架空线路感应雷过电压的计算方法.pdfVIP

架空线路感应雷过电压的计算方法 1 1 1 陆小花 ，潘文霞 ，范永威 1 河海大学电气工程学院，江苏南京 (210098) E-mail：zhangy@ 摘 要：本文分析研究了目前常见的计算雷击导线附近大地时架空线路感应雷过电压的三种 方法，并通过仿真分析表明大地电导率对架空线路感应雷过电压有一定的影响。 关键词：感应雷 过电压 模型 仿真 1．引言 架空线路感应雷过电压的计算是电力线路绝缘设计、采取防雷保护措施的基础计算。有 研究表明：6kV 或 10kV 的架空线路由雷击引起线路闪络或故障的主要因素不是直击雷过电 压而是感应雷过电压，感应过电压导致的故障比率超过 90%[5] 。因此，架空线路的感应雷过 电压计算具有重要意义。 国内外的许多专家学者先后提出了多种计算雷击导线附近大地时架空线上产生的感应 过电压的方法[2][4] 。计算雷击导线附近大地时架空线路上产生的感应过电压最重要的是建立 两种模型：雷击通道模型和雷击产生的电磁场对架空线的耦合模型。由于采用不同的雷击通 道模型和场线耦合模型，以及计算雷电感应过电压的过程中所做的不同假设，因而计算雷电 感应过电压的方法也不同。本文分析研究了三种典型的计算感应雷过电压的方法，并对这三 种方法进行了相应的分析。 2．规程法 防雷规程建议[2]，当雷击点与线路的水平距离S 大于 65m 时，可按下式计算雷击线路 附近大地时导线上产生的感应雷过电压幅值Ui 为： I ⋅h Ui 25 c （kV ） （1） S 其中：I 为雷电流幅值（一般不超过 100 kA）；hc 为导线悬挂的平均高度，m 。 式（1）只是粗略地考虑了雷电流幅值、线路高度等因素对雷电感应过电压的影响。 3 ．Chowduri-Gross模型 计算感应雷过电压时，为了使计算不过于复杂且又能基本反映感应雷过电压的值，做 了如下假设[4] : （1）雷击垂直于大地； （2）雷电流以恒定的回击速度向上传播； （3）只考虑雷电回击过程中产生的电磁场； （4 ）雷电流的波形为直角波； （5）架空线是理想导线，无损耗，且大地为良导体。 1 计算时所采用的坐标系为空间直角。将地面作为xy 平面，雷击地面时的落雷点作为坐 标系的原点，主放电通道的中心线为z 轴，设导线与原点的水平距离为y 0 ，m；导线离地面 的高度为h ，m 且导线沿 轴方向。如图 1 所示为计算用的 Chowdhuri-Gross 感应过电压耦 x 合电路模型: ∂I I + dx L I L ∂x L C C ∂V V V + dx