冲击接地电阻模型对输电线路耐雷水平的比较研究_刘杰
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输电线路杆塔冲击接地电阻测试运用对提高线路耐雷水平研究摘要:杆塔的冲击接地电阻是影响输电线路耐雷水平的重要指标。
降低杆塔冲击接地电阻是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施。
对于杆塔接地装置,它的冲击接地电阻值越低,雷击时加在绝缘子串上的电压就越低,发生反击闪络的机率就越小。
所以在输电线路接地设计时,冲击接地电阻是一个相当重要的参数。
因此,对杆塔冲击接地电阻的定期测试非常重要。
关键字:输电线路;冲击接地电阻;雷击跳闸率1 引言冲击接地电阻与工频接地电阻之间存在较大的差异,单凭测量工频接地电阻并不能有效反映接地网在雷电冲击作用下的特性。
对冲击电阻的测量要产生标准雷电流波形,需要高电压及大容量,就使得试验设备体积庞大,一般只能在高压实验室内完成,而不能实际应用。
目前国内外尚没有研制出专门的便携式冲击接地电阻检测技术。
因此,研究一种基于冲击技术的便携式杆塔冲击特性参数测量技术,准确测量杆塔的冲击接地电阻,对降低输电线路的雷击跳闸率、提高电网的安全可靠性具有明显的现实意义。
2 工艺原理通过该项目的研究实施,将冲击电阻测试技术应用在设备研发和实测中,完成一套冲击电阻测试装置的研发和购置。
该套测量装置主要是由冲击信号发生单元、信号采集单元以及必备的测量辅件等部分组成。
如下图所示,为便携式冲击接地电阻测量装置的具体原理框图,主要包括冲击信号发生单元、高速数据采集模块、信号隔离和滤波模块、A/D转换、主控板、LCD液晶显示板、同步时钟模块、数据存储模块、数据传输单元、电源模块等组成。
仪器的所有部件都组装在一个便携式的机箱内,冲击信号发生单元、高速数据采集板、LCD液晶显示板与主板相连。
现场测量时,主控板收到测量指令后,根据充电电压值控制冲击信号单元的充电回路对电容器进行充电。
充电完成后断开充电回路,然后触发放电回路产生冲击电流注入杆塔接地装置中;同时,信号采集测量部份工作,将经过信号隔离和滤波的电压电流值模数转换后通过数据处理单元进行处理分析,获得响应电压的最大值,并除以冲击电流最大值,即可得杆塔冲击接地电阻值,同时记录保存下冲击波形,并将结果送至LCD液晶显示屏显示。
输电线路杆塔冲击接地电阻测量的研究摘要本文介绍一种测量输电线路中杆塔冲击接地电阻的方法,通过模拟雷击过程,现场直接测量杆塔的接地电阻,更加真实反映雷电流的冲击过程,求取准确的冲击杆塔接地电阻值。
关键词模拟雷电流;冲击接地电阻;防雷接地电阻;中图分类号tm753 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)44-0173-021 雷电流形成过程雷鸣电闪是大气中巨大的静电放电现象,雷电以闪电的方式对地面建筑、设备进行放电并造成危害。
雷雨前天空中有一些带电的乌云(雷云),是产生雷电的根源。
由于静电感应的作用,雷云和临近的乌云及地面、地面上的物体之间就会产生静电场。
当电场强度足以击穿大气绝缘体时立即放电,放电产生耀眼的闪光,同时水气在电火花的作用下分解,产生气体爆炸,形成了自然界中的雷鸣电闪。
雷电的放电过程分为先驱放电和主放电。
先驱放电不能直达地面,通过若干次先驱放电形成先驱闪电路径后,开始主放电。
主放电沿先驱闪电路径把雷云中聚集的负电荷(或正电荷)与大地正电荷(或负电荷)迅速中和。
防雷装置一旦受到雷击,将会承受巨大的雷电流,造成设备人员伤亡。
因此,准确计算防雷接地电阻值,对于设计防雷系统,提高防雷装置的防雷效果是至关重要的。
2目前冲击接地电阻值求解方法对与冲击接地电阻的研究目前主要局限在理论分析和数值计算上,其中主要方法有4种:1)进行模拟实验,主要针对集中接地[1];2)根据经验公式进行计算;3)在理论分析的基础上对具体接地装置建立数学、物理模型,通过解偏微分方程或者差分方程,从而计算求出该接地装置的冲击接地电阻[2],但费尽心思建立起来的数学、物理模型通用性很差;4)利用测量得到的工频接地电阻乘以冲击系数[3],求出冲击接地电阻。
这4种方法除了第一种都不是实验直接测量的结果,都是通过间接手段求出冲击接地电阻,其结果的可靠性、准确性无法保证。
因此需要寻求一种计算与模拟相结合的测量方法,既可以模拟雷电流对防雷接地体产生作用的过程,更准确的反映冲击接电阻的真实值,又可以通过计算仪器,在现场直接得到冲击接地电阻的阻值。
输电线路杆塔冲击接地电阻特性的模拟试验研究分析文摘全面系统地分析输电线路杆塔接地装置的冲击接地电阻特性对于提高电力系统安全运行可靠性起着十分重要的作用。
根据相似理论采用模拟试验系统地模拟了各种因素对输电线路杆塔接地装置冲击特性的影响。
试验结果表明,冲击接地电阻随冲击电流幅值的增加而减小,随几何尺寸的增加而减小,随土壤电阻率的增加而增加。
各种因素的影响规律均与火花区的形成与发展有关,具有非线性特征。
本次试验研究的土壤电阻率从100Ωm到5103Ωm,变化围大,在国外文献中没有报导。
试验采用的接地装置包括了各种高压输电线路工程中常用的结构,使研究更具有实际应用价值。
关键词输电线路;接地装置;模拟理论;冲击接地电阻;模拟试验分类号TM 862随着电力系统的发展,雷击输电线路引起的事故也日益增多,如何提高输电线路的耐雷水平已受到广泛重视。
统计结果表明,改善接地是很有效的线路防雷措施[1]。
线路杆塔接地装置的冲击接地电阻取值会影响到线路的防雷效果的计算。
而《接地规程SDJ8-79》[2]中推荐的冲击系数多数是用简单形状的半球形、水平及垂直接地体在小电流下的试验值,然后运用外插等方法得到。
因此,全面系统地研究输电线路杆塔接地装置,特别是高电阻率地区杆塔接地装置的冲击接地电阻及冲击系数是迫切需要解决的课题。
华北500kV紧凑型线路以及将要建设的三峡输电线路都将经过土壤电阻率高的山区,这使得本课题更具有重要的现实意义。
接地装置冲击特性试验可用真型或模拟试验。
二者相比,模拟试验具有比较容易改变各种相关参数的优点。
国外的研究表明,如果严格按照模拟试验的相似理论来进行,其结果是比较准确的。
本文采用模拟试验方法对输电线路杆塔接地装置的冲击特性进行了系统的研究。
1 模拟试验原理及试品介绍接地装置的冲击特性不仅与其结构尺寸、土壤电阻率、接地装置的埋深及雷电流参数等因素有关,而且频率很高的雷电流在地中流散时,电荷在空间的分布随时间的变化而变化,具有时变场的特征。
输电线路增强耐雷水平及提高线路运行可靠性的研究输电线路是保证人们正常用电必不可少的基础设施建设,而山于用户的需求量非常巨大且位置纵横交错,使得输电线路的铺设非常繁杂,很容易成为雷击的目标。
标签:输电线路耐雷水平安全运行研究随着经济的快速发展和社会的不断进步,广大的群众对电力的需求量日益加大,无论是正常的工作还是生活都离不开电器的支持。
而在现实的输电环节中,最经常出现而且影响比较大的就是输电线路遭受雷击的问题,并且这一问题逐渐成为困扰电力行业发展的重要因素。
1耐雷水平分析1」耐雷水平的含义输电线路耐雳水平是指当线路遭受雳电攻击时,线路的绝缘子不会发生闪络的最大电流幅度和数值。
在耐雷水平范围内的雷电流不会引起闪络,当超出耐雷范围的雷电流攻击电路时就必定引起闪络。
1.2耐雷水平的计算方法为了准确的计•算出输电线路的耐雳水平,我国曾颁布了《交流电气装置的过电压和绝缘配合》(简称《规程》),提出的耐雷水平计算方法较为简单实用,其计算方式可以通过下列方式来获取:其中,II代表的是耐雷水平,U50%代表的是绝缘子闪络电压的一半,S代表的是雷击点和输电导线之间的距离,而hd则代表的是导线的高度。
这类计算耐雷水平的方法方式在日常的电力工作中用量也是比较多的,但是他也有致命的缺陷,就是不容易判定杆塔上的电位与时间变化的关系。
此外还有电气儿何法、先导法、行波法和蒙特卡洛法等计算耐雷水平的方法。
2影响输电线路耐雷水平的因素分析2」杆塔接地电阻的影响雷电冲击电位的高低受到杆塔接地电阻的影响,当杆塔受到雷击时,其接地电阻如果不大于避雷管线或者输电线的电阻,那么一些电流就会进入地下,导致电量大部分流失。
2.2杆塔高度的影响杆塔高度是影响输电线路耐雷水平的另一重要因素,半其高度越高遭受的雷电攻击就会越多,然后电流从杆塔的顶部到地面的时间就会越长。
2.3线路电压的影响线路电压对耐雷水平的影响也是比较大的,当电压的值越大那么在进行雷电反击时,它的电压将会占据绝缘子的大部分比例。
35kV架空输电线路常见雷击模型及其防雷应对探讨何凯发布时间:2021-10-01T06:45:09.778Z 来源:《基层建设》2021年第18期作者:何凯[导读] 目前我国电网建设复杂,配电网络数量巨大,35kV架空输电线路架设与管理备受关注广东电网有限责任公司韶关输电管理所广东韶关 512000摘要:目前我国电网建设复杂,配电网络数量巨大,35kV架空输电线路架设与管理备受关注,因为架空线路多长期暴露在自然界中,很容易遭遇雷击,因此必须制定相应的防雷措施,做好雷击应对,以减少因雷击引发的架空输电线路的绝缘子损坏、地线导线断裂等问题。
本文主要就35kV架空输电线路雷击问题进行探讨,明确其常见的雷击模型,全面分析35kV架空输电线路防雷举措,并通过模型建构与实践进行效果的验证。
关键词:35kV;输电线路;雷击模型;雷击应对35kV架空输电线路在中压网络中占比较大,发挥重要作用。
而真正运作中又常常面临雷击问题,线路安全保障不足。
我国电力建设规模持续扩大,电力系统发展迅速,原有的防雷举措的应用局限也更为明显,因此进行35kV架空输电线路雷击问题的综合性分析,分析常见的雷击模型并进行防雷应对验证具有现实必要性。
1 输电线路雷击原理1.1 雷电放电雷云中的电荷在热气流的作用下于稀薄空气中迅速冷凝,具备放电的条件。
雷云与地面间形成放电,雷云与雷云之间也形成放电。
电厂形成发生在雷云与地面放电的过程中,正负极相反电荷聚集,从而引发明显的电位差,电压的幅值瞬间提升,高达十兆伏。
此外如果电厂强度超过临界电厂强度,也会出现局部放电的情况。
雷电放电后会出现几个到几十个不等的分级分量,分量中的最大电流与电流增长最大陡度使得被击打物体出现过电压、爆破等问题。
余光放电阶段流过幅值较小而延续时间较长的电流也被认为是造成雷电热效应的“罪魁祸首”。
1.2 雷电压与电流的形成雷电对应较大的能量,雷击也被认为是一个电流波注入雷击点形成的两条通路,形成电压波,通道的波阻抗则是电压与电流之间的比值。
220kV输电线路工程防雷措施研究刘磊发表时间:2019-07-01T15:51:30.553Z 来源:《基层建设》2019年第10期作者:刘磊余帮节宋恒[导读] 摘要:目前,我国的经济发展十分迅速,雷害是220kV输电线路跳闸故障的主要原因之一,本文在调研沿线雷害故障特征,分析总结常规防雷、防鸟措施后,针对本工程新设计的平顶塔进行了雷击跳闸率计算,并针对沿线雷害提出了相应的防治措施。
国网湖北送变电工程有限公司湖北武汉 430000摘要:目前,我国的经济发展十分迅速,雷害是220kV输电线路跳闸故障的主要原因之一,本文在调研沿线雷害故障特征,分析总结常规防雷、防鸟措施后,针对本工程新设计的平顶塔进行了雷击跳闸率计算,并针对沿线雷害提出了相应的防治措施。
关键词:220kV;跳闸故障;平顶塔引言输电线路所输送的电压等级越高,电线杆塔的高度越高,线路的尺寸越大,就更加容易遭受雷击。
而 220kV输电线路作为重要的输配电骨干网架,其广泛分布的特点使得其遭受雷击的概率升高,严重影响电网所在地的社会经济发展。
200kV的防雷技术是在输电线路设计及运行阶段预防雷击,降低遭受雷击概率的有效手段,研究电力系统 220kV输电线路综合防雷技术研究能够增加电网运行的安全性和稳定性。
1高压输电线路防雷工作的必要性雷击问题不仅会影响到输电线路的安全性,同时还会破坏线路中已有电力设备,给输电单位造成直接的经济损失。
在初期的高压输电线路工程建设活动中,建设方必须满足绝缘性方面的技术要求。
当前的变电所在输电生产的过程中也发挥重大作用,保护不到位也会受到雷击影响,输电线路的整体安全性不能被保障,为了提升供电企业的信誉度,长期提供稳定的输电服务,必须针对雷击等恶性事件,强化防雷系统,减少雷雨天气给输电线路的恶劣影响。
高压输电线路是电力系统运行的主动脉,起着连接用户与变电站的作用,高压输电线路的运行状态对于供电可靠性与安全性有着直接的影响。
浅谈如何提高110kV输电线路耐雷水平【摘要】雷击作为一种自然现象是危及输电线路安全运行的主要因素,为了保证输电线路传输质量,对如何提高输电线路的耐雷水平的研究具有重要的意义。
文章首先对影响输电线路耐雷水平的因素作了一定的分析,并对提高输电线路耐雷水平提出了针对性的技术措施,以此来保证电网输电线路的合理运行。
【关键词】输电线路;耐雷水平;技术措施引言长期以来因雷击引起的输电线路跳闸的事故频繁发生,对电网的安全稳定运行构成了极大的威胁。
一直以来,寻求有效的线路防雷保护措施,以降低电网中事故的发生频率,一直是世界各国电力工作者关注的课题。
1 110kV 输电线路雷击事故发生的原因(1)杆塔接地电阻值。
升高时影响输电线路耐雷水平的又一个重要因素。
杆塔在遭受雷击之后,因为输电线路和避雷线路的波阻抗要显著大于杆塔的接地电阻,所以相当比例的雷电电流在经过杆塔而最终流入到地下,只有比较少的雷电电流会在避雷线路的引导下流向附件的杆塔。
一般为了提高计算出输电线路防雷性能的准确数值,通常采用多波阻抗模型。
(2)线路档距。
线路档距对输电线路的耐雷水平有着比较明显的影响。
杆塔在遭受雷击之后,雷电形成的电波会顺着输电线路进行传播。
由于雷电波输出到下一个杆塔之前需要一定的时间。
(3)单避雷线保护是造成绕击事故的重要原因。
特别是在山区里,单线屏蔽的范围有限,增加了绕击的概率。
(4)耦合地线的架设不合理,只在部分线路段架设耦合地线,雷击点转移,使耦合地线终端杆(即杆的一端有耦合地线,杆的另一端无耦合地线)成为相对薄弱点而遭雷击。
(5)线路避雷器的安装不合理。
2 110kV 输电线路所采取的防雷技术2.1 降低杆塔接地电阻减少塔杆塔接地电阻技术主要是通过减少塔杆塔接地电阻来提高输电线路的耐雷水平。
塔降低杆塔接地电阻,当塔被闪电击中,塔顶电位升高的程度在上升,绝缘子上的过电压水平也会减少,这样的电路反击耐雷水平就会上升,有效降低输电线路雷击跳闸率。
基于雷电定位数据的输电线路耐雷水平评估研究的开题报告题目:基于雷电定位数据的输电线路耐雷水平评估研究一、研究背景和意义全球气候变化趋势的显著加剧,形成了复杂的气候环境。
其中,雷电灾害作为一种自然灾害,给人们的生命财产带来了巨大的危害。
随着社会的发展,电力系统作为现代社会的基础设施之一,对雷电灾害的防范和减灾也日益重视。
然而,输电线路作为电网的重要组成部分,却是重要的雷电灾害发生场所之一,其对雷电的敏感性导致了输电线路被雷击损坏的风险,给电网带来了极大的影响,影响电力供电的可靠性和稳定性。
因此,评估输电线路的耐雷水平,提高其抗雷击能力,对确保电网安全运行至关重要。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是通过分析雷电定位数据,评估输电线路的耐雷水平。
具体研究内容如下:1. 研究雷电对输电线路的影响机理和特征。
2. 讨论雷电定位数据的采集方法和分析技术。
3. 建立雷电定位数据与输电线路损坏数据之间的关联模型。
4. 对建立的关联模型进行验证和优化。
为了实现上述研究内容,本研究将采用以下方法:1. 文献调研法,通过查阅相关的文献资料,了解雷电对电力系统的影响机理和特征,掌握雷电定位数据的采集方法和分析技术,建立分析框架和理论基础。
2. 实地调查法,对电力系统中的输电线路进行实地调研,了解现有的耐雷措施和防护设施,收集有关的实测数据。
3. 统计分析法,对采集到的雷电定位数据和输电线路损坏数据进行统计分析,探讨雷电和输电线路之间的关联关系。
4. 仿真模拟法,使用电磁场有限元软件,对输电线路在场强作用下的响应进行模拟。
通过模拟结果,优化线路的结构参数,提高其抗雷击能力。
三、预期成果通过本研究,预计可以取得如下成果:1. 研究雷电对输电线路的影响机理和特征,为输电线路的防护提供科学依据。
2. 建立雷电定位数据与输电线路损坏数据之间的关联模型,为输电线路的耐雷评估提供定量化的方法手段。
3. 探索改进输电线路结构参数,提高输电线路抗雷击能力的途径,为电力系统的安全运行提供技术支撑。