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地形参数与雷电活动特征对输电线路绕击性能影响的研究

马御棠  
【摘要】:目前,绕击仍然是危及超/特高压输电线路安全可靠运行的主要原因之一。输电线路走廊经过旷野、丘陵、高山等复杂地形,各种地形对绕击性能的影响不同。同时,雷电参数是雷电防护的基础,雷电定位系统已经运行了多年,积累了海量的数据,为统计雷电参数提供了可能。因此有必要对雷电参数进行统计,分析雷电活动特征与地形参数对输电线路绕击性能的影响,达到降低雷击故障带来的损失的目的。 为分析地形、导线及地线高度的变化对绕击性能的影响,本文提出了一种获取输电线路微地形及导线、地线与地面的相对位置的方法,并在此基础上利用电气几何模型计算输电线路杆塔的绕击闪络率。首先沿线路方向将输电走廊进行近似等分,利用地理信息软件得到各分段点的海拔高度和地面倾角两个地形参数;其次根据导线、地线的特性,结合各分段海拔高度,得到任意分段处导线、地线与地面的实际相对位置;最后以电气几何模型为基础,计算各分段及各杆塔的绕击闪络率。以具体线路为例,对该方法进行了验证,并分析了地面倾角对最大绕击雷电流的影响以及地形对档距方向绕击闪络率的影响。 为分析雷电参数特征对输电线路绕击性能的影响,本文给出了一种划分输电线路走廊统计区域的方法,即输电走廊方向为一个档距长度,垂直于输电走廊方向及到档距两端杆塔为一定距离(该距离大于雷电定位系统精度)。根据雷电定位系统1999-2008年的数据,利用地理信息系统软件对惠州地区和能博线的落雷次数、雷暴日、雷电流幅值概率密度、雷电流累积概率等雷电参数进行分析,在此基础上分析了雷电活动特征对绕击性能的影响。 以能博线为例,计算实际地形与雷电参数下输电线路杆塔的绕击闪络率,找出了该线的易击区段;遭受过雷击的杆塔处于易击区间,验证了上述方法的有效性和科学性,为输电线路差异化防雷提供了理论基础。


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