簡介
輸電線路量多線長,所經地形複雜多樣,容易遭受雷擊,通常採用降低桿塔接地電阻、提高線路絕緣水平、架設避雷線、減小保護角等方法來降低雷害事故。然而在雷電活動強烈或土壤電阻率高、降低接地電阻有困難的山區線路,防雷效果卻不理想 。
EGM模型
EGM模型原理為:由雷雲向地面發展的先導放電通道頭部到達被擊物體的臨界擊穿距離——擊距以前,擊中點是不確定的,先到達哪個物體的擊距之內,即向該物體放電。擊距僅同雷電流幅值有關,先導對大地、避雷線、導線的擊距相等。根據以上理論,輸電線路周圍的空間被劃分為3個區域:雷擊避雷線區,雷繞擊導線區;雷擊地面區。EGM也存在一些不足,即:未考慮線路在山區有傾角坡地的情況,即複雜地形對模型的影響,未考慮複雜氣象條件下低矮雲層對線路放電,導致非垂直均勻落雷可能,即雷電流入射角對雷擊大地、避雷線、導線時的差別,為此須作改進分析。
雷電入射角對繞擊率的影響
雷電入射傾角對繞擊率的影響較大,當雷電先導入射角增大時,繞擊率相應增大,在雷電入射傾角= 90時可達到是垂直落雷的4-6倍,已遠遠大於規程給出值了,在複雜地形的山區更不應忽視,當地面傾角為60°,先導傾角90°時,繞擊率為15. 23%。也正是某些山區線路雷害嚴重的主要原因。從EGM模型也可看出,雷電先導入射角增大相當於原來線路的保護角相對增大,幾何模型繞擊區域隨之改變,繞擊率增大,使避雷線的禁止部分失效。這些分析與實際運行經驗相吻合,從另一側面解釋了在高海拔多雷地區,繞擊率總是大於規程值。同時基於山區雷電先導以某一傾斜角向線路放電的問題也是山區多雷地區雷害嚴重的一個重要因素 。
地面傾角對繞擊率的影響
地面傾角對繞擊率的影響也很大。坡度=60°時的繞擊率通常是45°時的5倍以上,在雷電入射角為45°時,更高達9倍,而且隨地面傾角增大,雷電流入射傾角對繞擊率的影響加大,因此地面傾角的影響更應重視。同時從電氣幾何模型分析可以看出,當線路沿著斜山坡平行走向時,與平原地區比較在山坡外側,拋物線的位置會隨著斜坡向下移動,繞擊區增大,使繞擊數增加很多。而對山坡內側,由於拋物線的位置向上移動,會使繞擊數大為減少,這也進一步解釋了山區輸電線路外側比內側更易發生繞擊。
總結
山區輸電線路避雷線的幾何位置不恰當時,尤其在高山多雷地區,因輸電線路和雲層處在同一高度的可能性加大,存在雷電先導非垂直向輸電線路放電,導線將得不到有效的保護,將對線路的安全運行造成威脅 。