架空输电线路雷击模型及防雷应用.docx

架空输电线路雷击模型及防雷应用
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要：在架空输电线路的雷击处理方面，由于雷电情况出现的未知性、不稳定性和复杂性，使得对于线路的维修和防护方面产生较大的困难。因此，本文将在对雷电现象的分析基础上，对架空输电线路的防雷措施进行全面分析，并通过建立架空输电线路雷击模型进行验证。
关键词：架空输电线路 雷击模型 防雷应用
1 架空输电线路雷击情况概述
架空输电线路作为我国重要的配电线路，在电能的传输和对用户电能的分配方面具有重要作用。由于中压等级的配电网络数量巨大，通常情况下不会全线架设避雷线，因而在线路运行中其遭受雷击的几率较高，尤其是在山区和多雷区的复杂地形区域。在输电线路雷击放电以及雷电压、雷电流形成原理的基础上，对架空输电线路的防雷措施进行全面分析，并通过建立架空输电线路雷击事故模型进行验证。
架空输电线路雷击放电原理分析
一般情况下，人们认为当雷云中的电荷受到热气流影响时，当遇到稀薄的空气时就会发生即时性的冷凝变化，进而形成放电过程，也就是我们所说的放电原理[1]。除此之外，雷云与雷云、雷云与地点之间也能形成放电现象。
雷电参数
在研究雷击情况时，必须要对雷电参数有所了解，这是工程设计和电压计算的首要前提。雷电参数有雷电流特性、雷暴日、地面落雷密度三个方面，其中雷电流特性本身又分为波头、波长、幅值三个重要参数。雷暴日参数是指在多年数据的统计下，根据雷暴日出现的雷暴小时和雷暴天数而进行定义并用来判断所处区域少雷、多雷的有效依据。雷暴日的分布情况和不同的地理位置有关[2]。在陆地、山区、气候条件炎热潮湿的地区发生雷击情况的几率较大，在海洋、平原发生雷击情况的几率相对较少。雷暴日的定义为在一定的时间内（一个小时或者24小时）之内，出现雷声，就可以将其定义为雷暴小时和雷暴日，雷暴日雷击压力的大小是雷暴小时的三倍。从全球各地区的雷暴日统计图来看，雷电活动最活跃的地区为赤道，平均活跃时间为100到150日，最长活跃期可超过300日。其判断标准为雷暴日大则是多雷区，雷暴日小则是少雷区。地面落雷密度参数与落雷密度γ的大小和年平均雷暴日数Td密切相关。一般将其认定为正相关关系[3]。因为，落雷密度γ指的是雷暴日每平方公里的落雷
数目，其中由于国家标准的不同，各国对雷暴日密度的取值也不同。DL/T620-1997[13]推荐取γ=0。07次/（）。在雷暴日数等于40的地区，每年受到雷击的次数为NL=（b+4h），其中，b是指两避雷针之间的间距，H是指避雷线的平均高度。
2 架空输电线路的防雷措施应用
中压等级输电线路与其他架空线路相比最容易受到雷击，使电路跳闸事故发生次数频繁，对人们的经济生活产生了重要影响。为了提高电力系统输电线路的安全稳定运行，可采用多种防雷措施来降低架空线路雷击损害程度。
对输电线路路径进行合理选择
大量的实践经验表明，输电线路遭受雷击的部位往往集中在某些区域地段，相关人员称其为“易击区”[4]。这这些区域对线路加以重点保护，或者绕开易击区建设架空线路，能够有效降低雷击频率。一般情况下，易击区主要集中在以下几个地段：一是地下水位较高或地下存在导电性矿产资源的地面；二