輸出電線對地面輸出高電壓電流，例如U=300kV-400kV等，所以在感應(yīng)雷電應(yīng)該做出相應(yīng)的防護措施，波形相識幅幟相近在模型基礎(chǔ)上給出了架高空線路感應(yīng)雷電過電壓的幅度值公式ku=k3 ，h為導(dǎo)線高度；D為雷擊點導(dǎo)線距離；系數(shù)K1 K2 K3是有雷電電流的特性決定的，參考以上數(shù)據(jù)能幫組有關(guān)部門解決許多實際問題。

1.2反擊雷電過電壓

許多雷電會擊中輸電桿塔從而會引發(fā)大量電流從輸電桿導(dǎo)入大地，所以要裝上避雷針來抗擊電流躲避雷電，使其直接流入大地，在雷電擊中導(dǎo)線增加電阻，雷電會沿著線路向大地傳導(dǎo)。在雷擊中塔頂時，塔桿電感會隨著電阻的增大而使塔頂電位升高，如果電位達到一定值會發(fā)生聯(lián)絡(luò)-反點，跳閘等問題。在電流作用在塔頂上時塔干會收到很大的壓力。絕緣子發(fā)生聯(lián)絡(luò)，使輸電線接地發(fā)生事故。輸電線路中的電流會發(fā)生大幅度的提升。在反擊的過程中塔位電位提升絕緣紙擊穿的過程中雷電流注入輸電線路的通道。

2　輸電線路的雷電過電壓電磁暫態(tài)仿真

在感應(yīng)雷電的過程中需要采用EMTP電磁進行電路的感應(yīng)和繞擊反擊等仿真計算，雷電電壓都與氣象條件有關(guān)大部分的原因，是由外部大氣壓過大，雷電反擊過電壓。和電流的雷電侵入播過電壓，如果在輸電線路附近有雷云，應(yīng)該感應(yīng)電壓放電與雷電侵入的電壓，要先導(dǎo)入電荷對輸電線路電荷產(chǎn)生靜電感應(yīng)的兩端都應(yīng)該先放電一段導(dǎo)線作為束縛電荷。雷云在主要放電電荷迅速中和束縛電荷將立即轉(zhuǎn)變成自由電荷。自由電荷的兩側(cè)將會造成電壓感應(yīng)過電壓。實際上許多電壓的靜電從電荷的密度和雷流 的幅度不斷正大電流幅度的距離導(dǎo)線遠近都導(dǎo)致回路中各部分磁通量都隨著時間的變化率加大，雷電感應(yīng)一定要通過嚴(yán)格的計算和一定的理論知識來進行研究。

3　仿真驗證

由上述可知本文在進行仿真模型的基礎(chǔ)上，對感應(yīng)、繞機、反擊等3 種類型進行了不同的計算和很多次仿真。仿真大都采用了雷擊點后多種距離點進行計算，不同方式的雷電流波形分散性不同，而且本文還根據(jù)許多經(jīng)驗來進行測驗。例如；在110、220、500kV電壓等下都能適用，根據(jù)仿真的結(jié)果可以表明，由于在信號減弱在不受雷電流波形分散性的影響。而且對感應(yīng)和直擊雷電是具有電大效果的，為三相電在導(dǎo)線的減弱成度中基本上是相同的，由于在雷電流行波信號獲取方式是有很大效果的。

4　線路其他因素的影響

4.1沖擊電暈的影響

高空中架空輸電線路在生活中起了很大作用，因為線路對電池的容量會不斷增大，在電擊的沖擊下會產(chǎn)生電暈的作用 。而且EMTP仿真還沒有模擬成功，如果三相導(dǎo)沖擊的條件下會出現(xiàn)衰減并且成度相等，沖擊電暈的相似性產(chǎn)生的成度相等，對于繞機和反擊的識別主要發(fā)生在雷電注入的時候，使電流行波在3%-5%左右在上升的時間不會產(chǎn)生電暈效果。其實線路和其特征量都比仿真總體偏大，要踐行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)才能避免電暈的沖擊效果，是電暈效果減弱。

4.2反擊時感應(yīng)過電壓的影響

電壓在輸電線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，主要是因為雷擊桿塔的同時發(fā)生了變化是桿塔在絕緣子閃絡(luò)之前，周圍的電磁場會發(fā)生變化并且在輸電線上產(chǎn)生電流行波。據(jù)本文所說可以提出相應(yīng)的方案使繞擊和反擊要在其跟本身上產(chǎn)生影響，其根據(jù)定義可知上升的時間和Q的計算范圍應(yīng)在2%-5%和5%-100%。如果考慮到實際問題應(yīng)該做出相應(yīng)的調(diào)整把實際和理論相結(jié)合，從而有效的避免雷擊桿塔感應(yīng)過電壓的因素。

4.3輸電線路接線端的影響

在生活中我們常?？吹皆谧冸娬?、避雷器、和電源上的兩端都用實際輸電線鏈接。電流在行波上會發(fā)生多次物理學(xué)中的折射反射的條件。其實本文所講述的使輸電線電流行波的波頭部分都是利用其特征所寫，如果本文所提出的特征信號參量的取樣距離＞M，所以我們所提出的特征量都是真正存在的，只要找出合適的測量點，就可以檢測出其產(chǎn)生的影響，并作出相應(yīng)的完善措施。

5　結(jié)語

本文中講述了為了使變電站內(nèi)部對雷電產(chǎn)生類型進行分別，并對其進行了分析，分別是感應(yīng)、繞擊反擊3種雷電電壓發(fā)生在波形上的行波特點，并且做出相應(yīng)的措施進行驗證，其驗證方法就是把EMTP仿真進行驗證。通過仿真結(jié)果可以對本文提出相應(yīng)的電壓識別特點，根據(jù)實際情況對其他因素進行分析。可以得出以下結(jié)果：如果感應(yīng)電壓發(fā)生雷電反應(yīng)時三相電流的波形很相似，而且如果絕緣子擊穿了那么點流行波會將電磁分量并且幅值很小。所有的仿真表明本文所講的特征量都能夠進行有效的感應(yīng)、繞擊和反擊等雷電過壓的結(jié)果。

［1］楊慶，趙杰，司馬文霞等.云廣特高直流電線反擊耐雷性能［J］.高電壓技術(shù)，2013，34（07）.

［2］杜林，趙立進，周海等.架空輸電線路雷電過電壓識別［J］.高電壓技術(shù)，2015，24（05）.