特高压交流输电线路绕击耐雷性能及其防雷措施研究

结合相关研究显示，220kV下线路运行期间经常会受到雷击，高压线路运行期间跳闸情况经常出现，但是特高压电力因自身绝缘性较强，因此不容易出现反击闪络等情况，所以有必要对高压与特高压输电线路绕击耐雷性进行合理评估，便于促进输电线路设计及施工开展。

输电线路电压等级不同，其产生的雷击跳闸原因也不一样。110kV输电线路中引起跳闸的原因主要为反击；330kV及220kV输电线路，引起雷击跳闸的原因主要为反击、绕击；针对电压在500kV及以上的线路，引起雷击跳闸的原因主要为绕击。所以，在分析特高压交流输电线路耐雷性钟，重点应放在绕击耐雷性中。为了对特高压线路绕击性能进行分析，有必要了解绕击过程。

客观上分析，雷云对地放电通道十分随意，且不存在某些规律。但站在统计学视角分析，多是垂直下行。当很多负电荷雷电靠近输电线路时，在导线及下方地面中经常会出现正电荷。且随着正电荷的逐渐增加，量达到上行先导需要场强时，则会在地线及边相导线当中产生正极上行先导，有时还会在下行先导地面出现上行先导。这时，地线和导线上行先导之间将会开始竞赛，该竞赛将较终决定哪一方会和下行先导雷电通道进行连接。因导线常常受到上方地线屏蔽作用，且只要边相导线先导和下行先导符合跃变条件，此时即可产生绕击，且不会出现绝缘子闪络。如果下行先导之间间距较远，同时导线与先导难以回合，此时会使得下行先导与地面击中。

输电线路耐雷性能评估主要是通过耐雷水平、雷击跳闸率两个指标。其中，雷击线路不会导绝缘闪络值忽大忽小；雷击跳闸率主要为，100km输电线路一年之内经过b个雷暴日遭受雷击下的跳闸次数。引起输电线路雷击跳闸事故的原因如下：一，雷击输电线路中，流经物体电流比线路耐雷水平高；二，因雷电流出现的绝缘闪络，之后建立稳定工频电弧，唯有上述两个条件同时满足方能引发线路跳闸。

特高压交流输电线路雷击跳闸事故中，绕击常常会引起雷电事故，绕击耐雷水平在特高压输电线路耐雷水平控制中发挥重要作用。计算普通绕击EGM期间，需要经过绘制导、大电捕捉面、地线击距园，最后和杆塔线路上端交点相连，从而获得导线绕击弧、屏蔽弧。应用EMG分析输电线路绕击耐雷性期间，EMG状态为垂直对称。由于特高压杆塔处在较高位置，如果雷电流绕击导线，且大电捕捉面离地面低于导线杆塔高，此时应在导线下面画绕击弧。

2.1 先导发展模型

上行先导原始数据判定期间，常用的判据方式包括三种：即长空气间隙放电实验，地面、雷电距离等。针对**特高压输电线路来说，运行电压十分关键，若使用临界间隙电压方法判断，很*出现一定误差，在判断线路电源等级情况期间，应确保其有效满足绕击计算条件，但在计算高等级电压输电线路中，有必要将线路运行电压及实际状况差距联合起来考虑。

2.2 绕击计算模型

在绕击计算期间，多使用三维剖分模型，实际结构见下图1。**维度当中，计算完成后，需要合理标记各个区域立方体情况，借助仿真方式合理计算各个区域中的雷电情况，然后计算绕击率情况，如此即可详细分析该区域绕击耐雷性情况。

图1 绕击跳闸计算三维剖分模型图

3.1 线路绕击耐雷性能

某1000kV交流特高压线路内使用的线路型号为 ，导线半径是 ，导线运行期间较大弧垂是20m。在研究交流特高压导线绕击情况后，相导线运行期间经常会受到小电流绕击情况影响，其他杆塔型号运行期间则不会产生跳闸情况出现。

结合特高压输电线路边相导线绕击现状分析，两个型号杆塔边相导线运行期间不会有绕击跳闸情况出现，ZBA2杆塔具备保护角，这一结构不容易引起边相绕击情况出现，但ZMP2杆塔则*引起边相绕击情况出现，一般来讲，这一问题多出现在平原地区。山坡地形当中，ZBS2杆塔边相导线和避雷区距离相对较短，因此应有效使用负保护角，但ZMP2杆塔绕击跳闸率不会明显下降，计算结果和实际相符。

3.2 地线保护角影响绕击跳闸率

在平原地形当中，计算不同型号杆塔保护角可以发现，ZMP2杆塔保护角处在20度期间，发生绕击跳闸概率明显**5度保护角。对ZBS2杆塔来说。若保护角大小为5度，出现绕击跳闸率保护角远大于20度。由此我们可以发现，自保护角的不断增加，避雷线绕击跳闸率不断提升。但若保护角相同，ZBS2杆塔出现跳闸概率将逐渐缩小，引起这一情况的愿意主要为ZMP2杆塔高大于ZBS2杆塔，且随着杆塔高度的增加，屏蔽作用也会不断减少，线路遭到雷击可能性也会逐渐升高。

3.3 地面倾角影响绕击跳闸率

若保护角角度不变，地面倾角逐渐增加了，绕击跳闸率会随之增高。当地面倾角为40度，两型号杆塔出现绕击跳闸率可能性会**地面倾角为10度杆塔。在地面倾角逐渐增加其间，绕击跳闸率逐渐降低，究其原因，为平原地带，雷电多以水平角度影响导线进行，但山坡区域导线上面，和地面高度逐渐增加，大地引雷性能逐渐下降，这会导致遭遇雷击概率怒段提升，上行先导和下行先导场强差不断提升，且*达到临界击穿数值，较终建立起主放电通道。

现阶段，面对当前的高压输电线路，其主要防雷措施包括：控制避雷线保护角、设立耦合地线、降低接地电阻、安装避雷器、安装新型防雷措施等，这里，常用的绕击保护措施为减少避雷线保护角、采用不平衡绝缘、ji加强线路绝缘等。

结语：综上，耐雷水平提升和防雷措施落实十分重要，特别是在交流相线导线电压工作期间，其会对周遭线路耐雷水平与跳闸率产生重要影响。在分析完特高压输电线路绕击情况后，与输电线路防雷措施与输电线路情况相结合，有必要合理采取防雷措施，建立健全绕击雷电数据监测与风险评估，线路维护防治等不同防雷机制，合理开展绕击防治工作，加强重点区域雷区与绕击闪络段线路处理，从而不断提升防雷技术水平。