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1、 目 錄 6.2)1(6.2)()1( 050 00 ccgttai hkhhLkhhRk u 影 響 線 路 雷 擊 跳 閘 因 素 的 計 算 研 究 桿 塔 接 地 電 阻 影 響 雷 擊 跳 閘 率 的 計 算 研 究降 低 桿 塔 接 地 電 阻 是 高 壓 輸 電 線 路 基 本 的 防 反 擊 雷 害 措 施 ，應 給 予 優(yōu) 先 考 慮 。I= 110（ kA）按 照 1997年 電 力 行 業(yè) 標 準 （ 規(guī) 程 ） DL/T620-1997交 流 電 氣 裝 置過 電 壓 保 護 和 絕 緣 配 合 中 的 110500kV線 路 的 桿 塔 尺 寸 和 絕 緣 子的 50
2、%雷 電 沖 擊 絕 緣 水 平 ， 對 不 同 桿 塔 接 地 電 阻 計 算 出 各 自 的 耐 雷水 平 如 下 表 。 110 500kV線 路 耐 雷 水 平 與 桿 塔 接 地 電 阻 的 關(guān) 系電 壓 等 級 (kV) 110 220 500 接 地 電 阻 ( ) 7 15 30 50 7 15 30 50 7 15 30 50耐 雷 水 平 (kA) 63 41 24 16 110 76 48 32 177 125 81 55 88I)( 21 PPgPNN aL 在 規(guī) 程 中 雷 電 流 強 度 概 率 分 布 用 lgP= - 計 算 ， 由 計 算 式 ：得 到 雷
3、擊 跳 閘 率 ： 平 原 地 區(qū) 為 0.25， 山 丘 地 區(qū) 為 0.43。表 5.2： 雷 電 流 強 度 的 概 率 分 布I k(kA) 100 80 60 40 20 10規(guī) 程 值 P(%) 7.31 12.33 20.81 35.11 59.26 76.98實 測 值 P(%) 5.63 9.94 18.20 35.06 68.96 94.81 當 接 地 電 阻 發(fā) 生 變 化 時 ， 耐 雷 水 平 和 雷 擊 跳 閘 率 也 將 發(fā) 生 相 應的 變 化 。使 用 ATPEMTP計 算 ：主 要 使 用 ATPEMTP計 算 機 算 雷 擊 桿 塔 的 耐 雷 水 平
4、。1I 建 模 ：a. 雷 電 流 的 模 型 雷 電 流 幅 值 、 波 頭 時 間 均 按 規(guī) 程 規(guī) 定 處 理 ， 從 嚴 考 慮 取 0.14概 率 的 雷 電 流 波 型 為 2.6 50 s、 負 極 性 ， 作 為 研 究 中 的 主 要 波 型。 用 簡 煉 的 數(shù) 學 表 達 式 來 描 述 典 型 的 雷 電 流 波 形 ， 顯 然 有 助 于 定 量分 析 ， 以 便 于 進 行 許 多 相 關(guān) 的 計 算 。 Stekolnikov（ 1941） 以 及Bruce和 Golde（ 1941） 同 時 提 出 了 雙 指 數(shù) 表 達 式 ： mi= A I exp(-
5、t)-exp(- t) 圖 5.1 雷 電 模 型經(jīng) 計 算 ， 其 雙 指 數(shù) 波 形 的 表 達 式 為 ：mi=1.082I exp(-13136t)-exp(-861549t) b. 桿 塔 模 型 在 工 程 近 似 計 算 上 ， 桿 塔 常 被 等 效 為 集 中 參 數(shù) 的 電 感 或 分 布 參數(shù) 長 線 。 本 文 將 桿 塔 視 為 分 布 參 數(shù) ， 采 用 我 國 規(guī) 程 推 薦 的 桿 塔 波 阻抗 為 150 ， 桿 塔 電 感 為 0.5 H/ ， 相 應 的 波 速 為 300 / ， 模型 如 下 ： 圖 5.2 酒 杯 塔 仿 真 模 型 c 絕 緣 子表
6、 5.3 絕 緣 子 串 雷 電 沖 擊 伏 秒 特 性25片 28片 31片 34片t( s) V(kV) V(kV) V(kV) V(kV)2 3330 3550 3930 42503 2830 3000 3360 36504 2630 2810 3080 33305 2500 2690 2940 3140 7 2330 2500 2740 292010 2260 2400 2625 280014 2200 2375 2560 2720 29、 30、 33片 幾 種 絕 緣 子 可 根 據(jù) 以 上 數(shù) 值 進 行 牛 頓 插 值 得 到 其雷 電 沖 擊 伏 秒 特 性 。 得 到 ：
7、表 5.4 29片 絕 緣 子 串 的 伏 秒 特 性 t( s) 2 3 4 5 7 10 14V+(kV) 3669.75 3111.72 2895.43 2772.10 2578.64 2472.22 2437.28 表 5.5 30片 絕 緣 子 串 的 伏 秒 特 性t( s) 2 3 4 5 7 10 14V+(kV) 3799.14 3234.94 2986.79 2856.79 2660.25 2548.89 2499.38表 5.6 33片 絕 緣 子 串 的 伏 秒 特 性 t( s) 2 3 4 5 7 10 14V+(kV) 4163.58 3577.16 3255.6
8、8 3085.68 2874.69 2755.56 2671.60運 用 MATLAB【 39】 【 40】 的 線 性 系 數(shù) 回 歸 分 析 ， 構(gòu) 造 一 個 指 數(shù) 函數(shù) 作 為 絕 緣 子 的 伏 秒 特 性 曲 線 ：-t/4 -t/1.5 -t/0.80 1 2 3u(t)=a +ae +a e +a e 對 于 未 知 數(shù) a0、 a1、 a2和 a3， 使 用 最 小 二 乘 法 ， 經(jīng) 過 回 歸 分析 后 的 方 程 為 ： 表 5.7 32片 絕 緣 子 串 的 伏 秒 特 性t( s) 2 3 4 5 7 10 14V+(kV) 4054.2 3477.28 3170
9、.99 3017.65 2813.09 2695.56 2617.84 表 5.8 34片 絕 緣 子 串 的 伏 秒 特 性t( s) 2 3 4 5 7 10 14V+(kV) 4250 3650 3330 3140 2920 2800 2720表 5.9 36片 絕 緣 子 串 的 伏 秒 特 性t( s) 2 3 4 5 7 10 14V +(kV) 4321.36 3676.5 3431.23 3191.23 2942.47 2822.22 2795.49同 樣 得 到 絕 緣 子 伏 秒 特 性 ：32片 ： u(t) = -t/4 -t/1.5 -t/0.82582.2+1282
10、e +1449.6e +3810.7e 34片 ： u(t) = -t/4 -t/1.5 -t/0.82684.5+1275.3e +2305.3e +2242.3e36片 ： u(t) = -t/4 -t/1.5 -t/0.82733.9+1237.7e +2620.1e +1700.6e式 中 ， 時 間 t的 單 位 為 s， 正 極 性 放 電 電 壓 u(t)的 單 位 為 kV。接 地 電 阻 的 變 化 對 雷 擊 跳 閘 率 的 影 響 68101214 0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 0.15 68101214 0.05 0.1 0.15 0.2 0.2
11、5 圖 5.3 山 頂 桿 塔 圖 5.4 山 坡 桿 塔 （ a） 部 分 屏 蔽 (a) shielding failure （ b） 完 全 屏 蔽 (b)perfect shielding圖 5.5 Eriksson 分 析 模 型 Fig. 2.4 Model of Eriksson 圖 5.6 220kV鐵 塔 簡 單 尺 寸 圖 為 地 面 傾 斜 角 ）其 擬 合 的 方 程 極 其 誤 差 分 別 如 下 ：圖 5.7： 220kV曲 線 擬 合 圖 （ 為 地 面 傾 斜 角 ） 圖 5.8 500kVZB6T酒 杯 形 鐵 塔 尺 寸 示 意 圖 CFG-X3型 可 控 放 電 避 雷針 照 片 CFG-X1和 CFG-X2型 可 控 放 電避 雷 針 照 片 可 控 放 電 避 雷 針 的 保 護 特 性 明 顯 優(yōu) 于 富 蘭 克 林 避 雷 針 ，就 主 要 參 數(shù) 繞 擊 概 率 和 保 護 范 圍 而 言 ， 是 令 人 非 常 滿 意的 ： 如 圖 6.1、 6.2。 圖 6.1 可 控 放 電 與 傳 統(tǒng) 避 雷 針 保 護 曲 線 比 較 圖 6.2 可 控 放 電 避 雷 針 與 富 蘭 克 林 避 雷 針 的 保 護 角 特 性 安 裝 在 吉 林 白 山 供 電 局 220kV渾 白 線 上 的 可 控 針
高壓輸電線路的防雷研究
