输电线路雷电绕击计算方法分析
输电线路雷电绕击计算方法分析
发表时间：2018-09-17T17:35:00.293Z 来源：《基层建设》2018年第25期 作者： 刘俭
[导读] 摘要：现阶段，要想对输电线路的抗雷性能进行很好、准确的评估，可以通过采用规程法、电气几何模型和先导发展模型。
中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 510663
摘要：现阶段，要想对输电线路的抗雷性能进行很好、准确的评估，可以通过采用规程法、电气几何模型和先导发展模型。根据规定，线路旁路率的计算简单方便，适合工程；电气几何模型将雷电放电特性与线路的结构尺寸联系起来，这对于传统经验方法而言，有了
重大进步；先导发展模型以更详细的方式考虑遇到上行链路和下行链路的发展的过程，并且对该过程进行初步的定量描述。与雷击物理过
程更加接近，是未来研究输电线路绕击的重要发展方向。
关键词：绕击；输电线路；规程法；电气几何模型；先导发展模型
1.规程法
目前，我国输电线路防雷设计的主要依据是过电压保护规定。根据相关经验，旁击速率，即击中概率，以及防雷线对导体外导体的保护角度，塔的高度和沿线的地质条件可以根据近似公式[1]计算： （对平原线路）
（对山区线路）
式中，——绕击率，是指雷击线中规避的比例；——保护角（o）；——杆塔高度（m）。
从上面的公式可以看出，山脉的绕行率约为平原线的3倍，换言之就是保护角度增加了8倍。
设置为线路旁路跳闸速率，可通过以下公式计算： （flash/100km/a）
式中，——每年每100公里线路的雷击次数（按照40天的雷电日）（1/100km/a）；——雷电流幅度超过防雷等级的概率；
——建弧率。
2.电气几何模型（EGM）
电气几何模型EGM（Electric Geometry Method）是一种几何分析的模型计算方法，是把线路的尺寸、结构等因素与雷电放电时的特点进行结合的方法。这种计算模型的原理就是当雷云发展到地面的先导排放通道的头部到达被击中物体的临界击穿距离——在撞击距离之前，命中点未定义，并且它在首先到达的对象的范围内，即，放射到对象。电气几何模型的突破是提出击球距离的概念，并通过击球距离描述每个导体和地面对闪电飞行员的闪电导向能力。因此，可以根据传输线的几何参数计算不同部位对雷电的吸引概率，并且概率与几何
结构参数直接相关。当雷电流增加时，行程距离也增加，并且导线的闪电范围减小。电线完全屏蔽，雷电飞行员不会撞到电线，而是撞到闪电线或地面。根据上述原理，当导线被雷击时，雷电导线落在导线的雷电接收范围内，导致线路屏蔽失效。 图1显示了用于传输线屏蔽保护计算的电气几何模型的几何绘图分析。雷电流的闪电导向位置是曲线，弧段和分别以地线和导线为中心。具有导线冲击作为半径的弧线，是具有平行地面和地面撞击高度的直线。弧段是屏蔽弧段，位于上方的雷击将击中屏蔽线（闪电线）。电弧是传输线的外露弧，位于上方的避雷针将缠绕在电线上。位于直线上的雷击将撞击地面。随着雷电流的增加，行程距离逐渐增大，并且每个弧段（线段）的尺寸也相应地改变，并且线被击中的暴露的弧段越来越小。当雷电流增加到一定值时，与两点会出现重合。此时，相应的雷电流是可以绕过的最大雷电流，击距是
最大击距，完全屏蔽掉了导线的位置。根据上述概念，如果，对绕击率的计算应按照下列公式进行：的计算如下：
图1 输电线路雷电绕击的EGM示意图
绕击率（shielding failure rate）： 绕击闪络概率（shielding failure flashover rate）：（per 100km）
其中，——地闪密度（flash/km2/a）；——可以规避的最小雷电流约为2~3kA；——可发生绕击的最大雷电流（kA）；——导线的暴露距离（m）；——可发生绕击的临界雷电流（kA）；——雷电流大小的概率密度函数。
3.先导发展模型
长间隙排放研究使人们能够认真了解排放的发展过程和规律。观察负极性和棒间隙下的放电过程，破裂过程主要包括上杆连续导向的启动和发展以及导杆在接地棒上的引发和发展。飞行上下之间的相对运动和最终过渡。根据实验研究，Rizk提出了Leader Progression Model
（LPM），用于传输线上的雷击。该模型认为：{56%：雷击是由下行的雷电飞行员和结构上产生的上游飞行的碰撞引起的，并引入了吸引
半径和侧距的两个参数。这两个参数是雷电流大小和结构高度的函数。
在先导发展模型中，下行链路领导者总是垂直向下发展，并且从地面对象产生的上行链路领导者总是朝着向下领导者的头部移动；当下行链路导频报头的高度低于上行链路导频并且没有发生最终转换时，确定下行链路导频将不满足上行链路导频；上下行先导间的速度比
取为1。当上导向器和下导向器或下降导向头与地面物体表面之间的平均场强达到500kV/m时，产生最终跳跃并作为确定最终过渡的基础。
图2 输电线路屏蔽失效计算图解
Rizk认为，输电线路因为雷电绕击失效而产生雷击故障主要发生在档距而不是杆塔上。所以，如下图2中相似的水平导体结构对输电线路雷电绕击失效进行分析。
可以按照下列公式计算出线路屏蔽无效和闪络的次数：
4 三种计算方法的分析
按照规程法计算线路旁击率，简单方便，适用于工程，并经实践检验。符合常规线路对于防雷屏蔽的设计要求，但也存在着诸多弊端。这是因为规程法主要是根据运行的经验以及综合的平均法来得出计算公式，而根据这一个公式没有较好的针对性，不能结合传输线路
的实际情况及特性，对屏蔽失效等情况进行很好地解读。
电气几何模型比传统的经验方法向前迈出了一大步。但是电气几何模型也存在它的不足。经典的电气几何模型没有考虑放电的分散和其他因素对击距的影响，而是只站在先导对于避雷线、导线以及地面的击距是相等的情况下考虑，这显然是不合理的。
先导发展模型更接近雷击的物理过程，并且详细考虑了遇到上行链路和下行链路的发展的过程，并且最初定量地描述了该过程。这是研究输电线路雷击的一个重大进步。
结束语
采用规程法对线路旁击率进行计算简单方便，适用于工程；电气几何模型将雷电放电特性与线路的结构尺寸联系起来，这是传统经验方法的重大进步；先导发展模型以更详细的方式考虑遇到上行链路和下行链路的发展的过程，并且对该过程进行初步的定量描述。与雷击
物理过程更加接近，是未来研究输电线路绕击的重要发展方向。
参考文献：
[1]交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[M].北京：中国电力出版社.1997.
高压输电线路避雷距离的计算
高压输电线路避雷距离的计算
高压输电线路是电力传输的重要组成部分，但受气候和自然环境的影响，像雷击这种天灾很容易对电力设备造成损坏，甚至影响到电力稳定供应。为了防止输电线路被雷击，避雷距离的计算就成为了一项十分重要的工作。
避雷距离是指在雷暴天气下，为了保护输电线路设备，所需保持一定的垂直距离，以减小雷电对设备的危害。为了计算避雷距离，需要先确定接地电阻和降雷针的高度，然后用公式计算出避雷距离。
1. 接地电阻的确定
接地电阻是指电杆接地装置中电流通过接地体时，接地电极与土壤之间存在的电位差。在计算避雷距离前，需要先确定接地电阻的大小。接地电阻大小受土壤湿度、土壤种类和周围设备的干扰等多个因素的影响。如何精确测量接地电阻，是计算避雷距离的第一步。
测量接地电阻一般采用万用表或短路法。万用表方法需要考虑接地线、测试线和测量点的阻值，对多个测量点的接地电阻做平均值即可。而短路法，则是先将接地线短路，然后测量短路点和不短路点的电位差，接地电阻的大小即可计算得出。
2. 降雷针的设置与高度确定 降雷针是目前固有的雷电保护措施之一，装设于较高的建筑物上，可引导雷电流达到地面，防止雷击损坏建筑物。在输电线路中，为了防止电力设备被雷击，需要在接近其上的位置设置降雷针，从而分流雷电导致的过电压和雷电场干扰。
设置降雷针需要考虑降雷针的高度。高度的确定与电线的质量、气候条件、周围环境、地形地貌及所要求的抗雷雨损失等因素有关。一般来说，降雷针距离电线的垂直距离越近，就可以更有效地引导电流达到地面，避免电线主体被雷击。降雷针高度的确定需要以一定的距离，保障安全使用为原则。
3. 避雷距离公式的应用
通过上述两个步骤，就可以得到接地电阻和降雷针的高度值，从而计算出避雷距离。避雷距离是指雷电距离地面高度大于受保护设备距离地面高度时所应采取的保护措施距离，具体计算公式如下：
d=4.3H(δ+1/ρ)1/2
其中，d为避雷距离；H为降雷针和电线距离的平均高度；δ为接地电阻值；ρ为空气电阻率。
220kv输电线路防雷研究
220KV输电线路防雷研究
1绪论
雷电在自然生活中常有发生，不管是下雨天还是晴朗的天空，都会发生雷击现象，这是一种很简单的自然现象。雷击放电电压一般会非常巨大，达到数百万伏特的电压以及数十万安培的电流，因此，虽然雷击放电的时间非常非常短暂，仅约0.01秒，但雷电放电时它所放出的能量是相当惊人的。
雷电的危害主要有以下几方面：
1、电流 雷电放电时产生的冲击电压非常巨大，达到几万甚至几十万伏特， 当这么大的瞬态雷击电压冲击电气设备时，会造成电气设备绝缘损坏甚至电气设备内部线路短路等现象，甚至由此引起电气设备发生爆炸。
2、电流产生的大量的热能，其发生热效应时放出的电流达几十甚至上千安培的电流，该热导致金属熔化，并造成危害事故。
3、雷电流机械效应[造成的危害很大，如果物体被雷击到会发色很难过分裂、坍塌、扭曲甚至爆炸等现象，从而造成大量的财产损失和人员伤亡。
4、雷电流会产生静电感应现象，会引起相邻导体产生与雷电流性质相反的电荷，当这些导体感应出电荷并当其来不及消散事，会产生高压放电现象，从而引起火灾。
5、雷击时将会产生电磁感应，在雷击点感应出超强的交变磁场，由交变磁场感生出的电流会导致某些电气设备过热从而损坏电气设备，并影响供电的稳定以及安全性。
1.1 输电线路防雷设计的重要意义
传输线路在电力系统中占据着最重要的作用，它的最大也最突出的作用就是把发电厂发出的电能输送到各个地方，全国各地每个地方都需要用电，它把各个地区的变电站及各个地方所有用电用户联系起来。输电线路的安全运行在电网中有着不可替代的重要作用，它能否安全运行直接影响着用电用户能否获得电能质量较高的用电以及电网能否稳定的运行。如果要实现“强电强网”的需要，尽最大可能的满足社会生产和广大人民生活的需要，这是就要保证电力系统输电线路的稳定性及安全运行。
1.2 输电线路防雷设计方法的研究现状
目前，输电线路雷电主要从以下几个方面的设计：
输电线路的雷电波过程与防雷保护分析
《电气开关》（２０１３．Ｎｏ．２） ９
文章编号：１００４—２８９Ｘ（２０１３）０２—０００９－０４
输电线路的雷电波过程与防雷保护分析
范世锋
（广西电网公司河池供电局，广西 河池５４７０００）
摘 要：随着电网电压等级的不断提高，雷击线路引起跳闸、停电事故日益增多，雷电成为了危害电力系统安全、 稳定、经济运行的一个重要因素。基于此，重点分析了均匀无损导线的雷电波过程与多导线系统的雷电波过程， 最后分析了输电线路的防雷保护，介绍了几种常用的防雷措施。 关键词：雷电；波过程；防雷
中图分类号：ＴＭ７２ 文献标识码：Ｂ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｕｎｄｅｒｓｔｏｒｍ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｗａｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｎｉｇ
Ｐｒｏｔｅｃｔｉ０ｎ ０ｆ ｔｈｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ
ＦＡＮ Ｓｈｉ一 ｎｇ
（Ｈｅｅｈｉ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕａｎｇｘｉ Ｇｒｉｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｃｈｉ ５４７０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｒｉｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｕｔ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｕｎｄｅｒ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｌｉｎｅ ａｒｅ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｉｎ－
ｃｒｅａｓｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ ｔｈｕｎｄｅｒ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ｔｈａｔ ｈａｒｍｓ ｔｈｅ ｅ— ｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｓａｆｅｔｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｒｅａｓｏｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｌａｉｄ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｕｎｉ￣ｒｍ ｎｏｎ—ｌｅｓｓ ｌｉｎｅ ｔｈｕｎ－
ｄｅｒ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｗａｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ—ｌｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｕｎｄｅｒ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｗａｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｕｎｄｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｍｍｏｎ ｔｈｕｎｄｅｒ ｐｒｃｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ．
交流特高压线路黄河大跨越耐雷性能的研究
交流特高压线路黄河大跨越耐雷性能的研究
摘要:本文对于交流特高压双回路线路黄河大跨越段的耐雷特性进行了初步研究,分别对线路绕击和反击跳闸率进行了计算,进一步分析了不同设计条件对于线路雷击跳闸率的影响。
关键词:特高压 大跨越 耐雷 计算模型
双回路特高压线路大跨越段的耐雷特性分析包括绕击耐雷计算和反击耐雷计算两方面,以下分别介绍两类耐雷特性分析的计算模型。
1.1 绕击耐雷计算模型
目前特高压输电线路绕击耐雷水平的计算方法仍然是沿用高压及超高压输电线路绕击耐雷水平的计算方法,应用较为广泛的是电气几何模型分析法(EGM)。在EGM法中,关键概念是击距。根据《1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合(GB/Z24842-2009)》(方法B),避雷线、导线及大地的击距计算公式分别为:
避雷线击距公式:
2 大跨越耐雷特性分析
利用上述方法,我们对某双回路特高压工程的大跨越段进行了耐雷计算。跨越段采用耐-直-直-直-耐跨越方式,档距分别为:450m/1550m/1250m/500m。
2.1 反击耐雷特性分析
2.1.1杆塔高度对反击耐雷性能的影响 杆塔高度越高,引雷面积增大,落雷次数增加,同时雷击塔顶后沿塔传播至接地装置时引起的负反射波返回到塔顶或横担所需时间也变长,使得塔顶或横担电位增高,易形成反击。
2.1.2 冲击接地电阻对反击性能的影响
在特高压输电线路的防雷设计中,降低杆塔冲击接地电阻是提高反击耐雷水平的主要措施之一。但是相对于一般线路,降低接地电阻所带来的改善并不突出。这主要是因为大跨越铁塔较高,接地冲击电阻在整个杆塔等效阻抗中所占比例已经较小的缘故。
2.1.3 绝缘水平对反击耐雷性能的影响
本文中对不同绝缘水平下大跨越段的反击耐雷水平进行了计算,得到结果:绝缘水平与反击耐雷水平基本呈线性关系。
2.2 绕击耐雷特性分析
根据对超、特高压线路绕击耐雷水平的分析可知,在铁塔高度及绝缘水平一定的情况下,地线保护角是影响绕击耐雷特性的主要因素。
输电线路绕击故障概率分析及雷电预警方法
第２７卷第３期 ２０１４年３月 广东电力 ＧＵＡＮＧＤｏＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２（）１４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—２９０Ｘ．２０１４．０３．０２１
输电线路绕击故障概率分析及雷电预警方法
方丽华 ，方嵩 ，熊小伏 ，洪毅文 ，沈智健
（１．广东电网公司中山供电局，广东中山５２８４００；２．重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重 庆４０００４４）
摘要：给出了输电线路雷电绕击概率在线预警方法。通过统计、计算不同地区不同电压等级线路的历史雷电绕击 跳闸信息、雷电流强度、侧面落雷距离，应用二维信息扩散理论和条件概率方法建立了输电线路绕击跳闸概率计 算模型。在雷电预警过程中，利用气象雷达的回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量数据，建立了基于反向 传播神经网络的雷电流幅值预测模型，并通过雷云中心点坐标到线路的水平距离近似计算落雷侧面距离，由此应 用输电线路跳闸概率模型，计算线路雷击概率，进行雷电实时预警。算倒分析表明了该预警建模方法的有效性。 关键词：雷击；输电线路；概率分布；风险预警；信息扩散 中图分类号：ＴＭ７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—２９（）ｘ（２（）１４）０３．【｝０９５．０６
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ ａｎｄ
Ｔｈｕｎｄｅｒ ａｎｄ Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ Ｗａｒｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ
ＦＡＮＧ Ｌｉｈｕａ ，ＦＡＮＧ Ｓｏｎｇ ，ＸＩＯＮＧ Ｘｉａｏｆｕ２，ＨＯＮＧ Ｙｉｗｅｎ ，ＳＨＥＮ Ｚｈｉｊｉａｎ （１．Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８４｛）（）；２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＆Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４（）（）（）４４，Ｃｈｉｎａ）
基于几何分析模型的输电导线绕击的探讨
楷扳信居 基于几何分析模型的输电导线绕击硇搽讨 南京铁道职业技术学院自动控制系 林健荣 ［摘要］雷电绕击是高压输送线路雷害事故的主要成因，本文通过对绕击几何分析模型的建立，详尽分析了雷电绕击的诸多因素对 几何模型的影响，探讨了绕击的有效屏蔽及有效保护，评价了几何分析模型方法的优劣。 ［关键词］几何分析模型 输电线路有效屏蔽有效保护 引言 从１９０８年美国建成了世界第一条１１０ＫＶ输电线路开始至今，高压 输电线路经过了逾百年的运行经验表明，１１０ＫＶ及以上输电线路跳闸 的主要原因是绕击，而地形复杂的线路更是占到主导地位。根据相关 资料统计，山区最大跳闸率竟是平原地区的ｌＯ多倍，远远超出设计规 程的标准值，例如黄山电网曾有的３５—２２０ＫＶ线路长度达６５０余ｋｍ、杆 塔２０２２基，约８５％均分布在山区，年均雷暴日达５５—７０之间，雷电绕击 所引发跳闸占雷害的９０％。因此，合理评价高压输电线路的绕击率，对 有效防范雷电绕击的发生有着深远的意义。 雷电绕击率的计算主要依据规程法和几何分析模型。规程法为传 统的计算法，它是按照经验和小电流试验模型的综合平均法，在计算线 路反击跳闸率时考虑的因素不多，而且它把形成绕击的很多因素都简 化了，特别是雷电流陡度也被忽略，其计算的结果在很大的程度上存在 着一定的缺陷。电气几何模型法（ＥＧＭ法）较细致地考虑了雷击过程各 阶段中各类影响因素，特别在输电线路绕击跳闸率的情况分析上相对 规程法更接近实际，其计算的结果对于防范雷电绕击相对前者的防范 更为有效。 １、绕击的几何分析模型 根据等击距地假设，雷电先导下降时，其头部电位 Ｖｏ＝６０（ 等 ㈩ 式中ｊ——主放电电流，单位ｋＡ； ，——以光速为标么值得主放电速度； ——先导头部到地面的距离，即闪击距离，简称击距，单位ｍ； ｒｎ——先导头部的电晕半径，单位ｍ。 且 及Ｙ＇Ｏ均随，的增大而增大，由于ｌｎ 的值变化很小，根据 经验可取为４．６；主放电速度 １与电流，（ｋＡ）有关，可表为 ７）１：Ｉｚ／１３．４ （２） 将这些结果代入（１）式，即得 呈 口ｏ＝３．７Ｉ （ＭＶ） （３） 长空气间隙负极性的放电电压（单位ＭＶ）与击距ｒｓ（单位ｍ）的关 系可写成下式 ｒｓ＝１．６３Ｖｏ＇ （４） 将（３）代人（４），可得 ｒｓ＝７．１Ｉ （ｍ） （５） 已知ｒｓ后可用几何分析法来求先导对线的绕击情况（参看图１）。 分别用避雷线ｂ和导线ｄ为圆心，以击距 为半径作两个圆弧，这两个 圆弧交于Ｂ 点；再在离得面高度为 处作一水平线与以ｄ为圆心的弧 交于Ｃ 点。且定位曲面由圆弧Ａ Ｂ 、绕击暴露面Ｂ Ｃ 和直线ｃ Ｄ 在沿线路方向形成一个曲面。在雷电流为 的先导未到定位曲面之 前，其发展是不受地面物体影响的。 图１分析线路绕击的几何作图法图２代表有效屏蔽的几何分析模型 图中ｂ一避雷线；ｄ一导线 １）若ｔ的先导落在Ａ Ｂ 弧面上，则雷击避雷线； ２）若落在Ｂ Ｃ 弧面上，则雷绕击于导线上； ３）若落在Ｃ Ｄ 面上，则雷击大地。 不同的雷电流幅值有着不同的ｒｓ，所以可以作出一系列的定位曲 面和绕击面来。通过推导，Ｂ点的轨迹为导线与避雷线连线的垂直平 分线（即图中的直线ｏＫ），而ｃ点的轨迹则为一抛物线（即图中的曲线 ＨＣ Ｋ），且中垂线ｏＫ与抛物线ＨＣ Ｋ所包围的区域为绕击区。随着Ｉ 的增大，绕击暴露面Ｂ Ｃ 弧段逐渐减小，当雷电流幅值增大到 时，绕 击暴露面 Ｃ 弧段缩减为零，也就不可能发生绕击，此时的击距即为 临界击距ｒＳＫ。因此通过图１分析知道：雷电流大于厶，则不会发生绕 击导线的情况，而雷电流较小时，则绕击的可能性增大。 ２、绕击的有效屏蔽 众所周知，并非所有小于雷电流厶情况下的绕击都会引起绝缘的 闪络，且只有当雷电流大于线段绕击时耐雷水平Ｉ２＝—ｑ＇Ｕ ５—０％时才会闪 络。 时的允许击距 ： ， 、０ ７５ ＝２０（ ｏ％／ｚ Ｊ （６） 如果采用某一保护角，使１）ｒｓｙ≥ｒ 就不会发生绕击闪络，此时为 有效屏蔽。２）ｒｓｙ＜ ，将会发生绕击闪络，此时为部分屏蔽。 用几何分析法可确定有效屏蔽时所需的屏蔽角蛳（参看图２），图２ 中画的是保护角ａ为负角的情况，假定地面的倾斜角为０。由图２中可 见 ０２＝９ 一（一 。）＋ ２＋０３＝９０。一口 （７） 由此可得一 ０＋／３＋０３ （８） 但 ｓｉｎ０３＝ｈｄ ＣＯＳ０一ｒｓｙ 将０ 代入上式，即可求出有效屏蔽角ｄ。为 （一口０）＝ ＋ ＋ｓｉｎ。ｌＩ ／ ）ｃｏｓ０—１ｌ （９） ｒ 、 而 ＝ｓｉｎ。。Ｉ 一ｌ（１０） ／ 式中ｃ为导线、地线问的距离；且其它几何尺寸均应取平均值。 导线的平均高度ｈ 可由地形图计算得到，或者按下列三式估算： 对平原：ｈ ＝ｈ 一鲁ｓｄ （１１） 对丘陵：ｈｄ＝ （１２） 对山区：ｈ ＝２ｈ （１３） 式中ｈ ——铁塔上的导线高度，单位ｍ；Ｓｄ——导线弧锤，单位 ＩＩＩｏ 在各种地形下的避雷线平均高度ｈ 均可用下式估算 ｈ６＝ｈ ＋（ｈ 一 ）（ｓｄ—ｓ６） （１４） 式中ｈ ——铁塔上的避雷线高度，单位ｍ；Ｓ ——避雷线弧垂， 单位ｍ。 ‘ 导线与地线间的平均距离ｃ可按初步设计图来计算。如果没有初 步设计，开始阶段也可以用下式估算 ｃ＝Ｕｓ￣Ｊ１４５（ｍ） （１５） 实际线路如果重要性不大，也可采用部分屏蔽的办法，此时 ｒｓｙ＜ｒｓ 。在这种情况下，对于任一给定的击距或雷电流，其绕击的概 率可用下面的方法分析（参看图３）。 为单位长度线路在某一个０ 及 下的单元暴露绕击弧面积，其垂直于 角的单元面积 ： ｄａ＝ ｄＯＣＯＳＯｓ＝ｒ，ｄＯｓｉｎ（Ｏ一 ） （１６） ｄ 在沿水平方向相应的单元面积以为 ｄＡ Ｃ０Ｓ ｒ，ｓｉｎ（Ｏｇ）ｄ， ＣＯＳ （１７） 设 为先导角的概率分布密度函数［一般可取ｇ（ｇ）＝ｃｏｓ。 ］，则 在给定的ｒｓ下线路地平面上的相应暴露面积 为 ＝ ．…， 式中０１，０２， 和 可由线路的具体几何参数确定。
架空输电线路雷电绕击与反击的识别
架空输电线路雷电绕击与反击的识别
摘要:电虽然中国的科技技术随着社会经济的不断发展，也取得了显著的成效，但是有的方面还存在许多需要改进的地方，对其要立刻进行解决，以免出现的问题给生产生活带来许多困难。在生活当中很容易被忽略的地方就是高压输电线，因中国现在经济的发展速度，需要用电的地方很多，人们已经离不开电力。但用电方面也有许多需要注意的地方，以免出现安全事故。高压输电线是裸露在外界环境的线路，很容易被天气所影响，本文通过高压输电线的架空输电线路雷电绕击与反击的识别探讨，进一步分析防雷措施，并对其提出有关的防护方案。
关键词:绕击、反击;雷电入射角;暴露宽度;电气几何模型
引言
实际当中，雷击杆塔可以来自不同的方向，但是传统的EGM模型，仅仅将雷电流看为垂直向下，因此会产生较大的误差。所以引入计及雷电入射角的改进电气几何模型，将雷电入射角扩大为［－π/2，ψmax］，并推出在不同入射角下的暴露宽度，进而得出绕击、反击。计算了单回输电线路与双回输电线路的绕击、反击，并将其与传统方法进行对比。
1 双回输电线路暴露宽度的计算
在防雷方法中最常用到的就是使用绝缘子，在高压输电线路上安置绝缘子，这种方法操作简单，而且成效比较明显，可以把雷击所造成的损害降到最低。在进行安装绝缘子时要关注环境的变化，以及电荷所带来的影响，以免绝缘子失去效果。绝缘子防雷的原理就是把导线支撑起来，以免电流出现回流的现象。
图1双回输电线路电气几何模型
利用计算机编程进行计算，计算流程如图所示。此方法还可适用于多回输电线路的计算。
图2计算流程图
把接在地上的电极跟地下有关线路的设备相互连接在一起，这个指的就是接地装置。在采用这个方法对高压输电线进行防雷时存在两种风险:①该装置在安装时需要电线杆跟土壤直接接触，长时间下就会出现电化学腐蚀的状况，从而对输电设备也产生一定的破损；②安装相关输电设备时工作人员要掌握，地下线路的深度以及长度，这些都会给安装之间的电阻产生一定的影响。
输电线路雷击风险评估标准
输电线路雷击风险评估标准
输电线路雷击风险评估标准主要包括以下几个方面：
1. 雷击跳闸率：这是评估线路防雷性能的重要指标。雷击跳闸率是指在每一百公里线路、40个雷电日中，雷击输电线路造成的线路保护装置的开断次数。根据电压等级的不同，各线路的雷击跳闸率也有所不同。例如，220kV线路的雷击跳闸率指标为次/百公里·年。
2. 绕击风险控制指标（Sr）：这表示绕击造成的跳闸率，其计算方法为国家电网公司发布的《kV~500kV架空输电线路管理规范》中第八十九条中跳闸率规定值（规范中为40个雷暴日）乘以运行经验中绕击所占比例。
3. 反击风险控制指标（Sf）：这表示反击造成的跳闸率，其计算方法为跳闸率规定值乘以运行经验中反击所占比例。
4. 地闪密度：这是评估线路所在地区雷电活动强度的指标，可以通过气象部门或相关机构获取。地闪密度越大，线路遭受雷击的风险越高。
5. 线路绝缘水平：这是指线路的绝缘配置情况，包括绝缘子类型、片数等。绝缘水平越高，线路耐雷击的能力越强。
6. 接地电阻：这是指线路杆塔的接地装置的电阻值，接地电阻越小，线路耐雷击的能力越强。
综合以上几个方面的因素，可以对输电线路的雷击风险进行评估。一般来说，雷击风险越低，线路的防雷性能越好。
基于电气几何模型的特高压输电线路绕击跳闸率的计算
龙源期刊网
基于电气几何模型的特高压输电线路绕击跳闸率的计算
作者：向 荣
来源：《沿海企业与科技》2008年第06期
[摘要]我国500kv线路的雷电绕击跳闸事故日趋严重。华南500kv线路在满足有效屏蔽条件下，在平原地段也会发生异常的绕击事故。在特高压系统中，反击耐雷水平升高，绕击跳闸问题将更为突出。苏、美、加735－1150kv线路防雷的运行经验也表明，超高压、特高压输电线路的雷击跳闸事故中，绕击是造成线路跳闸的主要原因。目前国内电力行业主要采用规程法来计算绕击跳闸率，规程法是根据统计结果建立的近似解析计算，未考虑实际线路的复杂结构和雷电放电特性，也不适用于特高压系统中的杆塔较高的情况。文章利用电气几何模型对特高压输电线路的绕击跳闸率进行计算。
[关键词]电气几何模型；输电线路；绕击跳闸；计算
[中图分类号]TM726.1 [文献标识码]A [文章编号]1007－7723(2008)06－0164－0001
35kV输电线路雷电跳闸率计算及实例分析
专版Ｉｌ电力建设
３ ５ ｋＶ输电线路雷电跳闸率计算及实例分析
陈满春
摘要：本文通过对３５ｋＶ输电线路的雷电跳闸概率的计算，介绍了输电线路中可能发生雷电跳闸的途径，并分析杆塔冲击接地电阻对 杆塔耐雷水平的影响。 关键词：３５ｋＶ：输电线路；跳闸概率；耐雷水平
刖舌
输配电线路的防雷要求是根据线路的重要程度和对线路
的安全运行要求按技术经济原则来确定的，而线路的防雷性能
取决于线路通道所处位置的落雷密度、雷电强度、采取的防雷
措施和绝缘配合的裕度。本文阐述了３５ｋＶ线路雷电绕击、反击
以及感应跳闸概率的计算方法，分析接地电阻与有避雷线线路
耐雷水平的关系，最终总结３５ｋＶ线路雷击过程中引起雷电跳 闸的主要途径。
ｌ ３５ｋＶ输电线路雷击概述
通常３５ｋＶ输电线路无避雷线保护，杆塔及线路完全暴露
在雷击环境中，再加上杆塔绝缘子串一般仅有３４个绝缘子，其
耐雷水平较低，当雷击架空线路时，不论是感应雷过电压还是
直击雷过电压都极易引起绝缘子闪络，这是３５ｋＶ输电线路的
主要防雷缺陷之一。
输配电线路地处旷野，雷击线路造成的跳闸事故在电网总
事故中占有很大的比例。同时，雷击线路时自线路入侵变电站
的雷电波也是威胁变电站的主要因素，因此，对线路的雷电跳
闸概率应全面计算。
３５ｋＶ线路的平均高度较低，其雷电击杆率约占线路雷击
的９５％，绕击率约占５％，因此遏制住线路的雷电击杆率对于大
幅度降低线路的雷击跳闸率具有十分重要的意义。雷击对电力
线路的影响通常有２种：一种是雷直接击于线路上产生放电引
起雷电过电压，通常称为直击雷过电压；另一种是雷击线路附
近地面，对地放电时因电磁感应而产生巨大的电动势，通常称
为感应雷过电压。当雷电直击架空线路时，导线上会有强大的
电流通过，形成雷电浪涌，所产生的雷电波将沿着线路向两侧
流动，其结果将会烧断导线或损坏与导线相连的电气设备，危
及电网的运行安全。
对３５ｋＶ线路，除了直击雷以外，感应雷也能造成线路跳