35kV架空線路作為中壓輸配電線路中的主體,具有覆蓋區(qū)域廣、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn),我國相關(guān)規(guī)程僅對(duì)35kV線路進(jìn)線段作了架設(shè)避雷線的要求,導(dǎo)致其整體防雷能力較差,容易受到雷電侵害。
據(jù)統(tǒng)計(jì),架空線路的雷害事故大概占整個(gè)電力系統(tǒng)全部雷害事故的70%~80%。特別是位于山區(qū)的架空線路,由于山區(qū)地形地貌及氣候環(huán)境的影響,土壤電阻率偏高,雷電活動(dòng)更為活躍,雷擊導(dǎo)致的線路跳閘風(fēng)險(xiǎn)更高。因此,研究山區(qū)地形對(duì)架空線路雷擊特性的影響具有重要的實(shí)際意義。
目前,針對(duì)山區(qū)地形對(duì)輸電線路屏蔽特性的影響開展了較多研究,但現(xiàn)有研究主要以輸電線路為主,針對(duì)山區(qū)不同地形條件下架空線路的雷擊特性尚缺乏系統(tǒng)研究。
云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局、湖北省輸電線路工程技術(shù)研究中心(三峽大學(xué))、三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院的研究人員張文鋒、李志偉、張國建、林敢,在2022年第8期《電氣技術(shù)》上撰文,對(duì)大理山區(qū)線路的典型地形進(jìn)行分析,建立考慮地形的改進(jìn)電氣幾何模型,并利用ATP- EMTP搭建山區(qū)35kV架空線路雷擊過電壓計(jì)算模型,計(jì)算山脊、山坡、山谷及平原等典型地形下線路的直擊雷和感應(yīng)雷跳閘率,獲得山區(qū)地形下架空線路雷擊跳閘率的變化規(guī)律。
圖1 大理35kV漾富線整體走向
團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果表明:不同地形條件下架空線路的雷擊跳閘率差異較大,位于山脊的線路直擊雷跳閘率較大,其隨兩側(cè)的坡度減小而變?。欢挥谏焦鹊木€路,感應(yīng)雷跳閘率較大,其隨著坡度的增加而增大;山區(qū)線路的雷擊跳閘率相比平原地區(qū)高64%左右。
他們的詳細(xì)研究結(jié)論如下,可為山區(qū)架空線路的雷電防護(hù)提供參考。
1)架空線路的直擊雷跳閘率大小順序?yàn)椋荷郊咕€路>山坡線路>山谷線路。線路位于山脊處時(shí),隨著坡度的變大,直擊雷跳閘率逐漸上升,相比于山區(qū)平地線路,其直擊雷跳閘率最大增幅約為18.37%,而處于山坡與山谷的線路直擊雷跳閘率則最大分別下降17.69%與53.74%。
2)架空線路的感應(yīng)雷跳閘率大小順序?yàn)椋荷焦染€路>山坡線路>山脊線路。線路位于山坡或山谷處時(shí),感應(yīng)雷跳閘率隨兩側(cè)的坡度增大而變大,最大增幅分別為5.49%和34.10%;線路位于山脊處時(shí),隨著坡度的增加,感應(yīng)雷跳閘率逐漸下降,最大降幅為14.45%。
3)架空線路的總雷擊跳閘率大小順序?yàn)椋荷焦染€路>山坡線路>山脊線路。相比平原地區(qū),山區(qū)平地線路的總雷擊跳閘率增大了64%左右;線路位于山坡處時(shí),總雷擊跳閘率幾乎不隨地形傾角發(fā)生變化;線路位于山谷和山脊時(shí),隨著坡度的增加,總雷擊跳閘率分別上升與下降,最大增幅與降幅分別為7.91%與4.67%。
4)安裝避雷線能有效降低線路雷擊跳閘率,根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果,在平原地區(qū)與山區(qū)平地線路安裝避雷線后,其總雷擊跳閘率將分別下降77.87%與66.02%。
本文編自2022年第9期《電氣技術(shù)》,論文標(biāo)題為“山區(qū)35kV架空線路雷擊特性仿真分析”,作者為張文鋒、李志偉 等,本課題得到云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目的支持。