输电线路防雷计算中绝缘子串闪络判据研究

摘要

雷电是自然界中常见的一种宏观的放电现象，雷击是造成输电线路故障的重要原因之一，随着电力系统电压等级的提高，由雷电反击引起的事故不可忽略。当雷击输电线路杆塔时，雷电波在被击杆塔、避雷线以及临近杆塔的折、反射作用下使得绝缘子串上两段的电压与标准雷电波不同，特别随着输电线路电压等级的不断提高、架空输电线路的几何尺寸不断增加，雷电波的折、反射过程不可忽略。在雷电冲击下，绝缘子串沿最短空气间隙发生闪络，绝缘子串在非标准雷电波下的闪络特性不同于标准波下的闪络特性，此时，在输电线路防雷计算中，不可机械套用现有的绝缘子串闪络判据。本文针对超/特高压输电线路，通过分析、比较现有绝缘子串闪络判据，利用长空气间隙的物理放电机理研究和实验数据，在CIGRE推荐绝缘闪络判据基础上建立一种能用于输电线路防雷计算中超/特高压输电线路的绝缘子串闪络判据。
　　 本文分析了绝缘子串闪络机理，结合CIGRE推荐绝缘闪络判据，建立本文的绝缘子串闪络模型：在CIGRE推荐闪络判据基础上考虑流注起始、先导发展过程，并引入连续先导起始以及最终跃变过程。CIGRE推荐绝缘闪络判据是通过计算流注发展时间和先导的发展时间来判断绝缘闪络，本文模型通过对连续先导的发展长度仿真来判断绝缘的击穿问题。分别在同一间隙长度不同波形和同一波形不同间隙长度情况对本文模型校验，并应用本文模型对500kV和1000kV线路典型绝缘子串的闪络进行仿真分析，给出适用于500kV和1000kV线路典型绝缘子串串长的闪络判据仿真参数。
　　 最后，利用MODELS语言将本文建立的绝缘子串闪络模型与EMTP程序结合，将绝缘闪络判据模型用于输电线路防雷计算，研究本文的绝缘子串闪络判据对1000kV特高压淮南～上海输变电工程同塔双回输电线路的反击耐雷水平的影响。采用本文建立的绝缘子串闪络判据得到的输电线路平均反击耐雷水平比相交法的高20%。