有关±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路防雷研究
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有关±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路防雷研究
摘 要：某工程同塔双回线路采用3种塔型方案，如右所示，塔型1和塔型2有A、B这2种布置方案，塔型3有1种布置方案C。A、B和C布置方案如右图所示。综合总共有5种布置方案见右表。5种布置方案分别标注为方案A、B、C、D和E。我们对右图所示的3种不同塔型方案进行防雷性能计算研究，选取的计算参数： ±500kV导线型号4×LGJ-720/50，± 800kV导线型号6×LGJ-630/45，地线型号LBGJ-150-20AC；500 kV绝缘子采用FXBZ-±500 /210型复合绝缘子串，长度为6.8m，800kV绝缘子长度取11m考虑雷电波在沿线路方向相邻档距间的传播效应计算时选择雷击点临近的五基杆塔，档距设定均为450m在不同布置方案下，线路耐雷性能也各不相同，本文针对右图所示的5种布置方案进行反击和绕击耐雷性能及其影响因素的计算。
关键词：防雷研究 塔杆高度 接地电阻 地面倾角 保护角 线路总跳闸率
一 5种布置方案下的反击耐雷性能
在不同布置方案下，线路耐雷水平也各不相同，取杆塔接地电阻为10Ω，土壤电阻率为100Ω·m，仿真得到单线闪络和双线闪络时5种布置方案的耐雷水平如右图所示。可以看出，发生单线闪络时，各种布线方式下的耐雷水平有差异，A、B这2种导线排列方式耐雷水平相同且最高，C、D这2种导线排列方式耐雷水平相同且最低，E这种排列方式耐雷水平居中且各种排列方式下闪络的均为500kV的正极线，主要原因是在负极性雷电流下，正极性导线的反击耐雷水平较低，并且500kV绝缘子较800kV绝缘子的绝缘性能要差一些。通过对各种布置方式的计算结果进行对比发现，单线闪络时闪络极线均为500kV正极线，双线闪络时闪络极线均为500kV正极线和500kV负极线主要原因是800kV绝缘子串长度11m较500kV绝缘子串长度6.8m长很多，绝缘性能相对好很多。同时由于双线闪络时500kV正极性导线先击穿后，导线上的电压急剧下降，使得800 kV正极性导线电压受到较大的影响（降低），500kV负极性导线电压也受到较大的影响（升高） ，且雷电波为负极性，横担电位为负值，因此，双线闪络时800kV极线不闪络 由此可知±800 kV与± 500 kV同塔双回输电线路耐雷水平主要由500kV线路耐雷水平决定。
二 杆塔高度对反击耐雷性能的影响
杆塔高度增加，线路的反击耐雷水平降低，反击跳闸率增加，主要有2个方面的原因：（1）随着高度的增加，线路引雷能力提高，更容易受到雷击；（2）雷击后雷电波在杆塔中的传播时间增加，经接地电阻反射回杆塔，对雷电流起到的削弱作用减小。把计算所得的耐雷水平数据进行拟合，如右图所示，可以看出各种布置方案下，随着杆塔高度的增加，线路的耐雷水平呈单调下降趋势，且A、B排列方式的耐雷水平最高，C、D排列方式的耐雷水平最低。
三 接地电阻对反击耐雷性能的影响
杆塔接地电阻的大小影响横担电位，从而影响耐雷水平。在输电线路设计中，降低杆塔接地电阻是提高线路的反击耐雷水平，减小反击跳闸率的方法之一.本文仿真了杆塔接地电阻分别在5，10，15，20，25，30Ω的各种布置方案下的的反击耐雷水平。把计算所得耐雷水平数据进行拟合，如右图所示，可知在各种布置方案下，随着接地电阻的增加，线路的耐雷水平呈单调下降趋势，且A、B这2种排列方式下降比较明显，C、D、E这3种排列方式下降缓慢一些。
四 地面倾角对绕击耐雷性能的影响
当地面存在倾角时，即当杆塔架设在斜坡上面时，位于斜坡外侧的导线由于地面击距的下降而使暴露弧度增加，从而使绕击率增加，而位于斜坡内侧的导线由于地面击距的上升而使暴露弧段减小，从而使绕击率降低。因而，需要综合斜坡内外侧绕击率的变化来评价地面倾角对绕击率的影响 不同地面倾角时，5种布置方案下的绕击跳闸率如右表所示。
五 保护角对绕击耐雷性能的影响
保护角是影响线路绕击跳闸率的重要因素之一，一般而言，负的保护角可以对导线起到较好的屏蔽保护作用，然而当地面倾角很大（如处于山顶或山坡处）或杆塔高度较时，负的保护角对线路的屏蔽作用也会下降，本文选取地面倾角为20°，计算了不同保护角下塔型1和塔型2的绕击跳闸率，见右表。可知，A、B这2种排列方式的绕击跳闸率相同，C、D这2种排列方式的绕击跳闸率近似相同，C、D这2种排列方式相比D种排列方式的绕击跳闸率略高一些，各种排列情况下，绕击跳闸率随着保护角的增加而升高。
六 杆塔高度对绕击耐雷性能的影响
杆塔高度增加，导线的受雷宽度增加，同时地面对导线的屏蔽作用减小，故线路的绕击跳闸率会增加。本文选取地面倾角为20°，计算了不同杆塔呼称高下的绕击跳闸率，见右表。由计算结果可知，当地面倾角较大时（20°以上），随着杆塔高度的增加，线路的绕击跳闸率增加明显，故应该严格控制杆塔高度或在杆塔高度较高的情况下积极采取防雷措施以降低绕击跳闸率。
七 线路总跳闸率计算
线路总跳闸率为反击跳闸率和绕击跳闸率之和，根据反击耐雷水平计算结果，采用文献[2]的参数计算反击跳闸率，绕击跳闸率则采用EGM计算，考虑地面倾角的影响，总跳闸率的计算参数参照行标[2]，计算结果列于表7 由表7的计算结果可知：布置方案AB总跳闸率相同且最低，布置方案C D这2种排列方式总跳闸率近似相同且都很高，C D这2种排列方式相比D种排列方式的总跳闸率略高一些。
参考文献
[1]李立浧，司马文霞，杨庆，等.云广± 800 kV特高压直流输电线路耐雷性能研究[J]. 电网技术，2007，31（8） ：1-5.
[2]DL /T 620 1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[S].
作者简介：李固坛； 1985；男；汉；助理工程师；工学学士；研究方向：超高压输送电技术，电力工程技术；
