廣東陽江地區(qū)500kV典型同塔雙回桿塔防雷影響因素研究

摘要：雷擊是造成輸電線路跳閘的重要原因，廣東陽江地區(qū)雷電活動頻繁，對當?shù)?00 kV輸電線路的安全運行構成了嚴重威脅。鑒于此，以高雷擊跳閘率的典型同塔雙回桿塔為例，研究其影響因素，以進一步提高陽江地區(qū)500 kV典型同塔雙回桿塔防雷水平。

關鍵詞：500 kV;同塔雙回桿塔;防雷特性;跳閘率

0? ? 引言

本文以陽江地區(qū)500 kV輸電線路中雷擊跳閘率較高的典型桿塔為例，依次從桿塔高度、接地電阻、絕緣子串長度、地線保護角等角度出發(fā)，研究了上述因素與輸電線路桿塔反擊跳閘率和繞擊跳閘率之間的關系，進而為優(yōu)化輸電線路防雷特性提供參考。

1? ? 研究方法及對象

1.1? ? 研究方法

本文采用先導發(fā)展模型計算線路的繞擊跳閘率，采用先導模型計算線路的反擊跳閘率，用以較準確地研究各種因素對陽江地區(qū)500 kV輸電線路防雷特性的實際影響效果[1-3]。研究過程中，依據(jù)廣東省雷電定位系統(tǒng)近10年來的實際記錄數(shù)據(jù)確定了計算陽江地區(qū)線路桿塔年平均落雷密度的參數(shù)，即4.112 5個/（km2·a）。以統(tǒng)計得到的平均年雷電流幅值累積概率分布曲線擬合表達式，作為線路桿塔所在區(qū)域的雷電流幅值累積概率分布曲線[4-5]。

1.2? ? 研究對象

陽江地區(qū)目前管轄8回500 kV輸電線路，其中500 kV蝶滄甲、乙線和西蝶甲、乙線主要為同塔雙回結構桿塔，其余4條線路主要為單回結構桿塔。

2? ? 典型同塔雙回桿塔防雷特性影響因素

2.1? ? 反擊跳閘率的影響因素

首先，研究桿塔高度得到了圖1結果，并得出桿塔結構的實際高度會直接影響其反擊跳閘率的結論，即在桿塔高度降低時桿塔反擊跳閘率會隨之降低。

其次，研究接地電阻時得到了圖2結果，并得出接地電阻大小會顯著影響該桿塔反擊跳閘率的結論，即當接地阻值增大時該桿塔的反擊跳閘率會明顯升高。

再者，研究絕緣子串長度得到了圖3結果，并得出絕緣子串長度會顯著影響桿塔反擊跳閘率的結論，即當增加絕緣子串長度時，該桿塔的反擊跳閘率反而會降低。

最后，研究地線保護角得到了圖4結果，并得出地線保護角對桿塔反擊跳閘率影響微弱的結論。若減小地線保護角，即增大負角度絕對值，雖然該桿塔反擊跳閘率會上升，但變化幅值非常小，確切地說這與桿塔橫檔尺寸變化有關。

2.2? ? 繞擊跳閘率的影響因素

在分析桿塔高度與該桿塔繞擊跳閘率之間的關系時發(fā)現(xiàn)，當降低桿塔結構高度時繞擊跳閘率具有明顯降低的特點，表明桿塔高度會顯著影響其繞擊跳閘率。

在分析接地電阻與該桿塔繞擊跳閘率之間的關系時發(fā)現(xiàn)，無論增大還是減小接地電阻阻值，該桿塔繞擊跳閘率幾乎無變化，表明接地電阻大小對桿塔繞擊跳閘率的影響可忽略不計。

在分析絕緣子串長度與該桿塔繞擊跳閘率之間的關系時發(fā)現(xiàn)，隨著絕緣子串長度的變化該桿塔繞擊跳閘率的變化并無一定的規(guī)律性。經(jīng)進一步研究后確定了原因：一是絕緣子串長度會對輸電線路雷擊閃絡電壓的閾值大小造成影響，二是通過影響導線掛點位置改變地線保護角度及其保護導線的效果。正是上述兩點影響的共同作用，使得絕緣子串長度對桿塔繞擊跳閘率的影響較為復雜，難以找出其中的規(guī)律。

在分析地線保護角與該桿塔繞擊跳閘率之間的關系時發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，隨著地線保護角的減小，即負角度絕對值的增大，該桿塔繞擊跳閘率降低幅度較為明顯，但當其小于某一數(shù)值后，該桿塔的繞擊跳閘率反而回升，表明地線保護角會顯著影響桿塔的繞擊跳閘率。

3? ? 結論

本文在以陽江地區(qū)500 kV蝶滄甲、乙線48號同塔雙回結構桿塔為例，研究500 kV輸電線路防雷特性的影響因素的過程中，得到了如下結果：

（1）同塔雙回桿塔結構高度變化會顯著影響桿塔的反擊跳閘率和繞擊跳閘率，且其高度降低時，反擊跳閘率和繞擊跳閘率均隨之降低。

（2）接地電阻會顯著影響同塔雙回桿塔的反擊跳閘率，即當增大接地電阻時反擊跳閘率會明顯升高，但對繞擊跳閘率幾乎無影響。

（3）絕緣子串長度會顯著影響同塔雙回桿塔的反擊跳閘率，即增加絕緣子串長度時反擊跳閘率會降低，但對繞擊跳閘率的影響無特定的規(guī)律。

（4）地線保護角對同塔雙回桿塔的反擊跳閘率影響十分微弱，但對繞擊跳閘率具有一定的影響，不過變化與具體的數(shù)值范圍有關。

基于以上結果，可針對陽江地區(qū)500 kV輸電線路雷擊閃絡風險較高的桿塔進行防雷特性的合理改造，具體可從同塔雙回桿塔結構高度、接地電阻大小、絕緣子串長度、地線保護角等方面著手，從實際情況出發(fā)，綜合權衡確定最佳的改造方案。

[參考文獻]

[1] WHITEHEAD E R.CIGRE Survey of the Lightning Perfor- mance of Extra-High Voltage Transmission Lines[J]. Electra，1974，33（2）：63-89.

[2] 維列夏金，吳維韓.俄羅斯超高壓和特高壓輸電線路防雷運行經(jīng)驗分析[J].高電壓技術，1998，24（2）：76-79.

[3] ERIKSSON A J.An improved electrogeometric model for transmission line shielding analysis[J].IEEE Transa-

ctions on Power Delivery，1987，2（3）：871-886.

[4] Protection against lightning，Part 1：General principles：IEC 62305-1[S].

[5] DELLERA L，GARBAGNATI E. Lightning stroke simulation by means of the leader progression model.Part I：Description of the model and evaluation of exposure of free-standing structures[J].IEEE Transactions on Power Delivery，1990，5（4）：2009-2017.

收稿日期：2020-03-04

作者簡介：吳忠標（1970—），男，廣東電白人，電氣工程師，從事電力施工建設專業(yè)工作。