CN104009441B - 一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，包括：首先根据输电线路电压等级、导线高度、截面、分裂数及绝缘子串绝缘水平，计算出雷电绕击导线的最小绕击电流；进一步利用EGM电气几何模型法，计算出雷电对第一座铁塔上的单避雷线、导线、大地的击距；利用计算出的数值与第一座铁塔上单避雷线安装位置，再次利用EGM电气几何模型法，计算出第一座铁塔上的单避雷线屏蔽弧和导线暴露弧的第一交点坐标；根据第一交点坐标，以对称的形式确定同走廊架设的第二座铁塔位置。本发明在同走廊架设输电线路中，可以提高防雷效果，减少同走廊两座铁塔内侧两根避雷线，大大节约材料与投资，为输电线路的设计提供参考依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力输送铁塔架设线路防雷方法，尤其是涉及一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，属于电力输送领域。
背景技术
电力系统输电线路距离长，跨度大，受雷击的几率高，雷击事件时有发生。输电线路遭受的雷击分为绕击和反击，反击主要表现雷击铁塔顶部或避雷线引起塔顶电位升高，绕击主要是雷电绕过避雷线击中导线或雷电击中地面后在导线中产生感应雷电流。因此，对220kV及以上的输电线路，应全线架设避雷线。
对反击来说，在铁塔高度、绝缘子串长度、接地电阻确定的情况下，采用单避雷线虽然对雷电流的分流作用减小，导线上的耦合电压减小，感应电压增大，会增大反击跳闸率。
对绕击来说，采用单避雷线，对导线的保护角会增大，根据EGM电气几何模型方法得知，会增加导线的暴露弧，从而大幅增加绕击跳闸率。
目前单避雷线方案的塔，国内已有应用。陕西省330kV同塔双回路安南线、湖南省220 kV枫河线均为单避雷线线路，但这些线路为单条架设，并没有其他平行线路，因此，雷击跳闸率较高。在同走廊架设输电线路情况下，考虑相邻线路相互间的屏蔽作用，进行单避雷线设计的方法，目前电力领域还未发现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，该方法不仅可以提高防雷效果，还可以减少同走廊两座铁塔内侧两根避雷线，大大节约材料与投资，为输电线路的设计提供参考依据。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先根据输电线路电压等级、导线高度、截面、分裂数及绝缘子串绝缘水平，计算出雷电绕击导线的最小绕击电流；（2）根据最小绕击电流，利用EGM电气几何模型法，计算出雷电对第一座铁塔上的单避雷线、导线、大地的击距；（3）由雷电对第一座铁塔上的第一条单避雷线、同走廊内侧导线、大地的击距与第一座铁塔上第一条单避雷线安装位置，再次利用EGM电气几何模型法，计算出第一座铁塔上的第一条单避雷线屏蔽弧和第一座铁塔同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧的第一交点坐标；（4）根据得出的第一交点坐标，以对称的形式确定同走廊架设的第二座铁塔位置。
其中，根据最小绕击电流计算出雷电对第二座铁塔上的第二条单避雷线的击距，第二座铁塔同走廊内侧导线的击距、大地的击距及第二座铁塔上第二条单避雷线安装位置，再次利用EGM电气几何模型法，计算出第二座铁塔上的第二条单避雷线屏蔽弧和第二座铁塔同走廊内侧架设的第二条导线暴露弧的第二交点坐标，第二交点坐标与第一座铁塔上的第一条单避雷线屏蔽弧和第一座铁塔同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧的第一交点坐标重合；
进一步，所述的第一座铁塔上的第一条单避雷线安装在塔头的中间或两侧位置；所述的第一座铁塔与第二座铁塔到第一交点坐标与第二交点坐标重合点的水平距离之和为第一座铁塔与第二座铁塔的最大平行间距。
其中，所述的单避雷线屏蔽弧和导线暴露弧分别是以单避雷线和导线为中心，以雷电对单避雷线和导线的击距为半径形成的圆弧。
本发明的有益效果为：
在小于两座铁塔最大平行间距位置，靠近同走廊两座铁塔内侧的导线暴露弧可以被相互间的两座铁塔上的单避雷线屏蔽弧屏蔽掉，在这种情况下，导线暴露弧减少一半，雷电击中导线产生的绕击跳闸率相应降低一半，有效提高防雷效果；同时，可以减少同走廊两座铁塔内侧两根避雷线，大大节约材料与投资，为输电线路的设计提供参考依据。
附图说明
图1为本发明的防雷效果示意图；
图2为本发明中雷电对第一座铁塔上的第一条单避雷线、导线、大地的击距而形成的屏蔽弧与暴露弧示意图；
图3为本发明的塔头上单避雷线安装位置示意图。
图中主要附图标记含义如下：
1、第一座铁塔 2、第二座铁塔 3、大地 4、第一条单避雷线
5、第二条单避雷线 6、第一座铁塔同走廊内侧导线
7、第二座铁塔同走廊内侧导线 8、塔头 9、第一条单避雷线屏蔽弧
10、第一条导线暴露弧 11、第二条单避雷线屏蔽弧 12、第二条导线暴露弧 13、第一交点坐标 14、第二交点坐标 15、避雷线安装位置
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。
图1为本发明的防雷效果示意图；图2为本发明中雷电对第一座铁塔上的第一条单避雷线、导线、大地的击距及所形成的暴露弧示意图；
如图1、图2所示：一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，包括以下步骤：
首先根据输电线路电压等级、导线高度、截面、分裂数及绝缘子串绝缘水平，计算出雷电绕击导线的最小绕击电流；然后根据最小绕击电流，利用EGM电气几何模型法，计算出雷电对第一座铁塔1上的第一条单避雷线4的击距、导线的击距、大地3的击距；进一步，由雷电对第一座铁塔1上的第一条单避雷线4的击距、第一座铁塔同走廊内侧导线6的击距、大地3的击距与第一座铁塔1上第一条单避雷线4安装位置15，再次利用EGM电气几何模型法，计算出第一座铁塔1上的第一条单避雷线屏蔽弧9和第一座铁塔1同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧10的第一交点坐标13；最后根据得出的第一交点坐标13，以对称的形式确定同走廊架设的第二座铁塔2位置。
其中，设同走廊第一座铁塔1上第一条单避雷线4安装位置坐标为（x1，y1），第一座铁塔1同走廊内侧架设的导线位置坐标为（x2，y2），则计算第一座铁塔1上第一条单避雷线屏蔽弧9和第一座铁塔1同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧10交点坐标方程式为：
联立解该方程组，可得两个圆弧的交点坐标，该交点坐标即是同走廊第一座铁塔上1第一条单避雷线屏蔽弧9和第一座铁塔1上同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧10的第一交点坐标13。
进一步，根据最小绕击电流计算出雷电对第二座铁塔2上的第二条单避雷线5的击距，第二座铁塔同走廊内侧导线7的击距、大地3的击距及第二座铁塔2上第二条单避雷线5安装位置，再次利用EGM电气几何模型法，计算出第二座铁塔2上的第二条单避雷线屏蔽弧11和第二座铁塔2同走廊内侧架设的第二条导线暴露弧12的第二交点坐标14，第二交点坐标14与第一座铁塔1上的第一条单避雷线屏蔽弧9和第一座铁塔1同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧10的第一交点坐标13重合；
图3为本发明的塔头上单避雷线安装位置示意图。
如图3所示：第一座铁塔1上的第一条单避雷线4安装在塔头8的中间或两侧位置15，而第二座铁塔2上的第二条单避雷线5安装位置以对称的形式设置。所述的第一座铁塔1与第二座铁塔2到第一交点坐标13与第二交点坐标14的水平距离之和为第一座铁塔1与第二座铁塔2的最大平行间距L。
其中，所述的单避雷线屏蔽弧和导线暴露弧分别是以单避雷线和导线为中心，以雷电对单避雷线的击距和雷电对导线的击距为半径形成的圆弧。
具体避雷实施过程：当雷电落于两座铁塔同走廊之间时，靠近同走廊两座铁塔内侧的导线暴露弧可以被相互间对称设立的两座铁塔上的单避雷线屏蔽弧屏蔽掉，雷电会与避雷线屏蔽弧接触，最终经避雷线导入大地3，有效保护输电线路遇雷电直接击中导线而产生的绕击现象，造成输电线路跳闸。
本发明同走廊架设的导线暴露弧减少一半，雷电击中导线产生的绕击跳闸率相应降低一半，有效提高防雷效果；同时，还可以减少同走廊两座铁塔内侧两根避雷线，比以往两座铁塔输电线路所用的四条避雷线节省一半，这大大节约了材料与投资，为输电线路的设计提供参考依据。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。
Claims (4)
1. 一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，其特征在于，包括以下步骤 ：
（1）首先根据输电线路电压等级、导线高度、截面、分裂数及绝缘子串绝缘水平，计算出雷电绕击导线的最小绕击电流 ；
（2）根据最小绕击电流，利用 EGM 电气几何模型法，计算出雷电对第一座铁塔上的单避雷线、导线、大地的击距 ；
（3）由雷电对第一座铁塔上的第一条避雷线、同走廊内侧导线、大地的击距与第一座铁塔上第一条单避雷线安装位置，再次利用 EGM 电气几何模型法，计算出第一座铁塔上的第一条单避雷线屏蔽弧和第一座铁塔同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧的第一交点坐标 ；
（4）根据得出的第一交点坐标，以对称的形式确定同走廊架设的第二座铁塔位置；
根据最小绕击电流计算出雷电对第二座铁塔上的第二条单避雷线的击距，第二座铁塔同走廊内侧导线的击距、大地的击距及第二座铁塔上第二条单避雷线安装位置，再次利用EGM 电气几何模型法，计算出第二座铁塔上的第二条单避雷线屏蔽弧和第二座铁塔同走廊内侧架设的第二条导线暴露弧的第二交点坐标，第二交点坐标与第一座铁塔上的第一条单避雷线屏蔽弧和第一座铁塔同走廊内侧架设的第一条导线暴露弧的第一交点坐标重合。
2. 根据权利要求 1 所述的一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，其特征在于，所述的第一座铁塔上的第一条单避雷线安装在塔头的中间或两侧位置。
3. 根据权利要求 1 所述的一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，其特征在于，所述的第一座铁塔与第二座铁塔到第一交点坐标与第二交点坐标重合点的水平距离之和为第一座铁塔与第二座铁塔的最大平行间距。
4. 根据权利要求 3 所述的一种同走廊架设输电线路的单避雷线防雷方法，其特征在于，所述的单避雷线屏蔽弧和导线暴露弧分别是以单避雷线和导线为中心，以雷电对单避雷线和导线的击距为半径形成的圆弧。
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