雷電活動及地形地貌對輸電線路繞擊特性的影響研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)高速增長，電網(wǎng)不斷向超/特高壓、遠(yuǎn)距離、大容量的方向發(fā)展，輸電線路雷電繞擊防護(hù)問題日漸突出，受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。輸電線路繞擊特性的影響因素較多，如雷電活動規(guī)律及其特性參數(shù)、輸電線路的結(jié)構(gòu)參數(shù)、地形地貌等。目前有關(guān)雷電活動的規(guī)律，如先導(dǎo)發(fā)展過程的影響機(jī)理研究尚不完善；雷電流幅值概率是最重要的雷電特性表征參數(shù)之一，規(guī)程法給出的計算公式與實測值差異較大；不同地形地貌導(dǎo)致避雷線對導(dǎo)線的屏蔽作用不同，有關(guān)工作亟待開展；傳統(tǒng)輸電線路

2、繞擊率計算模型未考慮沿檔距方向任意點導(dǎo)線高度的變化，計算結(jié)果和實際相比存在一定誤差。因此，本文重點研究了雷電活動及地形地貌對輸電線路繞擊特性的影響，豐富了輸電線路雷電屏蔽失效理論，對于線路雷電繞擊的防護(hù)具有重要實用價值。論文圍繞以下幾個方面展開：
　　研制了火花放電實驗裝置和放電路徑辨識裝置，分析了采用高速攝像機(jī)拍攝的放電圖片，發(fā)現(xiàn)并闡述了短間隙火花放電的“階段”現(xiàn)象，認(rèn)為短間隙火花放電與雷電梯級先導(dǎo)發(fā)展過程存在相似性。研究了針電

3、極間位置改變對放電次數(shù)的影響，通過對大量的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，找到了下電極被擊概率隨距離差變化的規(guī)律。建立了輸電線路雷擊模型，仿真研究了輸電線路高度變化、電壓極性對雷擊概率的影響。
　　調(diào)研了某地區(qū)2008年雷電活動分布，以該地區(qū)兩條500kV輸電線路為例，統(tǒng)計分析了各檔距落雷數(shù)據(jù)。通過對比雷電流幅值概率分布的規(guī)程DL/T620-1997推薦公式計算結(jié)果和實測值，發(fā)現(xiàn)二者存在很大的差異。在CIGRE、IEEE Std等給出的雷電流幅

4、值概率計算公式的基礎(chǔ)上，通過近10年來雷電參數(shù)實測數(shù)據(jù)擬合得到雷電流幅值概率的計算公式，給出了系數(shù)β的變化范圍和工程計算的推薦值。
　　提出了以電氣幾何模型為基礎(chǔ)的保護(hù)弧面、暴露弧面的概念，建立了三維電氣幾何模型。以導(dǎo)線的高度為變量，給出了繞擊率隨垂直于線路的截面與桿塔間距離的變化規(guī)律及計算式，通過將該計算式沿線路檔距方向進(jìn)行積分，得出單檔距三維模型的雷電繞擊率計算公式。研究了采用該計算公式后導(dǎo)線高度變化、保護(hù)角、雷電流幅值等因素