220kV同塔4回输电线路防雷研究

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1、上海电力2009年第2期220kV同塔4回输电线路防雷研究顾承昱，张嘉曼，马仁明(华东电力试验研究院有限公司，上海200437)摘要：任何超高压、高压输电线路均要考虑防雷，同塔多回线路也不例外。文章结合初步设计的4层、6层同塔4回塔型，分别对上海电网220kV同塔4回线路的雷电反击和绕击性能进行研究。通过计算线路的反击耐雷水平、绕击特性和总的雷击跳闸率，研究了各种因素对线路防雷性能的影响，并结合上海电网的实际情况给出杆塔的雷电冲击绝缘水平和防雷优化措施。关键词：同塔4回输电线路；线路防雷；过电压；耐雷水平；绝缘中图分类号：TM862文献标识码：B和波头、波尾时

2、间上都有着很大的差别。从大量1引言实际运行记录数据中，我们发现真正的过电压波随着我国国民经济高速发展，电力需求增加，很少是标准波，而大多是非标准波，其波头、波尾电网建设加快，输电线路走廊越来越紧张，尤其是时间与标准波差别较大。因此需要研究出一个在人口高密度地区难以获得架空线路的走廊。如何非标准波作用下，判断绝缘子是否闪络并确定闪提高线路走廊单位面积的输送容量、节约走廊用络时间的方法。为了使计算符合实际，线路防雷地、减少输电线路对环境的影响、降低建设投资是计算采用基于短尾波的伏秒特性延迟相交法和基世界各国电力部门共同关心和研究的课题。国内于放电物理过程的先导发展

3、法]。外同塔多回输电技术的研究和运行实践表明，采目前，国内外防雷计算中常用的是使用将绝用同塔多回输电是电网建设中解决输电走廊紧缘子两端的电压波形和伏秒特性曲线直接比对的张、节省土地资源、提高输送容量、实现电网建设方法，主要包括定义法和相交法。定义法是将电与地区发展协调并进的有效手段，推广和应用十压曲线高于伏秒特性的最低点就认为是绝缘闪分必要。络，计算出的反击耐雷水平比实际偏低。而相交不同电压等级的同塔多回输电技术在美国、法是绝缘上的过电压波和绝缘冲击放电的伏秒特日本、法国、德国等国家都已得到广泛使用，我国性曲线相交才判断为闪络，计算的耐雷水平比实220kV及以

4、下不同电压等级的同塔多回技术也际偏高。已应用多年。特别是近年来，500kV同塔双回技对于短尾波的过电压来和标准雷电波下的伏术在广东、东北、四川和华东电网开始应用。上海秒特性的配合来说，上述伏秒特性定义法计算的电网是国内负荷比较密集的地区，220kV的同塔耐雷水平偏小，相交法计算的耐雷水平偏高，而实4回输电技术的应用已成为一种实际的需求。际结果应该在两者之间。同塔4回线路走廊宽，引雷面积大，杆塔较为此，研究了一种新方法，使其计算结果位于高，雷电流在塔上形成较高的过电压，诸多原因造两者之间，就是控制电压波形最大值和伏秒特性之成杆塔的防雷性能变差。因此，必须对线路防

5、雷间的时间延时t，当波形最大值经过t时间后和伏的问题进行深入研究，分析杆塔结构各种因素对秒特性相交就认为是绝缘击穿。如果一0，其计算雷击跳闸率的影响，研究各种限制、保护措施的效结果和相交法一致，当t取足够大(如30s)，其计果，以供设计部门参考。算结果就和伏秒特性定义法的结果一致。采用这种方法具有很大的灵活性，可以将定2线路防雷计算方法和设计塔型义法和相交法结合起来，而且通过合理的选取延2．1线路防雷计算方法迟时间参数t来获得满意的计算结果。绝缘子承受的电压波形与标准雷电波在波形基于该参数选择的重要性，本文将根据真型一106一2009年第2期上海电力塔试验的结

6、果来确定所采用的伏秒特性和延迟时2、3等各层导线的引雷范围。间，从而确保计算更接近实际。2．2初步设计的塔型根据国内220kV及以上线路运行中遭雷击引起线路跳闸的分析，绕击占了很大比例，基于加强防止雷电绕击的考虑，本文设计的杆塔采用了较小的保护角。初步设计的杆塔有4层和6层两种型式，其塔型图如图1所示。050l(耵050Io0杆塔中杆塔中心底韶心底部距杆塔中心的水平距离，m距杆塔中心的水甲距离，m(a)4层杆塔线路(b)6层杆塔线路图24、6层杆塔各导线引雷区域3计算结果与分析(1)杆塔内部电位分析＼—I通过对杆塔内部电位和各导线绝缘的电压分析，认为杆塔在垂直

7、方向的电位分布是上层最高、中层次之、下层最低。导线对其上方横担的电压高于对其下方横担的电压，各层导线绝缘上的电压也有差异，上层反击耐雷水平最低，中层和下层逐级增高。上层横J担中流过雷电流的一侧杆塔电位最高，因此上层(a)S,N杆塔(b)4N杆塔外侧的耐雷水平最低。图1同塔4回线路初步设计塔型(2)各种因素的影响分析同塔4回线路的绝缘子型式为：6层杆塔每计算表明：接地电阻在10Q以下时，接地电层有2相导线，采用直线型绝缘子串；4层杆塔每阻对线路的反击耐雷水平影响不大，考虑到上海层有3相导线，中间是V型绝缘子串，两边是直地区土壤电阻率较低，基本能满足小于1OQ的要

8、线型绝缘子串。求，因此通过进一步减小接