220kV輸電線路反擊故障分析及防雷保護研究 電氣工程專業(yè)

摘要雷電災害嚴重影響人們的正常生活，從設(shè)施損壞到發(fā)生大面積的停電事故，因此防雷電災害依然是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。根據(jù)調(diào)查顯示，雷擊事故會產(chǎn)生嚴重的后果，比如說造成輸電線路桿塔的單相閃絡(luò)，嚴重的情況下甚至會產(chǎn)生兩回同跳的嚴重跳閘事故。本文根據(jù)十堰山區(qū)的特殊地形與地貌﹑復雜線路結(jié)構(gòu)等因素，采雷電事故頻繁發(fā)生，當?shù)仉娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定受到嚴重威脅。在過去的五年中，該地區(qū)220kV線路多次發(fā)生雷擊閃絡(luò)事故，造成事故的原因多數(shù)為雷電所引起的桿塔反擊跳閘，這嚴重影響了十堰地區(qū)電力系統(tǒng)的安全和可持續(xù)運行。本文研究并重現(xiàn)了該地區(qū)的兩條220kV輸電線路的故障。并對該地區(qū)的反擊耐雷性能進行評估，采取差異化防雷為防雷準則，制定防雷策略，可以有效減少該地區(qū)桿塔的跳閘率，促進電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本文對防雷評估過程中所做的工作包括輸電線路桿塔上雷電感應(yīng)電壓的計算、雷電主要參數(shù)的詳細分析、Bergeron算法的介紹以及電磁暫態(tài)軟件EMTP中的典型模塊進行詳細闡述，為十堰地區(qū)的220kV輸電線路反擊事故的分析與建模提供了研究方向和依據(jù)。利用EMTP電磁暫態(tài)軟件建立220kV單回與雙回輸電線路雷電反擊模型，并以數(shù)據(jù)驗證該模型的理論可靠性，用于計算輸電線路的反擊耐雷水平。仿真結(jié)果表明，工頻電壓相位直接決定了導線的閃絡(luò)順序。影響塔架防雷水平的最關(guān)鍵因素是接地電阻的大小。根據(jù)測試數(shù)據(jù)，同塔雙回輸電線路的著陸電阻最佳水平是低于10Ω。高度平衡的絕緣層還可以顯著提高塔筒反擊的抗雷水平，使用不平衡的絕緣層可以防止同時發(fā)生雙回路閉合事故。關(guān)鍵詞：220kV輸電線路，桿塔，雷擊，防雷保護

AbstractLightningdisasterseriouslyaffectspeople'snormallife,fromthedamageoffacilitiestotheoccurrenceoflarge-scaleblackoutaccidents,sothepreventionoflightningdisasterisstillthekeytothesafeandstableoperationofthepowersystem.Accordingtostatistics,lightningaccidentwillnotonlycausesingle-phaseflashoveroftransmissionlinetower,butalsocauseserioustrippingaccidentoftwocircuitsatthesametime.Accordingtothespecialtopography,complexlinestructureandotherfactorsinShiyanmountainarea,lightningaccidentsoccurfrequently,andthestabilityoflocalpowersystemisseriouslythreatened.Inthepastfiveyears,lightningflashoveraccidentsoccurredmanytimeson220kVtransmissionlinesinthisarea.Mostoftheaccidentswerecausedbytowercounterattacktripcausedbylightning,whichhadabadimpactonthesafeandstableoperationofpowersysteminShiyanarea.Inthispaper,thefaultanalysisandrecurrenceoftwo220kVtransmissionlinesinthisareaarecarriedout,andthelightningresistanceperformanceoftheareaisevaluated.Thedifferentiatedlightningprotectionisadoptedasthelightningprotectioncriterion,andthelightningprotectionstrategyisformulated,whichhasreferencesignificanceforreducingthetrippingrateofthetowerinthisareaandimprovingthesafeandstableoperationofthepowersystem.Thispaperdescribestheworkdoneintheprocessoflightningprotectionassessment,includingthecalculationoflightninginducedvoltageontransmissionlinetower,thedetailedanalysisofmainlightningparameters,theintroductionofBergeronalgorithmandthetypicalmodulesofelectromagnetictransientsoftwareEMTP,whichprovidestheoreticalsupportfortheanalysisandmodelingof220kVtransmissionlinecounterattackaccidentinShiyanarea.Thelightningcounterattackmodelsof220kVsinglecircuitanddoublecircuittransmissionlinesareestablishedbyusingEMTPelectromagnetictransientsoftware,andthetheoreticalreliabilityofthemodelsisverifiedbydata,whichisusedtocalculatethelightningwithstandleveloftransmissionlines.Theinfluenceofdifferentfactorsonthelightningwithstandperformanceof220kVsingleanddoublecircuittransmissionlinesisanalyzed.Thesimulationresultsshowthatthephaseofpowerfrequencyvoltagedirectlydeterminestheorderofconductorflashover;themostcriticalfactoraffectingthelightningwithstandleveloftowercounterattackisthesizeofgroundingresistance.Accordingtothetestdata,itisconcludedthatthegroundingresistanceofdoublecircuittransmissionlineonthesametowershouldbelessthan10Ω;balancedhighinsulationcanalsosignificantlyimprovethelightningwithstandleveloftowercounterattack,andunbalancedinsulationcanavoiddoublecircuitlightningwithstandThetripaccidentoccursatthesametime.Keywords:220kVtransmissionline,tower,lightningstroke,Lightningprotection

第1章緒論1.1課題研究的背景和意義近隨著國民生活質(zhì)量的提高與社會經(jīng)濟效益的日益加強，電力系統(tǒng)的裝機容量需增加以滿足需求，同時，國家電網(wǎng)設(shè)備的規(guī)模也在增加，因此電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是至關(guān)重要的一步。高壓輸電線路的運行穩(wěn)定性和安全性是非常重要的因素，關(guān)乎到整個電力系統(tǒng)的運作。從目前來看，在操作中，高電壓傳輸線的作用主要與自然條件，如線冰由風和雪在冬季引起的，防止雷電直接撞擊塔架或繞過避雷線擊中輸電線等，其中雷擊事故占比和影響最大。隨著因雷擊現(xiàn)象導致母線跳閘事故的逐漸增多，此類問題已成為國內(nèi)外電力工作者關(guān)心和討論的重要話題。據(jù)國家電網(wǎng)有關(guān)部門統(tǒng)計，2013年間因雷擊導致的線路跳閘次數(shù)約高達606次，占總事故百分比的46.3%，2015年至2018年間因雷擊導致的線路跳閘次數(shù)約占總事故百分比的36.2%。更嚴重的是，在輸電過程中，基于對輸電線路傳輸?shù)母咝裕嗑€電壓不斷升高，并受到架空輸電線路地形環(huán)境的限制，相應(yīng)的塔高也在增加，線路的走廊受到雷電活動的影響。這些因素逐漸增加，增加了輸電線路的雷擊風險，對其造成危害，而一旦輸電線路因雷擊造成跳閘事故時，并且重合閘無效，只能被迫停電，這將對國民生活造成不可逆的經(jīng)濟損失。而且輸電線路的檢修工作也會因天氣而滯后，造成停電時間長，對經(jīng)濟的損失進一步的加重。甚至可能出現(xiàn)雷電損壞電氣設(shè)備的情況，還會威脅到護衛(wèi)人員的人身安全。中國擁有14億人口，并且正從小康社會逐步建設(shè)社會主義強國，社會的各方各面都在努力維護著每個人的生命財產(chǎn)安全，因此，電力的穩(wěn)定供應(yīng)是電網(wǎng)相關(guān)部門需要盡力努力維護，減少因雷擊造成的事故危害。作為湖北省西北部的主要城市之一，十堰市地處山區(qū)，具有非常復雜的地勢和地貌，同時具有氣候多變的特點。由于熱條件和空氣對流，其雷電活動相對頻繁。從2015年6月到2020年6月，垸當線和十懸線共發(fā)生6次雷擊事故，大部分為反擊事件。垸當線與十懸線經(jīng)測量總長度為98千米，根據(jù)這幾年的統(tǒng)計計算其雷擊跳閘率高達1.02次/（100km·a），這與國家標準規(guī)定的跳閘率足足高了3倍多。同一鐵塔上的220kV雙回線增加了鐵塔的高度并增加了線路走廊面積，致使單回路線更容易遭受雷擊。雙回輸電路線比單回輸電線路的雷擊跳閘率高，非常大的威脅到系統(tǒng)。由于雷擊閃絡(luò)對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成較大的影響，必須分析十堰市山區(qū)220kV單、雙回輸電線路雷擊跳閘機制就顯得尤為重要。研究其防雷擊性能和電氣特性，然后采取針對性的措施進行反擊防雷保護，低反擊跳閘率，以提高十堰山區(qū)輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。防雷是對輸電線路的雷擊風險進行評估，并根據(jù)風險評估結(jié)果完成相關(guān)的改進計劃。區(qū)別雷擊保護是根據(jù)各種絕緣因素（例如絕緣配置和雷電密度）評估整個線路塔的風險等級，找出最容易遭受雷擊的塔，并進行有針對性的雷電保護。目前，這種防雷方法已經(jīng)在中國大部分地區(qū)推廣，并取得了優(yōu)異的效果。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀關(guān)于雷電的研究，其實早在1752年，富蘭克林就對雷電的產(chǎn)生展開了研究，后來隨著用電設(shè)備的增多，電力系統(tǒng)不斷的擴大，人們才開始注意到雷電的危害有多嚴重，學者們開始系統(tǒng)的研究，開始時，對于電力系統(tǒng)電壓等級低，防雷設(shè)備稍加改進就可以應(yīng)對，但是社會不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)逐步向高電壓，跨區(qū)域的方向發(fā)展，其對防雷的研究也在逐漸深入，國內(nèi)外越來越多的科學家從事了防雷研究的工作，研究的難度也在逐漸增加，而關(guān)于高壓輸電線路的防雷，無外乎從防繞擊與反擊雷電，而防反擊雷一直是研究雙回輸電線路的熱點問題，也是研究的主要內(nèi)容。李嵩在2019年提出，雷電破壞嚴重影響輸電線路供電可靠性。輸電線路的防雷性能主要由線路的抗雷程度和雷電傳播速度來衡量。他利用ATP-EMTP軟件對福建省福州市的一條220kV單回路線路進行了仿真，建立了傳輸線仿真模型。詳細的分析了橫擔波阻抗的變化、桿塔接地電阻的變化、雷電過電壓的相位變化、避雷器的裝設(shè)、桿塔高度、絕緣子片數(shù)、輸電線路檔距、雷電流波頭長度以及耦合地線與導線間的距離S對輸電線路的耐雷水平的影響。張恒志，扎西曲達，楊浩，吳曉睿，劉澤輝等人（2020）通過對雷擊跳閘研究發(fā)現(xiàn)，雷擊是影響輸電線路穩(wěn)定運行的最重要因素之一。他們根據(jù)當前的西藏電網(wǎng)帆船賽，研究了220kV線路雷電線路下的鐵塔類型，寬度，接地電阻和其他驅(qū)動因素。以拉薩市220kV環(huán)網(wǎng)為例，對常見的防雷措施進行了逐一討論。本文的研究成果可以為改造防雷線和降低雷電傳播速度提供有用的參考。宋凱，陳佳佳在2020年提出，以魯中山的220kV輸電線路為研究對象。根據(jù)電流參數(shù)，采用鐵塔的多波電阻模型模擬雷電流，輸電線路，鐵塔，絕緣子。線和雷電，然后在傳輸線上進行雷擊模擬。在模型中。本文基于ATP-EMTP瞬態(tài)電磁分析程序，研究了線路連接和接地電阻接頭安裝對傳輸線雷電水平的影響。仿真結(jié)果顯示:輸電線路按策略分相組合加裝避雷器和降低桿塔的接地電阻可以有效保護輸電線路的安全，提升電網(wǎng)的安全經(jīng)濟效益。熊雷提出一個觀點，防雷系統(tǒng)在輸配電過程中起著舉足輕重的作用，由于可以合理配置防雷系統(tǒng)的配電，許多電網(wǎng)公司的防雷措施是一個令人擔憂和困擾的問題。有效地保護線路的安全和輸配電的穩(wěn)定性，以及配電網(wǎng)的防雷保護，這與電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性息息相關(guān)。因此，本文首先介紹了當前配電網(wǎng)技術(shù)資源的技術(shù)狀況，然后研究了雷擊的類型和防雷技術(shù)，并進行了研究，并探討了防雷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的措施，并且在工作方面也能對員工給與一定的建議和支持。1.2.1反擊問題研究現(xiàn)狀近些年來，國內(nèi)外相關(guān)科研工作者在研究衡量反擊的跳閘水平時，所計算的反擊跳閘率的方法也在不斷的發(fā)展，具體的計算方法如下：（1）《行標》法類似于計算雷擊線路跳閘率，我們已經(jīng)在國家標準文件DL/T620-1997中了解了用于計算過電壓偏差程度和協(xié)調(diào)電氣設(shè)備絕緣的公式。該公式是根據(jù)實際操作經(jīng)驗得出的。這是易于理解和易于計算的。另一方面，由于該方法過于簡潔，因此僅將桿塔視為等效電感器。雷電進入地面時，無法反映塔上傳輸?shù)母鞣N反射，不計入工作電壓，因此僅適用于低電壓。具有標稱高度的電路的線路的防雷計算與當前的操作經(jīng)驗具有不一致性。（2）行波法該方法避免了行標法作為簡單等效電感的缺點，并將其視為分布參數(shù)。將分布參數(shù)進一步線性化為集總參數(shù)，以形成多波阻抗模型。該方法將電力系統(tǒng)設(shè)備視為等效模型，在該模型中，電阻和電感并聯(lián)，并且電氣參數(shù)與時間相關(guān)，而在行波法計算方法中，每個節(jié)點的電壓幅值都是與時間緊密相聯(lián)系的，將這種變化的關(guān)系繪制在圖中，用于表示絕緣子串的擊穿特性，也就是其伏秒特性，通過這種比較方法，可以對絕緣子串是否閃絡(luò)的問題作出判斷。整個計算和仿真過程基本上恢復了雷電瞬態(tài)電壓波在桿塔上的傳播過程。上述方法是從傳輸線的Bergeron數(shù)學模型導出的，因此它也被稱為貝杰龍方法。（3）電磁暫態(tài)模型（EMTP）法美國科研學者研究的電磁暫態(tài)程序（EMTP）是電氣模擬領(lǐng)域中用于電力系統(tǒng)暫態(tài)過程研究最廣泛的程序。EMTP通過分析直線的Bergeron數(shù)學模型，將用于求解分布參數(shù)線波動過程的特征線方法與用于解決集總參數(shù)電路的瞬態(tài)過程的梯形方法相結(jié)合，基于這種大規(guī)模的數(shù)值計算方法，制定出來一款應(yīng)用程序。最初的EMTP是由哥倫比亞大學的Dommel教授于1968年在BPA完成的，大約有5000條語句。一段時間后，WScottMeyer博士開始了EMTP的管理和開發(fā)。十多年來，他多次被來自美國，日本，歐洲，加拿大和南美一些國家的教授和著名的工程技術(shù)人員進行修訂和完善。經(jīng)過這些國家許多相關(guān)部門的長期實踐，他將其匯編到現(xiàn)在的程序。具有超過70，000條語句的大型通用程序。（4）IEEEFlash程序該程序是基于J.G.安德森理論。1993年，IEEE防雷工作組于作出了首先開發(fā)了幾個版本的計劃，這個計算使Flash程序變成了反擊跳閘率的計算軟件，通過該程序建立模型，將輸電線路的桿塔等效為單波阻抗模型，而雷電流的模型可以使用其數(shù)值波形，利用該軟件計算時間分別在2μs和6μs的時候，該模型中輸電線路桿塔和絕緣子串的電壓幅值，并計算出導線此時的相位，計算出導線電壓。橫擔中的電勢與連接導線的原理相結(jié)合，以計算導線中產(chǎn)生的電壓。比較這兩個電壓之間的差是絕緣子鏈的電壓大小?？紤]到電壓等于絕緣電纜的電阻，則模擬的雷電流是面對反擊水平耐雷水平值。（5）其他方法通過查詢大量文獻，作者發(fā)現(xiàn)一些學者提出了桿塔的防雷響應(yīng)電磁場分析方法。代表性的例子是Wagner提出的抵消場方法和Lundholm提出的回路方法。偏移場方法使用數(shù)字離散化來解決邊界條件，也就是說，束縛電荷是可以產(chǎn)生電場和電流的，這種電場和電流會干擾束縛電荷的工作，對其電流和電場有干擾的作用，而這種功能實際上是為了在電場方向上的軸向分量。沿著閉環(huán)的電場的邊界條件為零，并且分析了由雷電流確定的絕緣子串兩端的電壓。通過比較可以看出，應(yīng)用電路的方法去分析遠沒有使用電磁場論的分析方法深奧，所以在學者們的研究中如果考慮了其他各種因素，會麻煩得多，通常都予以忽略。通過研究發(fā)現(xiàn)，輸電線路絕緣子的閃絡(luò)判據(jù)，在線工頻電壓和桿塔位置對著陸位置電阻的影響是影響行進速度的主要因素。如今，基于解決輸電線路雷電錯誤的多年經(jīng)驗，該程序化方法是我國輸電線路雷擊鼓掌最全面使用最多的方法之一。由于其相對便利的應(yīng)用條件，因此數(shù)據(jù)分析具有大量的數(shù)據(jù)建模應(yīng)用程序。基于國內(nèi)中壓及以上反擊雷電反擊耐雷分析和防雷設(shè)計，包括一些超高壓輸電線路，這種方法也存在缺點，就是計算結(jié)果有時會產(chǎn)生比較大的誤差，這種誤差主要體現(xiàn)在雷電流的建模上，計算時為了方便通常忽略了雷電流在桿塔上的波過程，而且在雷電對線路的感應(yīng)電壓計算方面也不夠準確，無法模擬出真實的數(shù)值，這就導致計算的誤差所在。1.2.2同塔雙回線路雷擊同跳研究現(xiàn)狀在同塔多回輸電線路研究領(lǐng)域，國外應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的階段。例如，在美國220kV線路所占的比例是47％，澳大利亞甚至達到64％，日本的土地面積較小，可以節(jié)省空間并建立四回甚至更多回輸電線路。根據(jù)研究調(diào)查顯示，雷電是引發(fā)日本出行事故的最主要原因，發(fā)生多回同跳的情況高達20-30％。近年來，在中國的某些地區(qū)，包括江蘇和廣東，在同一座鐵塔上設(shè)置雙回線路也變得很普遍。江蘇電力公司率先發(fā)展了同塔雙回輸電線路的建設(shè)，從從鴻山到荊同的220kV四回輸電線路，線路全長5公里，具有跨時代的意義。同一座塔架還在中國的世界范圍內(nèi)建造了一條500kV的四回路輸電線路。傳輸線的總長度約為77公里，從西安市東南部的利港起。建立相同的四回路塔式輸電線路可節(jié)省大量表面積并減少管道。因此，傳輸線，特別是高壓線的容量主要占用同一塔中的雙回路或同一塔中的多回路。據(jù)統(tǒng)計，2011年以來，僅廣東就有787條220kV線路。在這些線路中，約77％是在同一塔中具有雙回路或在同一塔中具有多回路的線路。而對于超高壓等級的500kV輸電線路，占比也高達56%左右。根據(jù)研究數(shù)據(jù)分析得出，同塔雙回、多回輸電線路具有非常大的潛力，應(yīng)該作為電力建設(shè)發(fā)展的方向。而隨著這種多回電力桿塔的建設(shè)，對雷擊的預防更是增加了難度，且由于桿塔高度高，跨度長，雷擊的次數(shù)也在明顯增多。根據(jù)報告，在2007年廣東地區(qū)的110kV的輸電線路上，同跳事故在跳閘總數(shù)為645次中占比達到18%左右；而到了2008年，這一比例有多所增加，在雷擊總數(shù)為650次中，同跳的次數(shù)占比了高達約21%的大小，從數(shù)據(jù)中不難看出，同跳的次數(shù)是有所增多的，在我國的其他地區(qū)也是扮演著相同的結(jié)果。放眼整個電力系統(tǒng)，高電壓等級是發(fā)展趨勢，跨區(qū)域、長距離和多山區(qū)輸電也在加大對電網(wǎng)公司部門的考驗，而由雷擊同跳引起的危害也在不斷攀升。如今，即使在我國的500kV超高壓輸電線路中，也投入了更多的資金來建造塔架電線桿本身，并且絕緣水平比這更高，并且由于事故而發(fā)生的雷擊同跳不會輕易發(fā)生。而真正受威脅的是220kV與110kV的輸電線路，對于地區(qū)來說經(jīng)常發(fā)生跳閘事故對檢修部門以及電力系統(tǒng)造成很大的危害，解決此問題已經(jīng)迫在眉睫。1.2.3防雷保護研究現(xiàn)狀在國內(nèi)外研究人員經(jīng)過了一段時期的探索，在輸電線路防雷中取得了一定的進展，在其發(fā)展道路上，大致分為以下幾個部分：在1930年之前，當時電力系統(tǒng)所建的輸電電網(wǎng)電壓等級較低，而對于系統(tǒng)來說主要的危害就是感應(yīng)雷電所引起的跳閘，科學家在研究中為防止雷電所采取的主要解決方案是在傳輸線下方增加一條接地線，以將其連接至傳輸線，以降低由雷電引起的感應(yīng)電壓;在1930年之前，當時電力系統(tǒng)所建的輸電電網(wǎng)電壓等級較低，而對于系統(tǒng)來說主要的危害就是感應(yīng)雷電所引起的跳閘，研究人員為避免雷電引起的雷電的主要解決方案是在傳輸線下方增加一根接地線，以匹配雷電引起的電壓降低，以降低由雷電引起的感應(yīng)電壓。在1930年到1950年左右是防雷發(fā)展的第二階段，在這一階段，科研學者對防雷相關(guān)的參數(shù)進行了統(tǒng)一整理，開始定位110kV，220kV和更高電壓等級的高風險輸電線路的危害，并研究更安全，更可靠的防雷方法；第三階段始于1950年代，在此期間，美國電網(wǎng)接管了345kV高壓輸電線路，并發(fā)生了快速跳閘，這促使科學研究進入了防雷統(tǒng)計領(lǐng)域，防雷的工作得到了進一步的發(fā)展，有關(guān)防雷的分析與計算進一步改善；從1992年到今天，伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)與建模計算相結(jié)合是未來防雷的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)今階段，對于防雷的準則在科學界達到了認同，主要方法為安裝線路避雷針、采取以下措施：增加絕緣子的數(shù)量，減小接地電阻，增加用于線路連接的地線以及安裝線路避雷針。所有這些在降低塔架阻力方面都起著重要作用。降低塔架的接地電阻是提高線路的抗雷擊能力的最重要工具之一。特別是在高土壤阻力地區(qū)，降低土壤電阻力非常重要和有效的方法，但會降低基極的電阻。結(jié)果是基極的電阻不會有太大變化。單個減小的基極電阻可能無法解決問題，但是多種措施的組合可以提高防雷線路的耐雷水平。常見的組合，比如安裝線路的耦合地線或者增加絕緣子串的數(shù)量，對于防雷有很好的效果，但是缺點也非常明顯，一是成本問題，而是增加的桿塔的尺寸，通常不建議。對于安裝線路避雷器，國外有過先行嘗試，在1980年左右，AEP和GE共同研發(fā)了適用于桿塔的避雷器，在實際的實驗中取得了非常好的效果，日本也研發(fā)了適用于66kV的懸掛式絕緣子，用于防雷，效果也非常顯著。近些年來，中國也在開發(fā)適用于各種電壓等級的線路避雷裝置，線路的ZnO避雷器，得到了國內(nèi)玩研究人員的認可，如果是在復雜地形的山區(qū)，安裝輸電線路時配備防雷裝置會起到非常重要的放雷作用，從整個防雷體系的研發(fā)來看，我國都是采取了發(fā)生事故后進行修理的辦法，這對于輸電線路的危害非常大，且浪費了很多人力物力，并且在實際中取得的效果也是反響平平。在開始的研究中，我國關(guān)于雷電的研究起步較晚，在科學技術(shù)上的局限性非常明顯，數(shù)據(jù)不全面。但是現(xiàn)今階段，計算機飛速發(fā)展，科研學者們可以實時共享著數(shù)據(jù)，為科研的進步增添了新階梯。在2008年，我國電力部門提出了一項重要的防雷策略，即差異化的防雷措施。當前的雷電傳輸工作已經(jīng)發(fā)展到了新的階段。汪翔（2019）指出，隨著我國電力事業(yè)不斷發(fā)展，對于社會發(fā)展，日常生活等多個方面產(chǎn)生了極其重要的影響。在電力工業(yè)不斷發(fā)展的同時，變電站也起著重要的作用。它的主要功能是增加發(fā)電機的電力，并將其返回高壓電網(wǎng)。110kV變電站是我國電網(wǎng)中最主要的構(gòu)成部分，在日常供電時，不僅能夠滿足日常用電需求，同時也能保證用電安全。并且從重要性角度來看，在電力事業(yè)中有著其他設(shè)備難以替代的重要性。如果發(fā)生故障或問題，它將在整個電網(wǎng)中造成重大損失，并在能耗過程中造成不穩(wěn)定或安全隱患。因此在設(shè)計過程中必須保證其具有合理性，同時還需要有效的防控外部因素所帶來的影響。本文主要是對于變電站的應(yīng)用情況進行簡單的闡述，隨后在這個基礎(chǔ)上分析出110kV變電站在工作過程中，如何采用有效的措施，提高其防雷電能力，并且談一談應(yīng)當加強設(shè)計規(guī)范雷電保護等主要措施，希望將來能夠為變電站的可持續(xù)發(fā)展提供標準。劉鏡新（2019）表明，隨著現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，糧食供應(yīng)對人們越來越重要，因此確保配電網(wǎng)線路的安全性和可靠性非常重要。我們在供電方面遇到了一些困難。最明顯的是自然對能源供應(yīng)的影響。雷電就是其中不可避免的原因之一。截止目前為止，保護雷電不受配電網(wǎng)影響一直是頭等大事。由于配電網(wǎng)線路快如閃電，配電網(wǎng)快如閃電，因此長時間停電頻繁發(fā)生造成了許多經(jīng)濟損失；因此，本文探討了如何防止配電網(wǎng)中的防雷和防雷系統(tǒng)。1.3雷電的形成雷電的過程指的是:雷暴云是暴風雨期間出現(xiàn)的一種烏云。當帶不同電荷的云受到產(chǎn)生雷電和閃電影響的云時，通常是一個通用術(shù)語。當云中的水滴爆炸形成隔板時，較大的水滴帶正電，而較小的水滴帶負電。測量數(shù)據(jù)表明，正電荷通常分布在云層的頂部，負電荷分布在云層的底部，正電荷和負電荷的混合區(qū)域位于云層的中間。暴風雨的平均電場強度是連續(xù)降雨之前，暴風雨來臨時之前，在40V/cm之前的最大電場強度。釋放地面風暴通常涉及幾個重復的排放過程，每個排放可分為兩個階段：先導放電與主放電。暴風雨過后，它的負載會累積在多個帶電中心，并且它們之間的負載數(shù)量也存在一定的不同。由于長氣體真空中的熱電離過程，發(fā)射通道后方的先導發(fā)射在發(fā)射通道后方形成了一個高速移動傳導通道。當在某個點不再有電荷時，并且在足以達到破壞空氣絕緣作用力的電場的旁邊，分離開始的空氣，即原始的絕緣狀態(tài)，以進行更改過程的這一部分導管的導體不間斷。使這一部分由原來的絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ娦缘耐ǖ赖倪^程，這是分階段進行的。每個試驗階段的開發(fā)速度都很快，但平均速度卻較慢，約為光速的1/1000。因為它每次發(fā)展到一定長度時都會發(fā)展出平均間隔。分層引燃是因為引燃管中的空氣不是很強并且電導率相對較差。雷雨要花一些時間才能減輕。當管道的水頭負荷增加并且電場超過地面中的自由空氣時，先導將持續(xù)運行下去。雷電先導的發(fā)展與一定的高度有關(guān)。地面上的目標會創(chuàng)建一個先導，該先導會上升并由雷電先導開始定位過程。感應(yīng)電荷出現(xiàn)在地面上食物主體的上部，這會增加局部電場。運河試驗的發(fā)展將繼續(xù)成為所產(chǎn)生費用的重點。發(fā)展之間。因此，排放通道的發(fā)展是有方向的，即閃電是有選擇性的。使球通道具有方向特性的上述高度稱為定向高度。當先導通道的頭部與符號相反的焦點之間的距離太小時，引燃通道的一端可能會產(chǎn)生地面雷暴云，而另一端可能會產(chǎn)生地面電勢，剩余的空氣間隙中會產(chǎn)生極強的電場，導致空氣間隙立刻游離，分離后產(chǎn)生的正電荷和負電荷將分別向上和向下移動，中和先導通道與被擊物的電荷，然后開始第二個放電階段，即主放電階段。放電階段的主要時間非常短，大約為50-100μs，移動速度是光速的1/20-1/2，在主要放電中，電流可以達到數(shù)千安培，最大可以達到200。-300kA。當主下載到達云時，這意味著主下載階段已完成。當殘留在雷云中的電荷繼續(xù)下降到主放電通道時，稱為亮度后的放電階段。亮度放電可持續(xù)長達0.03-0.15秒，電流僅為幾百安培。由于雷暴云中可能有多個負載中心，因此有許多云排放，并且沿著原始排放通道，此時不對駕駛員進行評估，但它會不斷發(fā)展。雷電電壓和雷電電流的產(chǎn)生。從研究其影響的角度來看，雷電現(xiàn)象可以認為是通過風道插入雷擊點的客波，在碰到電線后向左分裂。并沿著正確的道路繼續(xù)前進。除了電流浪涌，還有一些電壓波傳播者會形成電磁波，并以接近光速的速度傳播。當雷電擊中塔頂時，塔腳的接地電阻非常低，因此會發(fā)生反射現(xiàn)象。如果電阻為0，則塔頂不會出現(xiàn)對地電壓。在這一點上，電壓行波改變其極性，然后從原始通道反射，并且正負偏移以確保塔頂處的零電位狀態(tài)。與此相反，反射的行進電壓波會產(chǎn)生一個移動波，捕獲正電流并返回負電流，其結(jié)果相當于使電流增加一倍。于是他從電塔上跳下來，關(guān)掉了電壓，電流翻了一番。當然，由于接地電阻不會為零，因此這種轉(zhuǎn)換可能并不完美，并且此時整個R上的電壓降接地電阻也會導致潛在的避雷針相對于地面接地，因此行進電壓波出現(xiàn)，同時帶有一個電流行波。但是，由于接地電阻R通常只有1-20Ω，因此，在該避雷針中產(chǎn)生的實際行波是非常微乎其微的。因此，我們通常在塔架頂部或使用雷電電磁棒測量的雷電流已經(jīng)包含了該理論反射，因此，我們測量的雷電流通常是常用的雷電流。1.4本論文完成的主要工作在本文的研究工作中，分析主要是基于以下幾個方面：（1）使用ATP-EMTP瞬態(tài)仿真程序創(chuàng)建模型，并分析了模型仿真系統(tǒng)，以對十堰油田典型的220kV輸電線路進行反擊仿真，并在數(shù)據(jù)上計算了該輸電線路的耐雷等級。（2）對建立完善的仿真模型對十堰地區(qū)的垸當線輸電線路與十懸線輸電線路的事故進行系統(tǒng)分析，整合數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)對發(fā)生了事故的桿塔進行事故復現(xiàn)。（3）檢查影響輸電線路防雷性能的因素。接地電阻，相序調(diào)整和其他因素都會對反擊耐雷性能產(chǎn)生影響。并根據(jù)不同的故障制定了不同的防雷措施。（4）十堰地區(qū)山區(qū)線路結(jié)構(gòu)復雜，結(jié)合電力公司提供的數(shù)據(jù)，對垸當線與十懸線輸電線路全線桿塔的反擊耐雷效果進行風險評估，結(jié)合電網(wǎng)公司提出的差異化防雷保護策略，制定了不同的改造方案。

第2章反擊計算模型和方法2.1反擊計算模型中典型模塊2.1.1雷電流模型下圖2-1所示的雙指數(shù)具體表現(xiàn)了標準雷電電流波形，在圖中如圖示，T1為波前時間，T2也半峰值時間。對于T1和T2這兩個參數(shù)，測量結(jié)果是一致的。波頭長度近似取2μs-2.5μs，防雷的波前時間建議取2.6μs，波長取為50μs。陡度可以認為是I/2.6。.圖2-1雷電波形圖雷電電流的表達式如公式（2-1）所示，由A，a和b代表雷電流的波形可確定三個常數(shù)。 （2-1）在表達式中，IL為雷電流峰值，kA。2.1.2桿塔模型反擊可以理解為，雷電電流擊中塔架頂部以增加塔架頂部的電勢，并且隨著絕緣線兩端電壓的升高，雷電波向下傳播并最終引起閃絡(luò)。結(jié)果表明，準確模擬雷電流在輸電線路反擊計算中非常重要，因此更精準的模擬桿塔模型就顯得至關(guān)重要，對其計算結(jié)果的影響舉足輕重。除了桿塔模型外，還有一個重要因素就是雷電流波在桿塔中的傳播速度，雷電流傳播過程中受到桿塔的橫桿和支架的影響，光速大于雷電波在塔架縱向方向上的表觀傳播速度。同時，該模型考慮了橫擔和支架的支撐，并且光速可以用來代替塔中的雷電速度。此外，無論流經(jīng)塔架的雷電流所消耗的能量如何，都可以簡化計算模型。在本文檔中，無損分布參數(shù)線段用于模擬塔架支撐線。模擬過程中不考慮參數(shù)的頻率特性，并且將特性阻抗替換為常數(shù)，Bergeron方法的適用性可以通過該方法進行編程實現(xiàn)。圖2-2所示的桿塔計算模型即是采用多波阻抗無損分布參數(shù)計算的。桿塔用橫擔Z、主干Z和支架Z三個部分的分布參數(shù)來表示，Rch為桿塔的沖擊接地電阻，圖2-3所示即為桿塔的結(jié)構(gòu)等效模型。圖2-2桿塔計算模型圖2-3桿塔結(jié)構(gòu)等效圖橫擔波阻抗的計算為： （k=1，2，3） （2-2）式中，hk為橫擔高度；rAK為橫擔等值半徑。主干波阻抗的計算公式表達為：（k=1，2，3） （2-3）公式中的計算表示為： （2-4）電流波塔通過導體整個時間較長，因此將配電線段支架的長度設(shè)置為干線長度的1.5倍，以此反映電流波在桿塔結(jié)構(gòu)中的傳播延遲性，支架之間的等效波阻抗計算如下：（k=1，2，3） （2-5） 2.1.3輸電線路模型由于雷擊發(fā)生時間極短，且雷電具有具有隨機性的特點，因此往往需要根據(jù)分析對雷擊的計算做出針對性的假設(shè)。對于單相導線而言更容易在雷電發(fā)生時與下行先導連接，并且該相導線感應(yīng)電壓在其他相上進行相比較低，因此分析雷電擊中的某一相即可。等效傳輸線電路模型具有連續(xù)換位模型（Clarke）和非換位線模型（KCLee）。在此計算中，傳輸線采用單相無損模型（JMarti）。模擬濾波技術(shù)的應(yīng)用在于固定變頻傳輸線的本質(zhì)。取決于線路參數(shù)的變化，該模式可以隨頻率的變化而反映出來，這又會影響電磁瞬變過程。雷擊瞬間產(chǎn)生的電暈損耗將導致雷電波的衰減和變形，然后，隨著過電壓的降低，電暈逐漸消失但是沒有模型可以精確地模擬電暈對傳輸線的影響。在計算本文的模型時，無論電暈受到何種影響，計算結(jié)果對于傳輸線的安全運行都是有用的。2.1.4絕緣子串模型在生活中，雷電流75%~90%為負極性雷。當負雷擊電流擊中塔，一個大的負電荷將在雷電通道，這將很快在中央桿塔進行中和生成，并在土地正電荷的雷擊。在電波作用下，由于避雷針之間的連接，鐵塔的高電位迅速上升，并且線電壓也增加。當電壓增加時，導線中也會出現(xiàn)極性與耦合電壓相反的感應(yīng)過電壓。因此，不能忽略電線極性的工作電壓本身對絕緣線兩端的過電壓的影響，絕緣線的閃絡(luò)是由這些電壓分量的共同作用引起的，這增加了絕緣線兩端的電壓。因此，在塔頂?shù)臎_擊中，絕緣子過電壓包括四個分量：橫臂過載分量，導線耦合電壓分量，導線感應(yīng)過電壓分量和工頻過載分量。當使用交叉臂電壓和耦合電壓選擇Bergeron的等效電路時，可以得出結(jié)論，過電壓的這四個分量迅速將絕緣線的電壓達到最高值，然后迅速下降，繼續(xù)振蕩直到雷擊結(jié)束。同一塔和塔中的雙回路傳輸線可能同時發(fā)生雙回路事故。必須記錄絕緣子鏈的閃絡(luò)電壓和閃絡(luò)時間以及其他參數(shù)。（1）桿塔絕緣子串閃絡(luò)原理桿塔絕緣子串過電壓計算公式表達為： （2-6）該公式中：Vins(t)為絕緣子串過電壓分量，kV；Vcr(t)為橫擔電壓分量，kV；Vpf(t)為工頻電壓分量，kV；Vi(t)為感應(yīng)電壓分量，kV；Vco(t)為耦合電壓分量，kV；以相交法用作確定絕緣子鏈是否在閃絡(luò)標準。方法指的是當以伏秒曲線的特性切斷隔離鏈的過電壓的波形時，可以判斷為閃絡(luò)。通過這種方法獲得的結(jié)果已經(jīng)通過操作經(jīng)驗進行了驗證，并且與當前情況基本一致。圖2-4是用于確定絕緣子串的閃絡(luò)示意圖，時間t2是絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)的時間。圖2-4閃絡(luò)時刻判定（2）桿塔絕緣子串閃絡(luò)模型圖2-5顯示了本文中使用的模塊。TACS是EMTP程序的時域仿真模塊。它可以用作控制系統(tǒng)，以輸入電流斷路器，斷路器狀態(tài)，市電電壓源和市電模型中的一些內(nèi)部變量，然后將TACS輸出信號用作電壓源，也可以用來打開或關(guān)閉控制設(shè)備。圖2-5EMTP中TACS部分主要組件（3）模擬桿塔絕緣子串閃絡(luò)圖2-6顯示了由TACS開關(guān)組合表示的絕緣子串閃絡(luò)模型。當從TACS接收到的雷電波超過某個值時，52號電平動作控制開關(guān)閉合，模擬絕緣子串閃絡(luò)，并將結(jié)果輸出為正。此時，64號最小/最大跟蹤器將保持該值，如果保持不變，則TACS開關(guān)可以在閉合后保持斷開狀態(tài)，以模擬絕緣線過程中其他相的精確閃絡(luò)。圖2-6絕緣子串閃絡(luò)模型在本文中，絕緣子串閃絡(luò)判定準則是基于IEC60071-4推薦的相交方法。如圖2-7所示曲線為絕緣子串的伏秒特性經(jīng)歸一化處理所得，通過函數(shù)擬合220kV絕緣子串正放電的伏秒特性的指數(shù)函數(shù)公式（2-7）實現(xiàn)。 （2-7）圖2-7絕緣子串伏秒特性歸一化曲線2.2雷電感應(yīng)過電壓計算方法感應(yīng)過電壓的研究在世界范圍內(nèi)尚已成熟，研究者們對感應(yīng)過電壓是如何產(chǎn)生的機理的認知也基本統(tǒng)一。當塔頂被雷擊時，感應(yīng)的過電壓將出現(xiàn)在導體中。感應(yīng)過電壓由靜電和電磁成分組成。電磁成分的影響微弱且可忽略，而靜電成分的影響大。在雷電的下行先導發(fā)展階段，由于電線處于雷電下行先導通道和大地形成的混合電場中，當雷電流為負時，下行先導的發(fā)展過程推動了正向。在引導通道周圍產(chǎn)生連接的負載，并且導線上的負電荷被與閃電電極相同的電壓拉動，并且電壓波在兩側(cè)移動并最終流向地面。雷電波的傳播過程非常快，因此電壓幅值很高，該電壓波是感應(yīng)電壓的靜電成分。發(fā)生主放電的上部和下部的導頻下降后，使正和負電荷被迅速中和，圍繞所述排放通道的磁場，從而改變完全，并且所述磁場穿過導體和接地電路。將在頂部產(chǎn)生一個高度感應(yīng)的電動勢，這又將產(chǎn)生強制性的電磁過電壓分量，該電磁分量較靜電分量，只有約后者的1/5，一般情況下可忽略。同一電磁場的突然變化將產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，并且產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓將具有兩個分量，即靜電分量和電磁分量，并且出現(xiàn)點的時間不同。在正常情況下，可以認為主放電通道和導線彼此垂直，耦合很弱，產(chǎn)生的電磁感應(yīng)也很弱，因此可以忽略感應(yīng)過電壓的電磁成分。本文介紹了這四種忽略計算中電磁成分的方法。2.2.1國外關(guān)于感應(yīng)電壓的計算方法我們設(shè)桿塔、避雷線、導線的高分別為h，hg和hc，導線中心到桿塔的長度為a。因為感應(yīng)過電壓基本不會影響桿塔的等效半徑ri，所以我們可以看成桿塔較薄處半徑。分裂導線的處理首先要進行集中和重新分散。如式（2-8）所示，方波電流的速度為βc（c為光速），時間從圓柱坐標的原點（即上行先導的前端）向上傳播。我們可以使用鏡像分析法，對大地進行建模，將其看成一個無限的平面。上行先導長度是擊距的一半，rs為擊距取6.72I，如果該點在實際電流范圍內(nèi)，則產(chǎn)生的電勢為： （2-8）在鏡像電流的作用范圍內(nèi)，P點的電位表達式為： （2-9）P點如果處于實電流波與鏡像電流波的共同范圍之內(nèi)，那么產(chǎn)生的電位則是前兩者的和。使用平均電位法就可得出其電位 （2-10）式中：，，。運用這種方式，我們就可以計算出避雷線的電位為 （2-11）式中：，由于實際輸電線路中，避雷線雷線和桿塔都接地，與大地相連接電位為零，并且在下行先導趨于地面的整個過程中都會產(chǎn)生感應(yīng)電荷，在耦合作用下，感應(yīng)電荷產(chǎn)生新的電壓，并作用在導線上?？梢灾辣芾拙€與導線間的耦合系數(shù)Cg，通過校正系數(shù)，可以算出桿塔與導線的耦合效應(yīng)，具體為：單根避雷線計算公式表達為 （2-12）雙根避雷線計算公式表達為 （2-13）作用于絕緣子的雷電波電流電壓為： （15）根據(jù)之前求得的雷電波感應(yīng)電壓，可以通過卷積分獲得任意雷電波形的感應(yīng)電壓，其中，雷電波形有兩個斜角波表示，設(shè)波前時間和半峰時間分別為tf、th，則雷電流斜角波表達式為： （2-16）式中：，。雷電波相應(yīng)則為 （1-17）因此，設(shè)雷電電流波感應(yīng)電壓為v(t)，則有： （2-18）圖2-8桿塔模型及參數(shù)2.2.2武漢大學感應(yīng)電壓方法經(jīng)過武漢大學與武高的共同研究，得出這樣一個公式： （2-19）式中：I為雷電流幅值；hc、hg分別為導線與避雷線對地的平均高度；k0為導、地線間的耦合系數(shù)。2.2.3國家標準推薦的感應(yīng)電壓方法國標推薦感應(yīng)電壓分量為： （2-20）式中：，，則是表示為反擊時的感應(yīng)電壓分量（kV）；i為雷電流瞬時值（kA）；a為雷電流陡度（kA/μs）；kβ為主放電速度與光速c的比值；hT為地線在桿塔處的懸掛高度（m）；hc。t為導線在桿塔處的懸掛高度；hc。av為導線對地平均高度（m）；ht。ac為地線對地平均高度（m）；dT為雷擊桿塔時迎面先導的長度（m）；k0為地線和導線間的耦合系數(shù)。2.3導線耦合過電壓計算方法我們可以對避雷線和導線進行建模，將其當作一個多導體系統(tǒng)，由多根平行導線組成。在閃電擊中桿塔的瞬間，閃電帶來的電流將沿著避雷針方向，而避雷線感受到電流后，感應(yīng)電壓隨即發(fā)生變化。在導線的耦合作用下，將出現(xiàn)耦合電壓分量。由于導線的閃絡(luò)，導線絕緣子的閃絡(luò)會對其他導線產(chǎn)生耦合電壓分量。根據(jù)Maxwell的方程組，由建模后的多導體系統(tǒng)，令每根導線都與地面平行，設(shè)它們的電位為V1,V2…Vn，在每根導體上流過的電流為i1、i2、…in，他們之間的計算關(guān)系如下：我們可以令兩根避雷線感應(yīng)的電勢分別是v1,v2，則其相線通過的電流則為i1、i2，在Bergeron等效模型中，可以計算出一個值，在不受工作電流的作用時，即未閃絡(luò)的導體電流記錄為0，下面將詳細描述用于解決閃絡(luò)相線的電勢和電流的方法。因此，在等式（2-23）中，電流是唯一的未知量，并且可以容易地獲得?？梢酝ㄟ^將電流矢量代入公式（2-23）來獲得耦合電位。可以計算出導線i的自波阻抗和導線i與相線j的互波阻抗，具體見公式2-24與2-25 （2-24） （2-25）式中：是第i根導線的平均高度；是第i根導、地線的半徑與等效半徑，當導線i為n分裂導線時，我們可以通過此公式來計算等效半徑，其中，R表示分裂導線的外接圓半徑，r表示子導線半徑；Dij表示向?qū)Ь€i與j的鏡像距離；dij表示向?qū)Ь€i與j的距離。2.4本章小結(jié)本章介紹了雙指數(shù)函數(shù)雷電電流模型、鐵塔等效波阻抗的計算方法和使用EMTP軟件計算輸電線路雷電過電壓與耐雷水平的計算方法。通過對emtp中經(jīng)典模塊的研究，并通過建模，得到桿塔反擊耐雷性能的模型。對國標、武漢大學等有關(guān)雷電感應(yīng)過電壓的算法，以及導線與相線的過電壓耦合電壓的計算。

第3章220kV輸電線路事故分析及復現(xiàn)十堰市是湖北省的一個地級市，地勢和地貌復雜，山區(qū)氣候多變。由于熱條件和空氣對流，其雷電活動相對頻繁。近幾年來雷擊事故頻繁發(fā)生，據(jù)十堰供電公司統(tǒng)計近幾年十堰市220kV線路設(shè)備雷擊事件，如表3-1。本章主要對2020年事故桿塔，包括垸當線34號桿塔，十懸線135號和136號桿塔發(fā)生的事故進行分析，搜集桿塔數(shù)據(jù)以及發(fā)生雷擊時的雷擊電流等資料，并用電磁暫態(tài)軟件EMTP進行仿真分析，對事故進行復現(xiàn)，已達到理論和實際的統(tǒng)一結(jié)合。表3-1十堰市220kV線路設(shè)備雷擊事故跳閘統(tǒng)計年份201520162017201820192020次數(shù)2044043.1故障桿塔信息及事故情況概述3.1.1垸當線故障基本情況在2015至2020年期間，垸當線所屬線路共發(fā)生3次雷擊故障，其所屬桿塔為34#、26#、55#。（1）34號桿塔故障情況時間為2017年6月23日，垸當輸電線路34號桿塔雷擊故障電流為135.5kA，發(fā)生故障相為下、中同跳。圖3-1-134號桿塔放電痕跡（2）26號桿塔故障情況時間為2017年7月4日，垸當線A、B相雙回輸電線路雙套差保護動作，開關(guān)自動跳閘，未自動重合，經(jīng)過現(xiàn)場探查，在A、B相的絕緣子發(fā)現(xiàn)了放電印跡。（3）55號桿塔故障情況時間為2017年11月4日，垸當線55號桿塔發(fā)生跳閘事故，經(jīng)查詢，故障雷電流為95.2kA。3.1.2十懸線故障基本情況在2015年至2020年，十懸線一共發(fā)生3次雷擊故障，雷害桿塔分別為3#、135#和136#。（1）3號桿塔故障情況2015年7月23日，十懸線的3#發(fā)生雷擊故障，經(jīng)過計算，故障電流為94.6kA，故障為線路下相。（2）135號桿塔故障情況時間為2017年7月3日，十懸線135號桿塔C相發(fā)生雷擊故障，造成絕緣子串閃絡(luò)，在雷電定位系統(tǒng)的檢測下，發(fā)現(xiàn)雷擊點位于山頂，導致跳閘發(fā)生的主要原因為絕緣不合格。圖3-1-2135號桿塔放電痕跡（3）136號桿塔故障情況時間為2020年6月17日，十懸線136號桿塔在雷電流為119.4kA下發(fā)生閃絡(luò)故障，閃絡(luò)相為上、下兩相。3.2桿塔塔形及參數(shù)表3-2桿塔塔形及參數(shù)塔號塔型塔質(zhì)桿型塔高（m）檔距(m)地形地貌接地電阻測量值（Ω）接地電阻設(shè)計要求值Ω垸當線34號ZM2鐵塔直線塔42.5308山地1810十懸線135號SZ2鐵塔直線塔45407山地1711十懸線136號SZ2鐵塔直線塔37352山地1610十堰供電公司所屬垸當線34號桿塔和十懸線135、136號桿塔一些主要參數(shù)如表3-2所示，LGJ300/40導線，材質(zhì)為鋼芯鋁絞線，是雙分裂導線，最大破壞張力的24%取為實際運行的張力；JLB40/150避雷線，取實際運行張力為破壞張力最高值的0.18；接地體材質(zhì)為圓鋼，采用放射式排列方式。接地體按照規(guī)定的接地電阻運行，使用螺栓與輸電線路桿塔連接。3.3故障仿真分析及仿真結(jié)果在雷雨天時，若閃電擊中，塔架相導體雷擊引起的輸電線路過電壓可引起單相、雙回單相甚至多相導體絕緣子閃絡(luò)事故，為準確分析垸當線以及十懸線的雷擊閃絡(luò)事故，對事故桿塔需采取事故復現(xiàn)，在現(xiàn)有的桿塔數(shù)據(jù)以及供電公司所提供的雷電流大小，結(jié)合電磁暫態(tài)軟件EMTP計算桿塔的反擊耐雷水平。3.3.1垸當線34號桿塔仿真研究垸當34號桿塔，塔型ZM2，導線相序為bac，桿塔和實地拍攝如下圖。圖3-2桿塔結(jié)構(gòu)圖圖3-3桿塔兩側(cè)通道使用atp-emtp軟件，通過建模，得到單回輸電路的模型，如圖3-4，并在此過程中，使用精確的數(shù)據(jù)以便于減小誤差。出現(xiàn)故障時，34號桿塔導線相位為330°，根據(jù)得出的模型，當傳輸電流為97000A時，將造成C相閃絡(luò)，波形圖見3-5；當傳輸電流增至134000A時，將造成BC兩相一起閃絡(luò)，波形圖見3-6；而傳輸電流增至171000A時，將ABC三相共同發(fā)生閃絡(luò)，綜上所述，我們可以得出34號桿塔反擊耐雷水平，單向為97000A，兩相為134000A，三相為171000A。圖3-4單回線路反擊仿真模型圖3-5圖3-634號桿塔在134kA雷電電流下兩相閃絡(luò)3.3.2十懸線135號桿塔仿真研究十懸線其135號桿塔，塔型為SZ2，I回導線相序為BAC，II回相序為BAC，桿塔施工圖，現(xiàn)場實拍圖如3-7、3-8、3-9所示。圖3-7SZ2桿塔結(jié)構(gòu)圖圖3-8桿塔現(xiàn)場圖圖3-9桿塔兩側(cè)通道使用軟件進行擬合，雙回輸電線路如下圖所示：圖3-10雙回線路反擊仿真模型在EMTP軟件中通過設(shè)置雷電流的大小進行仿真分析，十懸線135號桿塔在遭雷擊時刻導線相位為0°，其所遭受的單回以及雙回跳閘事故如3-11，3-12所示。通過分析，可以得出得到下表傳輸電流I=105000AI回輸電路C相發(fā)生閃絡(luò)傳輸電流I=119000AI回C相遇II回C相都發(fā)生閃絡(luò)因此，我們可以135號桿塔的耐雷水平，單相為104000A，雙相為118000A。a135號桿塔I回C相閃絡(luò)b135號桿塔II回不閃絡(luò)圖3-11135號桿塔在105kA雷電流下發(fā)生單相閃絡(luò)a135號桿塔I回C相閃絡(luò)b135號桿塔II回C相閃絡(luò)3-12135號桿塔在119kA雷電流下發(fā)生兩相閃絡(luò)3.3.3十懸線136號桿塔仿真研究結(jié)合EMTP軟件進行事故復現(xiàn)，仿真的結(jié)果如圖3-13，根據(jù)仿真過程分析得到下表：a136號桿塔I回AB相閃絡(luò)b136號桿塔II回AB相閃絡(luò)圖3-13136號桿塔117kA雷電留下發(fā)生雙回四相閃絡(luò)3.4本章小結(jié)本章使用atp-emtp軟件，通過建模，得到單雙回輸電路的模型，并對十堰地區(qū)垸當線34號桿塔單回輸電線路故障情況和十懸線135號桿塔以及136號桿塔雙回輸電線路故障發(fā)生情況進行仿真分析與事故復現(xiàn)，最終得到在閃電擊中時，桿塔的反擊耐雷水平，有如下結(jié)論：（1）34號桿塔在導線相位為330°，接地電阻為18Ω，當傳輸電流為97000A時，將造成C相閃絡(luò)；當傳輸電流增至134000A時，將造成BC兩相一起閃絡(luò)：電流繼續(xù)增至171000A時，ABC三相發(fā)生閃絡(luò)。（2）135號桿塔在導線相位為0°，接地電阻為17Ω，傳輸電流為105000A時造成I回C相閃絡(luò)；傳輸電流增至119000A，將造成I回C相II回C相同時閃絡(luò)。（3）136號桿塔在接地電阻為16Ω，當傳輸電流為117000A時，I回輸電線路AB兩相II回AB相發(fā)生閃絡(luò)事故。

第4章雷擊220kV線路桿塔閃絡(luò)影響因素分析本章會繼續(xù)對垸當線、十懸線桿塔進行分析，通過atp-emtp軟件進行建模，并探究影響輸電線路耐雷水平的4個因素，即桿塔接地電阻、工頻電壓分量、導線相序的排列順序、安裝并聯(lián)間隙，從而分析這四個條件對絕緣子串閃絡(luò)時雷電流的幅值和閃絡(luò)相的影響。4.1桿塔接地電阻在上述4個影響因素當中，桿塔接地電阻的影響程度最大。當雷擊中桿塔后，避雷線和相導線分流能力較弱，等效波阻抗遠大于桿塔接地電阻，因此絕大部分電流經(jīng)桿塔散流入地。然而，極大的瞬時電流作用于桿塔的接地電阻，而產(chǎn)生極大的電勢差，這將提高桿塔上的橫擔電位，進而作用于絕緣子，使其兩端電壓劇增。因此，為了研究線路的耐雷水平，我們還需要考慮接地電阻的影響。以十懸線135號同塔雙回線路采取垂直同名BAC的排列方式作為研究對象，得出不同桿塔接地電阻對應(yīng)的線路耐雷水平，仿真結(jié)果如圖4-1所示。圖4-1由上圖可知：（1）桿塔接地電阻與輸電線路反擊耐雷水平反相關(guān)，桿塔接地電阻越大時，輸電線路的耐雷水平越低；桿塔接地電阻越小時，輸電線路耐雷水平越高。當接地電阻從5Ω增至20Ω時，單相、兩相、三相的耐雷水平都降低了約50%。接地電阻持續(xù)增大時，曲線斜率降低，耐雷水平的降速逐漸減緩。這是因為暫態(tài)雷電流在接地電阻較大時形成電壓降，電壓降越大則會抬高各橫擔電位，從而增加絕緣子兩端電壓，閃絡(luò)現(xiàn)象更容易發(fā)生；（2）由圖4-1的三條曲線可知，在相同接地電阻的條件下，三相耐雷水平最高，其次是兩相耐雷水平，最后是單相耐雷水平。當接地電阻為5Ω時，三相耐雷水平為240kA，兩相耐雷水平為200kA，單相耐雷水平為176kA。因此，桿塔接地電阻對耐雷水平的影響狠大，可以降低接地電阻，從而提高耐雷水平。同時在同塔單回的電路傳輸過程中，為了避免山頂、塔型較高或兩側(cè)檔距較大的桿塔遭受雷擊，應(yīng)使桿塔接地電阻盡量小于10Ω。4.2工頻電壓4.2.1工頻電壓分析在雷電災害過程中，線路的雷擊閃絡(luò)情況主要是受雷擊瞬間的工頻電壓分量和導線相序排列方式兩個因素決定，本章從此切入，研究工頻電壓改變時，雙回輸電線路耐雷水平及絕緣子的閃絡(luò)順序有何變化，并對工頻電壓進行分析，解決怎樣影響線路累計閃絡(luò)這一問題。閃電擊中導線時，絕緣子端電壓由三部分構(gòu)成；（1）雷電沿導線分流產(chǎn)生的電勢差。雷擊桿塔后電流沿桿塔和接地電阻散流入地，易在橫擔上產(chǎn)生較大的過電壓，與大地零電勢構(gòu)成電壓差；（2）感應(yīng)電壓分量。在放電的瞬間，輸電線路將感應(yīng)到與閃電極性相反的電荷，從而構(gòu)成感應(yīng)電壓分量；（3）工頻電壓分量。工頻電壓與電壓的極性和相位有關(guān)。當雷電流極性取為負時，絕緣子橫擔側(cè)電壓會低于導線側(cè)，同時感應(yīng)電壓與雷云極性相反為正極性。分析閃電的降落過程，在閃電擊中桿塔時，絕緣子兩端的實際電壓=∑電壓分量。為進一步分析反擊過程中工頻電壓對導線閃絡(luò)的影響程度，以垸當線34號桿塔作為對象，分別進行如下計算：絕緣子兩端電壓，其余三種電壓分量，并對絕緣子沖擊耐壓水平進行比較，其結(jié)果如表4-1所示。表4-1雷擊桿塔時各電壓分量的大小電壓分量忽略感應(yīng)和工頻電壓時絕緣子兩端電壓差（A）/kV感應(yīng)電壓（B）/kV工頻電壓（C）/kV絕緣子兩端的實際電壓值/kV絕緣子沖擊耐壓水平/kV上相B1156238-1641175中相A1178192013481630下相C12011431641453最大差值4595328277據(jù)表可知：（1）雷電流幅值等于100000A時，C相導線絕緣子兩端的實際電壓是1453000V，為三者中最大值，最接近絕緣子的沖擊耐壓（即閃絡(luò)電壓）1630kV。沖擊雷電流等于120000A時，先是下相C兩端的絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)；（2）在三個電壓分量中，沿導線并聯(lián)引起的電位差是影響絕緣子閃絡(luò)的重要因素。當閃電擊中桿塔時，電流沿著接地電阻流向地面，當接地電阻較大時，經(jīng)常會造成橫擔上較大過電壓的情況，與大地零電勢構(gòu)成電壓差，其值占絕緣子沖擊耐壓值的75%以上；（3）決定導線閃絡(luò)順序的主要因素是什么呢？答案是工頻電壓值的大小，及時工頻電壓在三者之中占的比重很小，但由于工頻電壓相位為周期變化的原因，導致三相中兩相間的差最大超過了300kV，這將作用于絕緣子的閃絡(luò)順序。例如，當相位為90°時，A相導線的工頻電壓為正弦波峰的峰值，繼而會導致中相代替下相導線率先發(fā)生閃絡(luò)。（4）三相中上相導線和雷云距離相近，故感應(yīng)電壓分量最大，這也是上相導線更易發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象的原因。4.2.2工頻相位分析上述仿真結(jié)果說明，導線閃絡(luò)的先后順序是隨相位發(fā)生周期性的變化，雷擊發(fā)生瞬間工頻電壓相位是影響導線閃絡(luò)順序的重要因素。如果在感應(yīng)電壓和工頻電壓下，絕緣子兩端電壓差被忽略，只計算工頻電壓相位對絕緣子閃絡(luò)現(xiàn)象的影響時，絕緣子閃絡(luò)的順序會根據(jù)三相電壓的波形改變，如下圖所示。圖4-2三相導線的工頻電壓由三相正弦波形圖可知，但僅考慮工頻電壓分量時，工頻電壓幅值最高的一相導線，其絕緣子率先發(fā)生閃絡(luò)，在以60°劃分的6個周期內(nèi)，每相閃絡(luò)的次數(shù)占整個過程的三分之一。表4-1單相閃絡(luò)順序隨相位變化情況工頻相位角30-90°90-150°150-210°210-270°270-330°330-30°閃絡(luò)相A相B相C相當傳輸電流極大時，將導致雙回線路產(chǎn)生兩相、三相、四相對地短路。第三章通過仿真復現(xiàn)結(jié)果可知：在220kV的雙回線路，會發(fā)生兩相閃絡(luò)。例工頻初始相位為0時，十懸線135號桿塔率先發(fā)生閃絡(luò)的為2C和1C；而出現(xiàn)多相對地閃絡(luò)現(xiàn)象時，閃絡(luò)導線仍為同名相。因此仍需探究在忽略感應(yīng)電壓和絕緣子兩端電壓差后，雙回線路的多相閃絡(luò)順序和周期性工頻電壓之間的聯(lián)系，仿真結(jié)果如下表所示：表4-3導線多想閃絡(luò)順序工頻相位角30-90°90-150°150-210°210-270°270-330°330-30°閃絡(luò)相1A相B相C相閃絡(luò)相2A-CA-BB-AB-CC-BC-A其中，閃絡(luò)相1為單相對地閃絡(luò)；閃絡(luò)相2為三相或四相閃絡(luò)。例如，工頻相角在30-90°之間時，先是兩回線路中A相導線閃絡(luò)，當相位增大時，閃絡(luò)相轉(zhuǎn)移至C相，相位繼續(xù)增大到150°時，則由A-C相閃絡(luò)逐漸變?yōu)锳-B相閃絡(luò)。依據(jù)上表可在忽略導線高度差時，準確判斷實際線路的雷擊閃絡(luò)規(guī)律，分析得到不同電壓相位下的故障閃絡(luò)相。4.2.3雙回同跳分析以135號桿塔為例，假設(shè)接地電阻等于15Ω，利用前文所述模型對0-360°范圍內(nèi)共12種相位下的耐雷水平和閃絡(luò)相進行分析，結(jié)果如下所示：表4-4工頻相位角/°0306090120150180210240270300330閃絡(luò)相（單相）2C2A2B2C閃絡(luò)相（兩相）1C2C1V2A1A2A1A2B1B2A1B2B1C2C圖4-3工頻相位和耐雷水平的關(guān)系圖4-4三種導線相序排列方式由仿真結(jié)果可知：（1）耐雷水平的波動和工頻相位存在一定的關(guān)系，單相和兩相在發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象時，耐雷水平的變化規(guī)律具有周期性，就兩相的變化趨勢而言，其并沒有單相明顯，究其原因主要是，導線的閃絡(luò)順序隨工頻相位的變化而變化，組合種類也不同；（2）兩相閃絡(luò)時的結(jié)果與上述閃絡(luò)順序不同。在雷擊過程中由于中下層相線距離避雷線的幾何位置較遠，耦合能力弱進而導致感應(yīng)電壓較低，增大了絕緣子兩端的電勢差，提高了被擊穿的風險，所以兩相閃絡(luò)時一般為中下層相線，仿真結(jié)果仍需進一步校對。4.3導線布置方式圖4-4所示的雙回輸電線路的導線相序有三種排列方式，(其中方式一為雙回全對稱的同相序排列方式)，以接地電阻等于10Ω時為例，在考慮工作電壓相位角的前提下，對三種導線布置進行了仿真。雖然各導線參數(shù)和塔型高度的不同使電壓分量有一定差異，仿真結(jié)果和第三章結(jié)論有略微不同，但不難發(fā)現(xiàn)導線相序的排列方式是決定絕緣子兩端電壓分量大小的重要因素，它不但影響絕緣子的閃絡(luò)順序，也決定了輸電線路的耐雷水平。下面以十懸線135號桿塔為研究對象，分析雙回輸電線路相序排列方式與耐雷水平、閃絡(luò)相之間的影響，如表4-7至4-9所示，分別在同一坐標軸內(nèi)繪制三種方式在單相和兩相閃絡(luò)時的耐雷水平曲線，如圖4-5、4-6所示。表4-5方式1下的仿真結(jié)果工頻相位角/°0306090120150180210240270300330閃絡(luò)相（單相）1C1A1B1C閃絡(luò)相（兩相）1C2C1A2A1A2B1B2A1B2B1C2C表4-6方式2下的仿真結(jié)果工頻相位角/°0306090120150180210240270300330閃絡(luò)相（單相）2C2A2B2C閃絡(luò)相（兩相）1A2A1C2A1A2A1A2B1B2A1B2B1C2C表4-7方式3下的仿真結(jié)果工頻相位角/°0306090120150180210240270300330閃絡(luò)相（單相）1C1A2A2B1B1C閃絡(luò)相（兩相）1C2C1A2A1B2B1C2C1B2C1C2C圖4-5三種排列方式下單向閃絡(luò)時耐雷水平表4-8三種排列方式下的耐雷水平值排列方式最大值最小值平均值單向閃絡(luò)兩相閃絡(luò)單向閃絡(luò)兩相閃絡(luò)單向閃絡(luò)兩相閃絡(luò)110910510111410511021151071041161091123113105103114108114由上表可知：（1）135號桿塔在三種相序排列方式下發(fā)生閃絡(luò)時，單相、兩相的耐雷水平，不論是最大值，最小值還是平均值均維持恒定，可知相序排列方式對耐雷水平影響不大，可忽略其影響因素；（2）相序排列方式的不同對閃絡(luò)造成的影響不同，例如工頻相位角等于270°，三種模式下塔架的閃絡(luò)相分別為1c2c、1c2b和1b2c，這是由于避雷線及率先發(fā)生閃絡(luò)的那一相會與其他非故障相之間進行耦合作用，進而導致導線的閃絡(luò)順序存在差異。下表和條形圖反映了在一個周期內(nèi)，三種排列方式下各層橫擔上層導線發(fā)生閃絡(luò)的次數(shù)及總反擊跳閘率與雙回同跳之間的聯(lián)系，在相同周期內(nèi)，兩相閃絡(luò)平均出現(xiàn)八次，總共二十四次。圖4-712種相位下的閃絡(luò)次數(shù)表4-9三種方式下的反擊跳閘率排列方式總反擊跳閘率雙回同跳率比例％10.02730.007226.420.02840.00712530.02820.007325.94.4安裝并聯(lián)間隙安裝這個并聯(lián)間隙是很需要技巧的，它主要的原理就是要用一對金屬屬性的電極（又稱招弧角或引弧角），將它并聯(lián)在一個絕緣子串的兩端，就可以了構(gòu)成一個保護的間隙。當雷擊到了桿塔的時候，此時沖擊所釋放的電壓，他是要小于那個絕緣子串所釋放的電壓的；而且率先放電的還是并聯(lián)間隙，在電動力和熱浮力等外界環(huán)境的影響下，進而就會產(chǎn)生短路，會釋放電壓的電弧，同時它會沿著距離絕緣子串越來越遠的方向進行不斷偏移，最終在并聯(lián)間隙的電擊棒端部停止下來，并還會充分的燃燒，直至跳閘，才完全的熄滅。由于存在這個并聯(lián)間隙，這樣就使處于絕緣子處的電弧從近端流向遠處，也就避免了它會損壞的情況，同時還可以保證系統(tǒng)在重合閘的時候的成功率；這樣就減小重大事故的發(fā)生風險，也提高了整個輸電線路的水平，這個針對的是抗雷方面。把并聯(lián)間隙這個東西分別加裝在單線回路、雙線回路和第二回線路相上；然后通過仿真就可以得到220kV的同塔雙回輸電線路反擊閃絡(luò)相以及耐雷水平。如表4-10和柱形圖所示。表4-10三種并列間隙安裝方式下發(fā)生不同相閃絡(luò)的結(jié)果安裝方式閃絡(luò)相單相兩相三相四相未添加避雷器C2C2，C1C1，C2，A1C1，C2，A2，A1在單回路率先閃絡(luò)的相上安裝一個并聯(lián)間隙C2C2，A1C1，C2，A1C2，C1，A2，B1在雙回路率先閃絡(luò)的相上安裝一個并聯(lián)間隙C2C2，C1C1，C2，A1C1，C2，A2，A1在第二回線路各相加裝并聯(lián)間隙C2C2，A2C2，A2，A1C2，A2，A1，CI圖4-8在單回路率先閃絡(luò)的相上安裝一個并聯(lián)間隙時的耐雷水平圖4-9在雙回路率先閃絡(luò)的相上安裝一個并聯(lián)間隙時的耐雷水平通過圖和表，對這個進一步分析并比較，得出了安裝不同組數(shù)的并聯(lián)間隙就會有不同的耐雷水平，說明并聯(lián)間隙和雙回電路的耐雷水平有關(guān)。并且利用前文所用到的仿真模型，就可以得到其對應(yīng)的反擊的耐雷水平。如柱形圖4-9所示?？梢钥闯觯涸谠O(shè)備上加裝一個并聯(lián)間隙就會使安裝的相的耐雷水平，就可以得到非常有效的降低，且可以使該相預先進行閃絡(luò)，此閃絡(luò)相與其余健全相之間的耦合能力就會變?nèi)?，降低絕緣子兩端的實際電壓差，其余的幾相的耐雷水平，也會會有非常明顯的提高。但反擊耐雷水平并不是和并聯(lián)間隙的安裝組數(shù)成正比，有一定局限性，且不是越多越好，而是視實際情況而定。圖4-10在第2回線路的各相上夾裝上安裝一個并聯(lián)間隙時的耐雷水平圖4-11四種不同的安裝方式對反擊耐雷水平的影響4.5本章小結(jié)在本章中，是以垸當線桿塔和十懸線作為研究的對象。并且利用EMTP這個方法，對影響耐雷水平的四個因素進行有效的分析，通過改變桿塔的條件，其中有是否加裝并聯(lián)間隙、接地電阻、工頻相位角、工作電壓等條件，來對不同情況下，線路發(fā)生閃絡(luò)的作用結(jié)果，對這個結(jié)果進行相關(guān)的討論，得出以下結(jié)論：（1）閃絡(luò)雷電流會隨著桿塔的接地電阻變化而變化，若接地的電阻增加，那么閃絡(luò)雷電流就會減小，他們是一個負相關(guān)的關(guān)系。當把接地的電阻從5Ω增加至20Ω的時候，發(fā)生的單相閃絡(luò)的平均的雷電流降低了48%；發(fā)生的雙相閃絡(luò)的平均的雷電流降低了46%；發(fā)生的三相閃絡(luò)的平均的雷電流降低了47%。因此，表明在接地的電阻上，形成的電壓降得越大，則會抬高各個橫擔的電位，增加了絕緣子的兩端電壓，也增加了閃絡(luò)被擊穿的風險。（2）工頻電壓的大小與導線閃絡(luò)的順序有關(guān)，并且還是主要的決定因素，雖然在三者之中，工頻電壓所占的比例不大，但由于工頻電壓相位為周期變化致使其中兩相間的差值最大超過300kV，在很大程度上影響了絕緣子閃絡(luò)的順序。（3）相的順序的排列方式，這幾乎對耐雷水平?jīng)]有影響，所以幾乎可以完全的忽略其的影響；但相序排列方式仍會對具體閃絡(luò)相產(chǎn)生影響，這是由于避雷線及率先發(fā)生閃絡(luò)的那一相會與其他非故障相之間進行耦合作用，通過這個進而會導致一些問題，其中最重要的就是導線的閃絡(luò)順序是存在一定的差異。（4）在相上加裝避雷器，會使得安裝相的時候，其的耐雷水平會明顯的升高，以此避免了安裝相時發(fā)生閃絡(luò)，同時也使得其他的相，在絕緣子的兩端電壓，會有不同程度上的降低，因此耐雷水平也會有一定的提升。但并聯(lián)間隙的安裝組數(shù)有一定局限性，且不是越多越好，而是視實際情況而定。

第5章輸電線路的反擊防雷的改造方案與風險評估十堰地區(qū)近幾年事故嚴重，需對其實施防雷改造措施，以加強輸電線路的耐能性能，減少雷擊事故的發(fā)生。本章節(jié)將結(jié)合該地區(qū)輸電線路信息、導線的結(jié)構(gòu)、絕緣性能、地閃密度和雷電活動，以此來計算出電路的反擊耐雷的水平，并且依據(jù)每一個基桿塔，來進行對其的防雷性能的風險評估。把差異化的防雷作為改造的依據(jù)，以此來對需要改造的線路，制定相應(yīng)有效的規(guī)則，并且進行分析其的實際的效果。5.1改造方案目前防雷改造方案主要應(yīng)對不同的桿塔針對其耐雷性能不同采取差異化的技術(shù)進行改造。差異化技術(shù)可以有效的對雷電活動不同，輸電線路信息差異，桿塔絕緣配置不同等因素采取不同的應(yīng)對策略。具體的措施為，對十堰地區(qū)五條輸電線路計算其反擊跳閘率，根據(jù)反擊閃絡(luò)的風險評估方法確定，每基桿塔的風險等級，采取差異化改造措施，這樣的方法既保證了輸電線路的安全穩(wěn)定性，又很大程度上節(jié)約了改造成本。防雷改造方案的具體步驟為：1）對輸電線路的信息進行整理，包括桿塔信息，