高 康

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司）

0 引言

我國的電能生產(chǎn)和利用存在著明顯的不平衡，具體而言，東部地區(qū)的電能生產(chǎn)量要明顯低于西部地區(qū)，但是用電需求卻高于西部，為了實現(xiàn)生產(chǎn)和使用的平衡，利用超特高壓輸電線路進(jìn)行剩余電能的大規(guī)模輸送，可以實現(xiàn)資源的合理調(diào)配，進(jìn)而為我國經(jīng)濟的發(fā)展提供強有力的保障。超特高壓輸電線路大都處在野外，這樣的環(huán)境使其在具體運行時容易受到雷電的影響發(fā)生運輸中斷，所以為了保證線路的利用持續(xù)性，對線路做雷電繞擊防護性能的提升十分必要。基于此，研究超特高壓輸電線路的雷電繞擊防護性能并對具體的防護措施進(jìn)行探討現(xiàn)實意義突出。

1 超特高壓輸電線路中繞擊耐雷的常見方法計算模型

超特高壓輸電線路大部分都處于野外，在這樣的自然條件下，其受到雷電威脅的概率比較高。對輸電線路進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其自身具有一定的繞擊耐雷特性，這種特性為線路規(guī)避雷電威脅產(chǎn)生了巨大的作用。就目前的具體分析來看，不同的線路其具備的繞擊耐雷特性不同，所以從線路安全的角度考慮，對線路繞擊耐雷的特性進(jìn)行分析，可以為其保護措施利用提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。

1.1 規(guī)程法

規(guī)程法是目前社會實踐中利用比較廣泛的一種進(jìn)行超特高壓輸電線路繞擊耐雷特性計算的方法。從目前的分析來看，要利用此種方法進(jìn)行繞擊耐雷特性的計算，需要保證一個前提，即雷電繞過避雷線直擊導(dǎo)線的概率和避雷線對邊導(dǎo)線的保護角，塔桿高度以及線路經(jīng)過的地形地貌和地質(zhì)條件有相關(guān)性。就現(xiàn)階段規(guī)程法的具體利用來看，其主要利用平原和山區(qū)地貌進(jìn)行基本的區(qū)分，而在具體的計算中，規(guī)程法的計算方法是在多年的實際經(jīng)驗中總結(jié)的，所以說其在一定程度上具有方便可利用性。就目前的相關(guān)資料研究顯示，規(guī)程法雖然能夠?qū)€路雷電繞擊特性進(jìn)行分析，但是其也存在著較大的缺陷，比如在面對比較強的高壓傳輸時，僅利用平原和山區(qū)兩種地形劃分方法，具體的性能計算會出現(xiàn)較大的漏洞。

1.2 行波法

行波法是目前在超特高壓輸電線路的雷電繞擊特性分析中比較常用的計算和研究方法。從行波法的具體利用來看，其將塔桿的各個段視為線段，并將這些線段作為分布的一項參數(shù)。對分布的線段進(jìn)行集中便可成為集中的參數(shù)模型。當(dāng)集中參數(shù)模型構(gòu)建完成后利用集中參數(shù)電路的節(jié)點分析方法可以對桿塔各個節(jié)點的電壓進(jìn)行計算。分析計算結(jié)果可以獲得絕緣子串的電位差以及其隨時間變化的基本過程信息，將這些信息和伏秒特進(jìn)行比較，絕緣子串是否存在閃絡(luò)的情況可以有更好的判斷。行波法的計算過程對雷電波在桿塔上的傳播進(jìn)行了反映，反射波的桿塔各個節(jié)點的電位影響，行波法的計算過程也能夠反映。從行波法的具體利用來看，其科學(xué)性的重要工作是塔桿阻抗的正確選擇，如果沒能選擇準(zhǔn)確，此種方法的利用便會產(chǎn)生較大的誤差。

1.3 故障樹法

故障樹法也是現(xiàn)階段進(jìn)行超高壓輸電線路雷電繞擊特性和耐雷性計算的一種普遍性方法，從方法的具體分析來看，其囊括了送電線路雷擊跳閘這個故障命題當(dāng)中的基本事件、自然事件、控制事件以及必然事件等所有可能性的因果關(guān)系。從方法使用的實踐分析來看，其在定性問題的解決中效果是顯而易見的，再者，因為此種方法考慮的因素比較全面，所以其具體的利用實效較為突出。但是需要注意一點，此種方法在具體的利用中不能進(jìn)行定量的計算，所以無論是在哪種情況下，其對線路跳閘的問題只能以定性問題來解決。

1.4 擊距系數(shù)計算模型

擊距系數(shù)計算模型在超特高壓輸電線路的雷電繞擊特性和耐雷性計算中也有著比較顯著的應(yīng)用，而從具體的分析來看，此種方法的利用，其基礎(chǔ)是電磁場。在上述四種方法和模型利用中，很少對雷電放電的分散性進(jìn)行考慮，對其整體的研究更是少之又少，這方面的缺陷導(dǎo)致了具體分析上的不足，而擊距系數(shù)計算模型能夠有效彌補上述缺陷。從模型的具體利用來看，當(dāng)避雷線和導(dǎo)線感應(yīng)電勢達(dá)到上行先導(dǎo)起始電勢的時候，模型表面會出現(xiàn)迎面上的先導(dǎo)。從實踐分析來看，雷擊點取決于上行先導(dǎo)和下行先導(dǎo)的傳播和最后的躍變過程，所以最先達(dá)到下行先導(dǎo)且最后躍變?yōu)樯闲邢葘?dǎo)比較容易成為雷擊點。通過這樣的分析，最終得出塔桿的高度以及雷電電流的幅值與先導(dǎo)對導(dǎo)線，避雷線的擊距成正比。從目前的模型利用可知，此模型因為還不夠完善所以存在不少的缺漏，但是不能否認(rèn)其價值。隨著研究的深入，此模型必然會有進(jìn)一步的完善和發(fā)展。

2 關(guān)于超特高輸電線路雷電繞擊防護性能影響因素的分析和建議

從上文的分析可知超特高壓輸電線路雷電繞擊防護性是由因素影響的，認(rèn)識并了解影響因素對于防護性能的強化具有重要的意義。從目前的輸電線路分析來看，其屏蔽系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，分別是地線，塔桿和大地，輸電線路發(fā)生繞擊跳閘，可以看作是屏蔽系統(tǒng)的作用發(fā)揮不完善引起的。針對這樣的情況，對屏蔽系統(tǒng)的能力進(jìn)行加強十分必要。

從目前的實踐研究來看，屏蔽系統(tǒng)的具體加強需要根據(jù)相應(yīng)評估系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和模型進(jìn)行分析，在具體的分析中發(fā)現(xiàn)影響輸電線路雷電繞擊防護性能的主要因素比較多，典型的是塔桿的接地電阻，雷電流的幅值以及輸電線路的特征參數(shù)等?；谝陨弦蛩?，要強化超特高壓輸電線路雷電繞擊防護性能，需要從三方面采取措施：

第一是在線路架設(shè)的時候做好區(qū)域?qū)嵺`的調(diào)查。因為從上文的分析來看，區(qū)域地形和地貌會影響到輸電線路屏蔽系統(tǒng)的作用發(fā)揮，所以在地形地貌清楚認(rèn)知的基礎(chǔ)上，對具體的塔桿高度以及接地電阻等進(jìn)行針對實踐的分析和利用，這樣，屏蔽系統(tǒng)的作用發(fā)揮會更加突出，輸電線路的雷電繞擊防護性能也會更加突出，其在雷電天氣狀況下的安全性會得到顯著加強。

第二，要做好計算。輸電線路的接地電阻，其能夠承受的雷電流的幅值等都在一定的范圍內(nèi)，如果超出了范圍，線路的安全性必然會受到影響?；谶@樣的考慮，通過模型設(shè)計確定計算公式，對相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值做科學(xué)性的計算，并在計算的基礎(chǔ)上完善設(shè)計，保證設(shè)計的全面性、細(xì)節(jié)性。整個輸電線路的雷電繞擊防護性能，因為設(shè)計有計算做基礎(chǔ)，所以其性能優(yōu)化的目標(biāo)可以全面實現(xiàn)。

第三，對超特高壓輸電線路雷電繞擊防護性能的各項參數(shù)做明確和完善。從上文的分析來看，雷電繞擊防護性能的影響因素是多方面的，各項參數(shù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性對其的影響十分顯著，計算各項參數(shù)所需要維持的基本范圍，然后在設(shè)計的時候正視參數(shù)的影響，一方面保證參數(shù)的項目完善性，另一方面保證參數(shù)的值域規(guī)范性，參數(shù)合理性得到保證，具體的線路雷電繞擊防護性能也能得到強化。總之，將塔桿高度做合理設(shè)計，對地線的標(biāo)準(zhǔn)做詳細(xì)的規(guī)劃，屏蔽系統(tǒng)會更加符合區(qū)域的要求，這樣輸電線路的雷電繞擊防護性能會有明顯的加強。

3 結(jié)束語

綜上所述，雷電會對輸電線路產(chǎn)生較大的破壞，雷電繞擊更是會讓預(yù)備的防雷設(shè)施形同虛設(shè)，所以在具體的輸電線路防雷工作實踐中，要對線路本身的雷電繞擊防護特性進(jìn)行分析，這樣可以清楚地發(fā)現(xiàn)顯露的防雷性能，在性能基礎(chǔ)上對具體的防雷措施做布置，整個線路的防雷效果會有明顯的提高，這對于線路安全具有十分重大的現(xiàn)實意義。

[1] 劉寧, 芮建濤. 超/特高壓輸電線路雷電繞擊防護性能分析[J]. 北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報: 社會科學(xué)版, 2012, 29(1).

[2] 熊萬亮. 超/特高壓輸電走廊雷電繞擊特征及電磁耦合特性研究[D]. 西安: 西南交通大學(xué), 2013.

[3] 朱軍. 超/特高壓交/直流輸電線路共用走廊的電磁特性及其優(yōu)化布局研究[D]. 西安: 西南交通大學(xué), 2015.

[4] 白鋒, 陸家榆, 林珊珊, 等. 特高壓交直流輸電線路同走廊正常運行時對鄰近埋地油氣管道的電磁影響分析[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2016, 40(11): 3609-3614.

[5] 石超群, 朱軍, 吳靜文, 等. 共走廊架設(shè)超/特高壓輸電線路電場分布及走廊優(yōu)化研究[J]. 四川電力技術(shù),2013(4): 1-5.

[6] 朱軍, 吳廣寧, 石超群, 等. 交、直流共用超/特高壓輸電走廊下地面工頻電場及最優(yōu)相序排列方式分析[J]. 高電壓技術(shù), 2014, 40(9): 2797-2805.