基于多重雷擊的風(fēng)電機(jī)組集電線路雷電暫態(tài)過(guò)電壓分析

謝 輝， 陳 眾， 古純松， 馬希永， 劉博特

(長(zhǎng)沙理工大學(xué) 智能電網(wǎng)運(yùn)行與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410004)

0 引言

隨著全球化石能源日益減少，各國(guó)正加大力度發(fā)展清潔能源，近年來(lái)風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉丛诟鱾€(gè)國(guó)家的大力扶持下迅猛發(fā)展[1]。雖然水電和火電仍然是主要的發(fā)電方式，但風(fēng)電已嶄露頭角，據(jù)估計(jì)，全球風(fēng)能市場(chǎng)未來(lái)十年的新增裝機(jī)容量將高達(dá)720 000 MW，中國(guó)未來(lái)十年新增裝機(jī)總量將達(dá)到249 500 MW，占全球新增市場(chǎng)的36%，依然是世界上最大的風(fēng)能市場(chǎng)。習(xí)總書記在氣候雄心峰會(huì)上指出：到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上[2]。政府部門正持續(xù)加大可再生能源發(fā)展的政策扶持力度，清潔能源迎來(lái)了前所未有的機(jī)遇?；谶@種背景，風(fēng)電將保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)[2-3]。

雖然近年海上風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量不斷增加，但我國(guó)大多數(shù)風(fēng)電場(chǎng)仍為陸上風(fēng)電場(chǎng)，陸上風(fēng)電場(chǎng)一般建立在高山、曠野等疾風(fēng)區(qū)，這種地區(qū)落雷密度高，其遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)大。文獻(xiàn)[4]建立了風(fēng)電機(jī)組模型，計(jì)算了風(fēng)機(jī)塔筒與塔筒內(nèi)電纜耦合模型，并計(jì)算了塔筒內(nèi)電纜過(guò)電壓大小。文獻(xiàn)[5]中提出了塔筒-傳輸線模型，并采用電磁暫態(tài)仿真軟件EMTP計(jì)算了考慮電纜屏蔽層和不考慮屏蔽層兩種情況的傳輸線雷電過(guò)電壓分布[4]。文獻(xiàn)[6]對(duì)趙海翔提出的風(fēng)機(jī)塔筒模型進(jìn)行了改進(jìn)，首次考慮強(qiáng)電磁場(chǎng)中的輻射、耦合及感應(yīng)作用，計(jì)算了接地電阻大小、雷電流參數(shù)、塔筒高度等因素對(duì)屏蔽層-纜心電壓差和塔基電位的影響[5]。前人在研究風(fēng)電場(chǎng)防雷時(shí)大多分析雷電流從風(fēng)機(jī)葉片侵入的情況，少有人分析雷電流從集電線路侵入時(shí)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的影響。CIGRE TB 549[7]指出80%的地面落雷為多重雷擊，多重雷擊一般不會(huì)擊于同一點(diǎn)，雷擊位置通常呈線性或片性分布。近年來(lái)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模越來(lái)越大，風(fēng)電場(chǎng)遭受多重雷擊的概率也越來(lái)越高，研究多重雷沿集電線路侵入時(shí)風(fēng)電場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備暫態(tài)特性具有一定的工程實(shí)際意義。

本研究利用電磁暫態(tài)仿真軟件 ATP-EMTP搭建了包含風(fēng)力發(fā)電機(jī)、箱式變壓器、集電系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)模型[8]，計(jì)算并分析了集電線路遭受首次雷擊和二次雷擊時(shí)塔筒內(nèi)信號(hào)電纜、箱式變壓器兩側(cè)的暫態(tài)電位波形，同時(shí)考慮了感應(yīng)雷的影響。

1 理論分析

1.1 雷擊集電線路損害機(jī)理

如圖1所示為風(fēng)力機(jī)組剖面圖，風(fēng)力發(fā)電機(jī)出口電壓為690 V，經(jīng)過(guò)箱式變壓器(后文簡(jiǎn)稱“箱變”)升高至35 kV[9-10]，再通過(guò)架空集電線路匯集至35 kV母線上。

圖1 風(fēng)電機(jī)組剖面圖Fig.1 Sectionalview of wind turbine

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，雷擊風(fēng)電場(chǎng)一般分為雷擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片和雷擊集電線路兩種情況。雷擊風(fēng)機(jī)葉片的情況已有大量文獻(xiàn)進(jìn)行研究，文章將不贅述。當(dāng)雷擊集電線路時(shí)，雷電流會(huì)通過(guò)集電線路流入箱變，再流入塔筒內(nèi)電力電纜，同時(shí)塔筒及信號(hào)電纜都會(huì)感應(yīng)出過(guò)電壓，而雷電流經(jīng)過(guò)桿塔接地裝置泄入大地的過(guò)程，還可能引起反擊事故。

1.2 多重雷擊機(jī)理

實(shí)際上自然界的雷云對(duì)地放電存在多個(gè)落地點(diǎn)，一般有兩種表現(xiàn)形式：1)一條雷電通道分叉對(duì)地放電；2)多條雷電通道對(duì)地放電。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議總結(jié)了全球多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的雷云對(duì)地放電數(shù)據(jù)，表1為全球多個(gè)觀察點(diǎn)負(fù)極性地閃雷擊次數(shù)統(tǒng)計(jì)，由表1可以看出，除新墨西哥州統(tǒng)計(jì)的單次雷擊占比為13%外，其他觀測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的單次雷擊都在20%左右，即80%左右的地面落雷為多重雷擊。從中國(guó)甘肅的觀測(cè)點(diǎn)所統(tǒng)計(jì)的83次負(fù)極性雷觀測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，單次雷擊百分比為40%[11]，此數(shù)據(jù)與國(guó)外觀測(cè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有較大出入，但是不可否認(rèn)，大部分負(fù)極性雷包含多重雷擊。稱多重雷擊的第一次雷擊為首次雷擊，第二次及以上的雷擊為后續(xù)雷擊， Thottappillil通過(guò)對(duì)佛羅里達(dá)州22個(gè)雷電定位發(fā)現(xiàn)，多重雷擊的多通道接地點(diǎn)在0.3～7.3 km，幾何平均數(shù)為1.7 km[12]。

表1 負(fù)極性地閃數(shù)據(jù)Table 1 Negative CG lightning data

1.3 雷電流參數(shù)

雷電參數(shù)包括雷電流幅值、最大電流陡度、平均電流上升率、波前時(shí)間、波長(zhǎng)時(shí)間、轉(zhuǎn)移電荷、比能量等。Berger總結(jié)了101個(gè)下行負(fù)極性雷的雷電參數(shù)[13]，包含雷電流峰值、波頭時(shí)間和半波時(shí)間等參數(shù)值數(shù)據(jù)，如表2所示為負(fù)極性雷的電流參數(shù)，基于對(duì)不同情況統(tǒng)計(jì)的對(duì)數(shù)分布近似， 表中給出了超過(guò)不同列表值的比例(95%、50%、5%)，從表中可以看出，負(fù)極性雷中的首次雷擊峰值電流中位數(shù)為30 kA，后續(xù)雷擊峰值約為首次雷擊的三分之一，但是后續(xù)雷擊的波頭時(shí)間比首次雷擊小[14]。

表2 負(fù)極性雷的電流參數(shù)Table 2 Current parameters of negative lightning

通常將雷電放電通道放電電流的末尾和下一次電流放電開(kāi)始之間的時(shí)間稱之為擊間間隔，Rakov和Uman在佛羅里達(dá)和新墨西哥州對(duì)負(fù)極性雷觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)，多條通道造成的多重雷擊之間的平均間隔時(shí)間為幾十毫秒至幾百毫秒，由一條雷電通道分叉形成多重雷擊之間的間隔時(shí)間僅1 ms，甚至更短。大多數(shù)多重雷擊由多條通道引起，多重雷擊過(guò)程中，首次雷擊與后續(xù)雷擊的擊間間隔幾何平均數(shù)為60 ms，中國(guó)甘肅的觀測(cè)點(diǎn)所統(tǒng)計(jì)的50次負(fù)極性雷中擊間間隔幾何平均數(shù)為47 ms[15]。

2 仿真參數(shù)及模型

2.2 雷電流計(jì)算模型

1)直擊雷模型

在ATP-EMTP仿真計(jì)算中通常用彼得遜法則簡(jiǎn)化雷電模型，本研究采用Heidler 模塊建立雷電流模型與波阻抗并聯(lián)來(lái)等效雷電通道。得到如圖2所示的雷電流等值電路圖，分析繞擊時(shí)，通常將雷電流波阻抗設(shè)為300 Ω。

圖2 雷電流等值電路圖Fig.2 Equivalent circuit diagram of lightning current

雷電流源一般用包含雷電流幅值、波前時(shí)間、波長(zhǎng)時(shí)間的波形表示。本研究采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61312-1所規(guī)定的雷電流參數(shù)[16-17]，首次雷擊參數(shù)取波前時(shí)間、波長(zhǎng)時(shí)間為10/350 μs,后續(xù)雷擊參數(shù)取波前時(shí)間、波長(zhǎng)時(shí)間為0.25/100 μs。由于后續(xù)雷擊時(shí)雷電流幅值相對(duì)于首次雷擊低，本研究按Berger推薦的首次雷擊和后續(xù)雷擊雷電流幅值100 kA、25 kA進(jìn)行計(jì)算[18-19]。雷電流采用雙指數(shù)函數(shù)表示，其時(shí)域表達(dá)式如式(1)所示。

I(t)=KIm(e-αt-e-βt)

(1)

其中K為雷電流幅值修正系數(shù)，Im為雷電流峰值，α和β分別為波前衰減系數(shù)和波尾衰減系數(shù)(一般α≥β)。

表3 雷電流參數(shù)Table 3 Lightning current parameters

因?yàn)榈谌渭耙陨系睦讚粢?guī)律與首次雷擊和二次雷擊相似，文章僅對(duì)比分析首次雷擊和第二次雷擊(后文稱之為“后續(xù)雷擊”)，圖3所示為雷電流仿真模型，在EMTP軟件中仿真計(jì)算首次雷擊與后續(xù)雷擊的雷電流可得波形如圖4和圖5所示，從波形圖明顯可以看出后續(xù)雷擊的雷電流波頭時(shí)間更短、波前陡度更大[18]。

圖3 雷電流仿真模型Fig.3 Lightning current simulation model

圖4 首次雷擊的雷電流波形Fig.4 The lightning current waveform of the first lightning strike

圖5 后續(xù)雷擊雷電流波形圖Fig.5 Follow-up lightning current waveform diagram

2)感應(yīng)雷模型

感應(yīng)雷過(guò)電壓主要以靜電感應(yīng)分量為主，如圖6所示為感應(yīng)雷過(guò)電壓示意圖，Ui的極性與雷電流極性相反[19]。

圖6 感應(yīng)雷過(guò)電壓示意圖Fig.6 Schematic diagram of induced lightning overvoltage

工程實(shí)用計(jì)算按DL/T 620-1997，設(shè)落雷點(diǎn)與集電線路的垂直距離為S(單位為m)，導(dǎo)線對(duì)地高度為hc(單位為m)，當(dāng)S大于65 m時(shí)，無(wú)避雷線的配電線路上產(chǎn)生的感應(yīng)雷過(guò)電壓幅值為式(2)所示[17]。

(2)

式中Ui為感應(yīng)過(guò)電壓幅值，單位為kV；I為雷電流幅值，單位為kA。

若配電線路上架設(shè)有避雷線，當(dāng)雷擊中配電線路附近大地時(shí)，由于避雷線的屏蔽作用，導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷將會(huì)減少，相應(yīng)的感應(yīng)雷過(guò)電壓隨之降低，避雷線不接地時(shí)有：

(3)

(4)

式中hg和hc分別為避雷線和導(dǎo)線對(duì)地垂直高度(單位為m)；Uig和Uic分別為雷擊導(dǎo)線附近時(shí)避雷線和導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓。

而實(shí)際上避雷線通常在每基桿塔處均接地，相當(dāng)于避雷線上存在-Uig用以保持避雷線的零電位，避雷線與導(dǎo)線之間的耦合作用將在導(dǎo)線上產(chǎn)生-k0Uig的耦合電壓(k0為導(dǎo)線與避雷線之間的耦合系數(shù))，則導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓可用式(5)表示[20]：

(5)

式中k0為避雷線與導(dǎo)線之間的幾何耦合系數(shù)，hg為避雷線對(duì)地高度(單位為m)

在EMTP軟件的自定義模塊中通過(guò)編程建立感應(yīng)雷模型，圖7所示為感應(yīng)雷的雷電流仿真模型。

圖7 感應(yīng)雷的雷電流仿真模型Fig.7 Lightning current simulation model of induced lightning

2.3 風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備參數(shù)及模型

2.3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)

本研究以我國(guó)某內(nèi)陸風(fēng)電場(chǎng)為研究對(duì)象，建設(shè)安裝的機(jī)組為丹麥公司生產(chǎn)的M1500-600/150kW型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。該風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂高度46 m，塔頂外部截面直徑2.273 6 m，塔筒底部外截面半徑2.32 m，正常工作溫度范圍為20～35 ℃。風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度21.5 m。其他技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4。信號(hào)電纜使用RG58A/U同軸電纜，從內(nèi)到外分別為電纜芯線、絕緣層、網(wǎng)狀屏蔽層和護(hù)套。纜芯20 ℃時(shí)直流電阻最大值為37.39 Ω/km，屏蔽層的直流電阻為212 Ω/km[7,20]。塔筒及信號(hào)電纜仿真模型參照文獻(xiàn)[7]搭建，如圖8所示為風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒仿真模型，為簡(jiǎn)化仿真界面，將其壓縮簡(jiǎn)化[21-22]。

表4 WD70/1500 kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)Table 4 Main technical parameters of WD70/1500 kW wind turbine

圖8 風(fēng)力發(fā)電機(jī)仿真模型Fig.8 Wind turbine simulation model

2.3.2 箱變及避雷器

仿真采用ZGSB11-1600/0.69/的箱變參數(shù)，箱式變壓器低壓側(cè)安裝型號(hào)為YH1.5W-0.8/2.3的避雷器，高壓側(cè)安裝HY5W-51/134型號(hào)的避雷器[23-26]，兩種型號(hào)的避雷器技術(shù)參數(shù)如表5所示。

表5 避雷器技術(shù)參數(shù)Table 5 Technicalparameters of lightning arrester

2.3.3 集電線路

集電線路模型包含線路、桿塔、絕緣子等，架空線路采用ATP/EMTP中的LCC模塊，因?yàn)槔纂娏骶哂懈哳l特性[28]，線路參數(shù)隨頻率變化對(duì)電磁暫態(tài)過(guò)程的影響不可忽視，所以仿真中采用JMART模型，在LCC中，設(shè)置土壤電阻率為2 000 Ω·m，線路長(zhǎng)度200 m，其它參數(shù)見(jiàn)表6。采用XWP-70型絕緣子雷電沖擊50%放電電壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)，4片絕緣子的伏秒特性關(guān)系見(jiàn)表7，處理后的伏秒特性回歸方程如式6[28]。將架空線路、絕緣子、桿塔組合可得集電線路EMTP仿真模型，如圖9所示。

(6)

表6 LCC參數(shù)Table 6 LCC parameters

表7 4片XWP-70絕緣子的伏秒特性參數(shù)Table 7 Volt-second characteristic parameters of 4 XWP-70 insulators

圖9 風(fēng)力機(jī)組等效模型Fig.9 Wind turbine equivalent model

3 仿真結(jié)果分析

架空集電線路遭受雷擊分為直擊雷和感應(yīng)雷，直擊雷主要有3種情況：1)雷擊導(dǎo)線；2)雷擊避雷線檔距中央；3)雷擊桿塔塔頂。一般雷繞擊導(dǎo)線對(duì)風(fēng)電場(chǎng)破壞最大，所以文章在分析直擊雷時(shí)僅分析雷擊導(dǎo)線的情況。分析集電線路受感應(yīng)雷影響時(shí)設(shè)置雷擊點(diǎn)與導(dǎo)線水平距離為65 m[29]。大多數(shù)多重雷擊由多條雷電通道引起，多條通道造成的多重雷擊之間的平均擊間間隔為幾十毫秒至幾百毫秒，而雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓降低至0的時(shí)間遠(yuǎn)低于多重雷擊的擊間間隔時(shí)間，所以本研究計(jì)算多重雷擊時(shí)單獨(dú)計(jì)算首次雷擊過(guò)電壓和后續(xù)雷擊過(guò)電壓。

3.1 直擊雷過(guò)電壓

計(jì)算雷直擊架空集電線路B相導(dǎo)線，因?yàn)橄渥兏?、低壓?cè)A、C相過(guò)電壓均比B相低，故僅給出B相設(shè)備過(guò)電壓波形。

如圖10(a)所示為集電線路遭受直擊雷時(shí)箱變高壓側(cè)暫態(tài)過(guò)電壓波形圖。由圖可知，雷擊風(fēng)電場(chǎng)架空集電線路時(shí)，首次雷直擊集電線路時(shí)箱變高壓側(cè)過(guò)電壓峰值為467.54 kV，后續(xù)雷直擊線路時(shí)過(guò)電壓峰值為349.75 kV，首次雷擊線路時(shí)箱變高壓側(cè)電壓比后續(xù)雷擊時(shí)高33.68%；但后續(xù)雷擊時(shí)箱變高壓側(cè)電壓波形的高頻特性更加明顯；且升至峰值的時(shí)間遠(yuǎn)低于首次雷擊(首次雷擊時(shí)為10.1 μs，后續(xù)雷擊時(shí)為0.4 μs)。如圖10(b)所示為集電線路遭受直擊雷時(shí)箱變低壓側(cè)暫態(tài)過(guò)電壓波形圖。由圖可知，首次、后續(xù)雷擊集電線路時(shí)箱變低壓側(cè)過(guò)電壓峰值分別為26.74 kV、12.96 kV，首次雷擊時(shí)箱變低壓側(cè)過(guò)電壓峰值比后續(xù)雷擊時(shí)高106.33%；兩種雷擊方式下箱變低壓側(cè)過(guò)電壓均表現(xiàn)出高頻特性；后續(xù)雷擊時(shí)過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間低于首次雷擊(首次雷擊時(shí)為1.7 μs，后續(xù)雷擊時(shí)為0.6 μs)。

如圖10(c)所示為集電線路遭受直擊雷時(shí)信號(hào)電纜暫態(tài)過(guò)電壓波形圖。由圖可知，首次、后續(xù)雷擊集電線路時(shí)信號(hào)電纜過(guò)電壓峰值分別為145.61 V、162.47 V，后續(xù)雷擊時(shí)信號(hào)電纜過(guò)電壓峰值比首次雷擊時(shí)高11.58%；兩種雷擊方式下信號(hào)電纜過(guò)電壓均表現(xiàn)出很強(qiáng)的高頻特性，后續(xù)雷擊時(shí)過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間低于首次雷擊(首次雷擊時(shí)為6.4 μs，后續(xù)雷擊時(shí)為3.3 μs)。

綜上所述，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)集電線路遭受直擊雷的情況，首次雷擊方式下箱變兩側(cè)過(guò)電壓峰值均比后續(xù)雷擊時(shí)高，但信號(hào)電纜過(guò)電壓在后續(xù)雷擊時(shí)更高；后續(xù)雷擊時(shí)箱變兩側(cè)及信號(hào)電纜過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間均比首次雷擊時(shí)短。

3.2 感應(yīng)雷過(guò)電壓

計(jì)算感應(yīng)雷過(guò)電壓時(shí)，設(shè)置雷擊點(diǎn)與導(dǎo)線水平距離為65 m，實(shí)際上箱變高、低壓側(cè)三相過(guò)電壓變化規(guī)律相似，且數(shù)值基本相同，為分析方便，分析箱變高、低壓側(cè)過(guò)電壓時(shí)僅給出一相過(guò)電壓波形。

如圖11(a)所示為雷擊集電線路附近大地時(shí)，箱變高壓側(cè)過(guò)電壓波形圖，可以發(fā)現(xiàn)，首次雷擊集電線路附近時(shí)，箱變高壓側(cè)過(guò)電壓峰值為248.71 kV，后續(xù)雷擊集電線路附近大地時(shí)此數(shù)值為98.36 kV，首次雷擊時(shí)過(guò)電壓比后續(xù)雷擊時(shí)高152.86%，且首次雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間比后續(xù)雷擊長(zhǎng)，但后續(xù)雷擊時(shí)過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間比首次雷擊時(shí)短。如圖11(b)所示為雷擊集電線路附近大地時(shí)，箱變低壓側(cè)過(guò)電壓波形圖，首次、后續(xù)雷擊時(shí)箱變低壓側(cè)過(guò)電壓分別為5.47 kV、2.84 kV，首次雷擊過(guò)電壓比后續(xù)雷擊時(shí)高92.61%，后續(xù)雷擊時(shí)過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間比首次雷擊時(shí)短。比較圖11(a)、(b)兩圖可發(fā)現(xiàn)，雷擊集電線路附近大地時(shí)，箱變高壓側(cè)過(guò)電壓波形與低壓側(cè)過(guò)電壓變化規(guī)律相似，但箱變低壓側(cè)過(guò)電壓波形高頻特性更加明顯，且過(guò)電壓最大值都出現(xiàn)在駝峰之前。

圖11(c)所示為雷擊集電線路附近大地時(shí)，信號(hào)電纜過(guò)電壓波形。由圖可知，首次雷擊和后續(xù)雷擊時(shí)信號(hào)電纜過(guò)電壓峰值分別為43.64 V、18.19 V，后續(xù)雷擊時(shí)信號(hào)電纜過(guò)電壓峰值比首次雷擊時(shí)高139.91%；兩種雷擊方式下信號(hào)電纜過(guò)電壓均表現(xiàn)出很強(qiáng)的高頻特性，后續(xù)雷擊時(shí)過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間低于首次雷擊，過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間均較短，約0.2 ms即降低至0。

綜上所述，與直擊雷變化規(guī)律相似，首次雷擊集電線路附近大地時(shí)，箱變兩側(cè)過(guò)電壓峰值均比后續(xù)雷擊時(shí)高，但信號(hào)電纜過(guò)電壓在后續(xù)雷擊時(shí)更高；后續(xù)雷擊時(shí)信號(hào)電纜過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間低于首次雷擊。

4 結(jié)論

1)對(duì)于雷直擊風(fēng)電場(chǎng)架空集電線路，首次雷直擊集電線路時(shí)箱變高壓側(cè)過(guò)電壓峰值比后續(xù)雷擊時(shí)高三分之一，箱變低壓側(cè)過(guò)電壓峰值約為后續(xù)雷擊時(shí)的兩倍；兩種雷擊方式下箱變低壓側(cè)過(guò)電壓均表現(xiàn)出高頻特性；后續(xù)雷擊時(shí)信號(hào)電纜過(guò)電壓峰值比首次雷擊時(shí)高約十分之一；兩種雷擊方式下信號(hào)電纜過(guò)電壓均表現(xiàn)出很強(qiáng)的高頻特性，后續(xù)雷擊時(shí)過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間低于首次雷擊。

2)對(duì)于集電線路水平距離為65 m處大地遭受雷擊的情況，首次雷擊時(shí)箱變高壓側(cè)過(guò)電壓約為后續(xù)雷擊時(shí)的2.5倍，箱變低壓側(cè)過(guò)電壓約為后續(xù)雷擊時(shí)的2倍，過(guò)電壓最大值均出現(xiàn)在駝峰之前。后續(xù)雷擊時(shí)信號(hào)電纜過(guò)電壓峰值約為首次雷擊時(shí)的2.4倍；兩種雷擊方式下信號(hào)電纜過(guò)電壓均表現(xiàn)出很強(qiáng)的高頻特性，后續(xù)雷擊時(shí)過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間低于首次雷擊。

3)無(wú)論是感應(yīng)雷還是直擊雷，對(duì)于箱變而言，首次雷擊在其兩側(cè)產(chǎn)生的過(guò)電壓更高，危害比后續(xù)雷擊時(shí)嚴(yán)重，但在工程實(shí)際中還應(yīng)考慮后續(xù)雷擊高頻特性的影響。對(duì)于信號(hào)電纜，從過(guò)電壓峰值、過(guò)電壓升至峰值的時(shí)間任一方面考慮，后續(xù)雷擊破壞性都更強(qiáng)，所以在信號(hào)電纜防雷設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注后續(xù)雷的影響。