绕击

交直流多回混架输电铁塔极大的压缩了线路走廊，是应对当今走廊日益紧缺的一种有效举措，但共架后铁塔高度增加、排布方式多变又导致了其耐雷水平异于常规直流线路或交流线路，本文兼顾塔型设计、使用环境、绝缘配置等方面需求，围绕八种典型的交直流混架塔型，利用行波法和电气几何模型法分析了反击跳闸率、绕击跳闸率以及综合耐雷水平,并与单独架设的500kV交流、±500kV直流线路的耐雷水平进行比较，研究表明所述±500kV/500kV交直流混架塔的耐雷 性能主要由交流线路决定，在平原地区所有塔型基本都能满足相关规程规范的防雷要求。

本成果属电气工程领域输电线路防雷综合技术，项目立足电网输电线路防雷重大需求，从自然雷电的综合观测、人工引雷试验、雷电冲击试验出发，重点对输电线路雷击暂态特性在线检测技术、雷电绕击防护技术、雷电反击防护技术等进行深入研究，通过开发集成化防雷分析系统、编制防雷系列标准规范、制定防雷综合策略等，实现雷电防护新理论和新技术在输电线路中的得到有效实用，近年来推动南方电网输电线路雷击跳闸率稳步下降，为电网安全稳定发挥了重要作用。 通过项目实施有效改善了南方电网防雷技术工作，推动线路雷击跳闸次数的明显降低，由2013年的2176次降低至2018年的1549次（降低近30%），同时也有效推动近年来全网220kV及以上同塔双回线路雷击同跳次数由43次降低至24次（降低近45%），大幅提升了线路安全可靠性。 项目研究成果多次应用于南网系统内重大雷击事件，推动了全网雷击事故事件率的有效降低，2013年和2014年雷击引起的四级及以上事件为80次和38次，到2017年和2018年降低至17次和6次，事故事件概率降低了近80%，大幅提升了电网安全稳定性。 项目成果对南网防雷设计、防雷改造、防雷运行维护及设备选型和管控起到了良好的指导作用，提高了我国在雷电基础领域的研究水平及电网雷电监测与防护水平，提升南方电网在防雷设施检测方面的技术实力，有效降低了输电线路雷击跳闸率和事故事件概率，减少了雷击强迫停运造成的设备损害及其它经济损失、提升了防雷资金的利用效率。本项目已取得授权专利31项，发表论文28项，软件著作权5项，发布企业标准3项。

输电线路防雷一直是国内外研究的重点，输电线路雷害风险与线路走廊的雷电活动紧密相关，与此同时，在各个地区由于输电线路具体结构参数以及线路走廊地形地貌的差异对输电线路防雷性能的影响同样不可忽视，如何在设计阶段即能较为可靠的评估选定线路的耐雷水平和雷击跳闸率，以及如何在不增加投资的情况下合理利用地形和采用适当塔型有效地降低线路雷击跳闸率，这是所有设计人员需要解决的问题。为准确评估输电线路的综合耐雷性能与及时发现线路防雷薄弱环节，本项目对架空输电线路绕击、反击耐雷性能计算方法进行了深入的理论研究，并分析了不同因素对输电线路绕击耐雷性能的影响。本项目拟通过搭建电磁暂态仿真平台计算各种杆塔型式、导线排布方式、不同运行电压、不同接地电阻下的输电线路反击和绕击耐雷水平，分析保护角、接地电阻等对耐雷性能的影响。再考虑三维空间内导、地线相对于地面的高度变化以及输电线路走廊复杂地形的影响，以单个档距线路为研究对象，通过求取导线暴露面的水平投影面积来直接计算出单个档距输电线路的绕击跳闸次数。最后将编制的所有模块拼装，组成完整的输电线路雷击跳闸率计算软件。

线路避雷器是最行之有效的线路防雷措施，将线路避雷器应用到线路雷电活动强烈或土壤电阻率高、降低接地电阻有困难及易受雷电绕击的地形线段，能降低线路雷击跳闸率，较大地提高线路防雷可靠性。鉴于早期线路避雷器使用中存在参数选择不合理、检验检测方法不统一、应用不规范从而影响应用效果的问题，结合我国情况制定了电力行业标准 DL/T 815《交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器》，并随着电压等级提高，陆续制定了线路避雷器系列标准。线路避雷器涉及的诸多核心技术问题有别于变电站用避雷器。首先，线路避雷器的性能要求要满足线路的绝缘配合要求，串联间隙的距离确定原则需考虑最大距离、最小距离及安装要求；其次，线路避雷器的试验方法中需考虑雷电冲击伏秒特性和高杆塔的微风振动特性；最后，需规范线路避雷器的差异化配置原则，提出适用的运行维护要求。 本系列标准提出了电压等级覆盖 10kV～1000kV 的全系列交流线路避雷器参数，提出了带串联间隙线路避雷器间隙距离的确定原则，提出了考虑雷电冲击伏秒特性和高杆塔微风振动特性的线路避雷器试验方法，提出了绝缘子支撑间隙线路避雷器技术要求及试验方法，确定了线路避雷器配置原则，规范了线路避雷器的差异化使用，提出了适用的运行维护要求，完善了 10kV～1000kV 线路避雷器的结构设计和参数选择等一系列关键技术的研究，完善了线路避雷器的使用条件、技术要求、试验方法、检验规则、差异化应用等，建立了适用于我国的可覆盖 10kV～1000kV线路避雷器产品设计、试验检验、设备选用全过程的交流线路避雷器标准体系。 本系列标准是国内三大线路避雷器权威检测机构的主要采用标准，是国家电网、南方电网等线路避雷器物资招标采购规范的主要参考标准。依托标准提出的选用原则、技术参数和试验方法，国家电网公司、南方电网公司已完成 10kV～1000kV 全系列交流线路避雷器的挂网使用，总量超过 100 万台。依托本系列标准开展的避雷器产品设计、试验检验、设备选用等工作，已全面支撑了我国输配电工程的防雷设计、建设及运行，为提高我国输配电线路工程雷电防护水平、节省工程投资、实现工程设计规范合理，发挥了重要的支撑和指导作用，提高了线路雷电防护水平和供电可靠性，提升了我国电力行业的技术竞争力，产生的间接经济效益超过数十亿元，体现了本系列标准良好的技术适用性。

本文采用ATP-EMTP软件仿真计算了某220kV变电站雷击进线段引起的变电站设备过电压值与最大电流值。考虑反击与绕击两种情况，分别研究了雷击点、雷电流幅值和线路绝缘水平对雷电侵入波特性的影响。此外，对变电站防雷保护措施进行了探讨，其研究结果可给220kV变电站及其进线段防雷保护设计提供参考。