500kV超高压输电线路耐雷水平影响分析

【摘要】基于电力系统方面的稳定发展，我国如今已经形成具有很大规模的有关超高压系统，对电网结构进行了有效的改善，使得电能方面的输送能力得到了有效提升。500kV超高压输电线路是有关超高压系统方面的重要组成，对于电能的传输起着至关重要的作用。而就目前来说，雷击故障已经变成对输电线路方面的安全运行产生极大影响的因素，其直接影响着整个电力系统所具有的安全性以及可靠性，本文针对500kV超高压输电线路方面的耐雷水平进行分析，旨在提供一定借鉴。

【关键词】500kV超高压输电线路；耐雷水平；分析

输电线路实际的耐雷水平能够对电力系统方面的安全可靠运行产生直接影响。在输电线路的有关设计阶段，时常需要对线路实施仿真计算，算出其具体的耐雷水平，进而指导以及修正线路方面的设计，保证电能输送方面的安全性与可靠性。所以，对雷击部位以及有关因素等在耐雷水平方面的影响进行分析，具有非常重要的意义。

一、输电线路雷电过电压的基本原理概述

输电线路方面的雷电过电压主要分成两种：其一，雷击线路周围的大地，凭借空间电磁感应对导线上出现的感应雷过电压进行作用。其二，雷电直接击中避雷线、杆塔或者是导线出现的直击雷过电压，因为感应雷过电压方面的水平较低，通常只对35kV或以下的配电网存在威胁。但是直击雷过电压对整个电力系统产生的危害比较大。

二.500KV输电线路耐雷水平的影响因素

2.1绝缘子片数的影响 在具体的运行当中，输电线路绝缘能够承受正常状态下的工作电压、雷电过电压以及内部过电压。有关输电线路在绝缘子片数方面的选择，应该考虑工作电压方面的影响，根据污秽条件对绝缘子片数进行选择之后，再根据操作过电压实施校验。

2.2避雷线架设方式的影响 避雷线不仅能够避免雷电直击导线，同时对雷击塔顶时出现的雷电流具有分流作用，从而使流经杆塔的有关雷电流降低，减少塔顶电位。另外，避雷线对于导线还存在耦合作用以及屏蔽作用，能够减少雷击杆塔时有关塔头绝缘方面的电压和导线方面的感应过电压。

2.3雷电流波形的影响 实测表明：有关雷电流波形具体为脉冲形式，其波前时间T1在1到4μs范围之内，平均是2.6μs。雷电流波长T2在20到100μs范围之内，大多都是40μs。取10%以及90%的幅值，同时以这两点作出直线，并且交于时间轴，得到t0。计算使用到的雷电流波形共3种，也就是斜角波形、双指数函数波形以及半余弦波形，笔者选用其中的双指数函数有关波形，我国在《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》当中，对于杆塔反击有关耐雷水平进行计算的时候，推荐使用的有关雷电流波形是2.6/50μs。

2.4杆塔冲击接地电阻 杆塔有关冲击接地电阻对线路实际的耐雷水平具有很大的影响。在雷击有关输电线路杆塔的时候，Ri是杆塔接地装置方面的冲击接地电阻；L是杆塔所具有的电感，通常和高度之间成正比；β是避雷线对有关雷电流方面的分流系数。塔顶电位Vt和冲击接地电阻Ri之间具有密切的联系。冲击接地电阻方面的降压是塔顶以及横担高度位置的杆塔电位的重要成分。在其余因素固定的时候，杆塔冲击接地实际的电阻越大，在雷击塔顶的时候，能够作用在线路绝缘子串方面的电位差就会越大，线路实际的耐雷水平就会降低。避雷线有关线路杆塔工频方面的接地电阻。

三、500KV输电线雷击导线耐雷水平的影响因素

3.1绝缘子片数的影响 雷直击导线的时候，提高绝缘子片数可以有效提升线路耐雷水平。在雷塔冲击接地相关电阻Ri=20Ω的时候，26片绝缘子和30片绝缘子相对的有关耐雷水平比较来说，其值由29.881kA提升至34.111kA，一共提升了12.40%。因此我们可以知道，提高绝缘子片数可以强化绕击耐雷水平，而效果非常明显。

3.2避雷线架设方式的影响 没有避雷线的时候，线路绕击实际的耐雷水平和杆塔冲击接地方面的电阻没有关系，维持在19.7kA上下。在同样的杆塔冲击接地有关电阻Ri下，没有避雷线线路相对应的具体耐雷水平仅是19.707kA。有关单避雷线线路方面的耐雷水平是21.057kA，整体提升了6.41%；有关双避雷线线路方面的耐雷水平是30.667kA，整体提升了大约35.74%。所以，避雷线在提升绕击耐雷水平方面的效果非常显著，尤其是双避雷线在绕击耐雷水平方面的强化效果十分明显。

3.3线路档距的影响 如果避雷线实际的假设方式相同，那么随着线路档距的提高，线路绕击方面的耐雷水平开始有所下降，然后保持不变。对于双避雷线方式来说，在线路档距由300m提高至400m的时候，线路实际的绕击耐雷水平由31.207kA减少到30.856kA，整体减少了1.12%；线路档距由400m提高到500m的时候，线路实际的耐雷水平维持不变。在相同的档距之内，相较于单避雷线方式来说，双避雷线方式实际的线路耐雷水平更高，而在档距是400m的时候，有关双避雷线方式方面的耐雷水平是30.856kA，而单避雷线方式具体的线路耐雷水平是20.111kA，整体提升了3.48%。所以，线路档距方面提高，对于绕击耐雷水平方面改变效果不明显。

3.4杆塔冲击电阻的影响 无论作用在导线方面的雷电流波形怎样，线路实际的绕击耐雷水平都会随着雷塔冲击有关接地电阻Ri的提高而出现上升的趋势。对于-2.6/50μs雷电流波形的有关作用之下，在Ri由5Ω提升到30Ω的时候，线路实际的耐雷水平由30.667kA增加到了32.779kA，整体提升了约6.44%。由此我们能够了解到，杆塔冲击接地相关电阻对于绕击耐雷水平方面的影响比较小。

四、结论

基于社会经济方面的飞速发展，对于500kV高压输电线方面的应用也愈加广泛，但是防雷长久以来都是较为困难的一项工作，所以，电力管理部门应该提前预防雷击多发季节，妥善做好周密的部署。并且针对雷击多发地区具体情况，实施切实有效防雷应急预案，保证我国500kV有关高压输电线路方面的稳定运行。

参考文献

[1]黄知明，罗日成，官丽娜.雷电流波形对500kV输电线路耐雷水平的影响电力学报[J].2013，（06）；101.

作者简介

胡军峰，1986年3月生，男，汉族，湖北宜昌，助理工程师，大学本科，研究方向为输电线路防雷。