[发明专利]500kV输电线路避雷器布置法

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电线路的避雷器布置方法，具体为一种500kV输电线路避雷器布置法。

背景技术

国内外高压线路的运行经验表明，杆塔高度小于50m、接地电阻小于                                                的输电线路，其反击的可能性很小，雷击跳闸主要是由绕击引起的。对于500kV的线路来说，由于其绝缘水平很高，反击耐雷水平也很高，主要的威胁为绕击。

目前，我国绕击跳闸率一般采用规程法计算，主要基于一些经验公式。这些经验公式来源于较低电压等级、较低杆塔和较大保护角线路，地面倾角只以平原和山地进行区分，未充分考虑输电线路所处地形。一些跨越深谷的线路，由于导线离地面距离很大，地面对导线的屏蔽作用大大减小，往往发生现有规程法和电气几何模型无法解释的绕击事故。电气几何模型法（EGM）是将雷电的放电特征与线路的结构尺寸联系起来的一种几何计算模型。2006年6月第42卷第三期《高压电器》中的《改进电气几何模型对输电线路绕击率的计算及典型故障分析》公开了一种改进的电气几何模型的计算方法。利用电气几何模型法（EGM）可以计算出易击段、遭过雷击杆塔等的绕击率和绕击跳闸率。

复合绝缘交流串联间隙避雷器用于输电线路防雷后，由于避雷器仅能保护本基杆塔的绝缘子，避雷器的安装数量一直存在争议。有的方案是在可能遭受雷击的杆塔两侧加装避雷器，有的方案是将接地电阻较大、土壤电阻率较高的杆塔加装避雷器，有的方案是主张全线加装避雷器。但是缺乏一种有可靠理论依据的并且实际应用中高效、合理、经济的避雷器布置方法。

发明内容

本发明为了解决缺乏一种有可靠理论依据的并且实际应用中高效、合理、经济的避雷器布置方法，提供了一种500kV输电线路避雷器布置法。

本发明是采用如下技术方案实现的：500kV输电线路避雷器布置法，包括如下步骤，

（1）确定输电线路的易击段和雷击跳闸原因；具体为利用绕击雷害分布图以及历年雷击事故统计分析，将所处三、四级雷害等级的区段确定为易击段，即待计算区段；

（2）利用电气几何模型法（EGM）计算待计算区段的普通杆塔和跨山谷输电线处杆塔的绕击率；具体为利用现有的电气几何模型法（EGM）的计算方法编制计算程序，程序由两部分组成，第一部分为普通杆塔处的绕击率的计算程序，通过输入雷电流、避雷线对地高度、导线对地高度、避雷线间距、保护角和地面倾角数据计算出杆塔处的绕击率，第二部分为跨山谷输电线处杆塔的绕击率计算程序，通过输入雷电流、高山头避雷线对地高度、矮山头避雷线对地高度、高山头导线对地高度、矮山头导线对地高度、避雷线间距、高山头海拔高度、矮山头海拔高度和导线中点处地面倾角数据计算出跨山谷输电线处杆塔的绕击率；

（3）测量采集各普通杆塔处和跨山谷输电线处杆塔所需数据，输入步骤（2）所述计算程序，计算出各普通杆塔处和跨山谷输电线处杆塔的绕击率，列表记录后，筛选出绕击率大于0.03的杆塔确定为安装避雷器的杆塔。

普通杆塔与跨山谷输电线处杆塔的区别在于，跨山谷输电线处杆塔其输电线是横跨山谷的。传统的绕击率和绕击跳闸率计算方法并没有考虑雷电绕击导线的过程及雷电流大小和地面倾角等因素对避雷线屏蔽效果的影响，因此往往不能反映雷电绕击导线的具体特征，电气几何模型法（EGM）——至少可以利用建立在击距概念基础上的改进电气几何模型对输电线路绕击率进行计算，较全面地反映了输电线路的结构及地貌对绕击的影响。将绕击率大于0.03的杆塔确定为装避雷器的杆塔，这种选择即保证了尽可能避免雷害的影响，同时兼顾了效率和经济性。

本发明的有益效果如下：利用雷害分布图确定待计算区段、利用电气几何模型法（EGM）计算区段的普通杆塔和跨山谷输电线处杆塔的绕击率并选出绕击率大于0.03的杆塔确定为装避雷器的杆塔。本发明通过分析雷害分布图缩小了计算区段的范围，把计算重点确定在三、四级雷害等级的区段，采用了先进合理的计算方法并区分不同条件的普通杆塔和跨山谷输电线处杆塔的绕击率，在前两步的理论支撑下，经过大量实验确定了安装避雷器的杆塔，兼顾了效率和经济性，为避雷器的布置提供了一种很好的理论结合实践的选择方法。按照本发明所述方法在华北电网神保二线具体实验过程中，华北电网神保二线全线一年内没有出现绕击现象。

附图说明

图1为2003~2011年华北地区绕击雷害分布图，图中红色和橙色区域为三级和四级雷害区域。

具体实施方式