亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        1 000 kV特高壓輸電線路特殊形式雷擊故障案例分析

        2022-02-26 08:35:30趙俊杰
        電瓷避雷器 2022年1期
        關(guān)鍵詞:耐雷分形桿塔

        趙俊杰,虞 馳,任 華,顧 浩

        (1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司金華供電公司,浙江 金華 321000;2.國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司,武漢 430074)

        0 引 言

        雷電災(zāi)害為聯(lián)合國認(rèn)定的10種最嚴(yán)重自然災(zāi)害之一,線路雷電防護(hù)為電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)的重要部分。特高壓輸電線路連綿數(shù)千公里,縱橫交錯(cuò),所處的地形復(fù)雜多變,雷電對(duì)特高壓線路威脅巨大。國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,特高壓線路絕大多數(shù)的雷擊跳閘為繞擊,對(duì)于相應(yīng)的防雷電繞擊工作已取得了較多的研究成果。

        由雷電發(fā)展的先導(dǎo)法(LPM)得知,雷電先導(dǎo)發(fā)展過程具有隨機(jī)性及確定性。文獻(xiàn)[1]開展了自然雷云放電路徑的分形特性以及雷電先導(dǎo)分形發(fā)展模擬方法的研究,文獻(xiàn)[2]運(yùn)用盒維數(shù)法對(duì)雷電模擬路徑的分形維數(shù)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明這種分析方法能夠高效反應(yīng)出空間分布對(duì)雷電發(fā)展過程的影響,能夠更準(zhǔn)確地、全面地對(duì)雷擊進(jìn)行分析,文獻(xiàn)[3]基于分形理論,對(duì)輸電線路先導(dǎo)發(fā)展情形開展研究,同時(shí)給出了超、特高壓輸電線路繞擊耐雷性能評(píng)估方法,文獻(xiàn)[4]采用分形模型模擬了先導(dǎo)的發(fā)展過程,分形模型不僅能夠給出先導(dǎo)通道圖形,而且能夠解釋側(cè)面繞擊的機(jī)理。

        帶有分形特性的雷電先導(dǎo)發(fā)展過程如圖1所示,雷電發(fā)展過程中可以存在多個(gè)末端,進(jìn)而對(duì)地面形成多個(gè)雷擊點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),80%以上的雷電在發(fā)展過程中均存在不同程度的分形特性[1],本研究將這類帶有分形特性的雷電稱為“分叉雷”。

        圖1 基于分形特性的雷電先導(dǎo)發(fā)展過程Fig.1 Development of lightning channel based on fractal characteristics

        隨著線路監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展,大都重要線路上安裝了視頻監(jiān)測(cè)裝置,同時(shí)我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷完善,輸電線路里程不斷增長(zhǎng),雷擊跳閘樣本數(shù)量不斷增大,區(qū)別于傳統(tǒng)的繞擊和反擊,雷擊跳閘正呈現(xiàn)出新的特性[5-12]。針對(duì)1 000 kV特高壓線路的一次特殊雷擊故障案例進(jìn)行分析,通過獲取故障相關(guān)影像資料并激進(jìn)型研究,結(jié)果表明分叉雷擊中輸電線路造成特殊類型故障發(fā)生,同時(shí)提出了相應(yīng)的防雷應(yīng)對(duì)措施。

        1 線路故障情況

        1.1 故障概述

        2019年04月09日17時(shí)50分56秒,1 000 kV某線路B相(單回路右相)故障跳閘,重合成功。保護(hù)測(cè)距距離安吉站171.91公里,距離蘭江站23.15公里。氣象數(shù)據(jù)顯示,故障發(fā)生時(shí)相關(guān)區(qū)段天氣為強(qiáng)雷陣雨天氣,氣溫在22 ℃~32 ℃間,西南風(fēng)6級(jí),相對(duì)濕度86%。

        1.2 線路故障診斷系統(tǒng)查詢情況

        根據(jù)1 000 kV該線路上安裝的故障診斷儀信息反饋,2019年04月09日17時(shí)50分56秒870毫秒1 000 kV該線路發(fā)生雷擊跳閘,重合閘成功,故障相為B相,位置在301號(hào)桿塔和346號(hào)桿塔之間,距離301號(hào)桿塔大號(hào)方向17.179公里,故障測(cè)距桿塔是340號(hào)桿塔附近。

        1.3 故障巡視及處理

        經(jīng)組織人工地面特巡、無人機(jī)高空巡視及登桿檢查,最終發(fā)現(xiàn)該線路341號(hào)塔B相導(dǎo)線側(cè)均壓環(huán)處有輕微放電融斑(見圖2)。該線路337號(hào)-343號(hào)段地處高山地段,不存在外力破壞情況。實(shí)測(cè)341號(hào)塔接地電阻為7.1 Ω,均滿足設(shè)計(jì)及運(yùn)行要求。

        圖2 絕緣子串小均壓環(huán)放電痕跡Fig.2 Flashover trace on vice-grading ring of insulator

        故障桿塔341號(hào)塔塔型為ZBC271514(呼稱高為79.5 m),導(dǎo)線、左側(cè)地線、右側(cè)地線型號(hào)分別為8*JL/G1A-500/45、JLB20A-170、OPGW-175,絕緣子配置為復(fù)合絕緣子雙聯(lián)串,接地形勢(shì)為左側(cè)地線分段接地、右側(cè)光纜逐塔接地。故障區(qū)段雷害等級(jí)為D1區(qū),主要地形為山地,地面傾斜角為30°,邊導(dǎo)線防雷保護(hù)角為-7.29°,現(xiàn)場(chǎng)位置為高山山頂。該地區(qū)氣候類型為亞熱帶氣候,常年平均氣溫在16.6 ℃~18.2 ℃之間,降水量963 mm~1 918 mm。

        2 故障原因分析

        2.1 故障原因排查

        根據(jù)雷擊定位系統(tǒng)查詢、變電站故障錄波測(cè)距結(jié)果及線路故障診斷裝置提供的參數(shù),初步判斷故障范圍為338號(hào)-342號(hào)桿塔,該區(qū)段為高山,線路鐵塔較高,不太可能發(fā)生外力破壞事故。4月9日17時(shí)50分左右金華地區(qū)為雷雨天氣,338號(hào)-342號(hào)桿塔一帶雷電活動(dòng)較強(qiáng)。因此,初步判斷雷擊跳閘的可能性較大。

        2.2 雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

        根據(jù)雷電定位系統(tǒng)查詢(綜合浙江、江西等鄰近省份站點(diǎn)數(shù)據(jù)),故障時(shí)刻前后1分鐘內(nèi),1 km線路走廊半徑內(nèi)共有4次雷電,綜合考慮故障發(fā)生時(shí)間及離開線路的距離遠(yuǎn)近,序號(hào)3雷電與341號(hào)塔跳閘相關(guān)性最大,雷電流幅值為-14.7 kA,如表1所示。

        表1 地閃查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 List of cloud-to-ground lightning flash

        2.3 線路雷擊故障分析

        2.3.1 繞擊耐雷水平計(jì)算

        利用ATP-EMTP進(jìn)行桿塔繞擊耐雷水平計(jì)算,對(duì)故障桿塔進(jìn)行建模如圖3所示。根據(jù)仿真結(jié)果,仿真電壓相角不同時(shí),B相的繞擊耐雷水平如表2所示??梢钥闯?,B相耐雷水平隨電壓相角呈現(xiàn)波動(dòng),總體來說,B相平均繞擊耐雷水平約為25.4 kA,當(dāng)電壓相角為300°時(shí),B相繞擊耐雷水平為24.5 kA,此時(shí)繞擊耐雷水平最低。

        表2 繞擊耐雷水平仿真結(jié)果Table 2 Lightning withstand level of shielding failure

        圖3 故障桿塔仿真圖Fig.3 Simulation of target tower

        根據(jù)桿塔繞擊跳閘率電氣幾何模型(EGM)計(jì)算方法[7],計(jì)算該基桿塔的最大繞擊雷電流,電氣幾何模型計(jì)算示意圖如圖4所示。

        圖4 電氣幾何模型示意圖Fig.4 Sketch of EGM

        依據(jù)公式(1)和公式(2),得到該基桿塔B相的最大繞擊雷電流約為80.67 kA。匯總前述計(jì)算可知,故障桿塔的繞擊雷電流幅值范圍為24.5 kA~80.67 kA。

        rs=8I0.65

        (1)

        (2)

        式中,rs為導(dǎo)線擊距,單位為m;I為雷電流幅值,單位為kA;rsk為臨界擊距,單位為m;β為對(duì)地?fù)艟嗯c對(duì)導(dǎo)線擊距比值;Y0為導(dǎo)線與地線中點(diǎn)高度,單位為m;α為地面傾角;d為導(dǎo)線與地線連線長(zhǎng)度的一半,單位為m。

        2.3.2 反擊耐雷水平計(jì)算

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)接地電阻7.1 Ω,對(duì)故障桿塔進(jìn)行反擊耐雷水平計(jì)算,結(jié)果如表3所示??梢钥闯?,當(dāng)電壓相角位于180°~240°時(shí),B相將發(fā)生反擊閃絡(luò),平均反擊耐雷水平約為297 kA。

        表3 反擊耐雷水平計(jì)算結(jié)果Table 3 Lightning withstand level of lightning back-flashover

        2.3.3 耐雷水平分析

        故障桿塔的反擊耐雷水平約為297 kA,本次雷電幅值僅為-14.7 kA,接地電阻滿足設(shè)計(jì)要求,故排除反擊雷的可能。

        故障桿塔的繞擊雷電流幅值范圍為24.5 kA~80.67 kA,發(fā)生在2019年04月09日17時(shí)50分56秒870毫秒時(shí)刻的雷電流發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)等信息和故障發(fā)生時(shí)間及故障桿塔位置相吻合,幅值為-14.7 kA,未達(dá)到故障相繞擊耐雷水平。考慮到雷電定位系統(tǒng)探測(cè)的電磁波沿地表傳播,其受土壤電磁參數(shù)及地形起伏影響,易發(fā)生衰減和畸變,存在一定偏差(一般偏差率小于20%),故此次實(shí)際雷電流幅值最大可能為-14.7×1.2=-17.64 kA,仍小于桿塔繞擊耐雷水平,無法使線路發(fā)生繞擊跳閘,排除繞擊雷的可能。

        2.4 在線監(jiān)測(cè)視頻圖像分析

        為了進(jìn)一步查清線路跳閘原因,運(yùn)維人員調(diào)取了當(dāng)天雷擊故障發(fā)生時(shí)段的線路附近通道可視化視頻。從安裝于該線路341號(hào)桿塔小號(hào)側(cè)的在線監(jiān)測(cè)視頻球機(jī)觀測(cè),當(dāng)跳閘故障發(fā)生的瞬間,故障桿塔附近出現(xiàn)一次閃電,閃電以一個(gè)主通道向下發(fā)展,產(chǎn)生兩個(gè)分支后以相對(duì)均衡的速度向地面發(fā)展,其放電路徑的形狀類似倒“Y”字形(見圖5,最終兩個(gè)閃電分支相繼接地,形成分叉雷[4]。

        圖5 視頻監(jiān)控中分叉雷截圖Fig.5 Image of “bifurcate lightning”in monitoring system

        通過觀察天氣良好情況下的視頻畫面(見圖6),可確認(rèn)分叉雷放電路徑的一個(gè)末端位于靠近341號(hào)桿塔,另一個(gè)末端位于山體,該雷電連通了故障桿塔和山體。

        圖6 視頻監(jiān)控顯示時(shí)間為17:50:56時(shí)截圖Fig.6 Image at 17:50:56 in monitoring system

        為驗(yàn)證分叉雷的存在,根據(jù)視頻畫面中的分叉雷放電路徑在山體側(cè)的接地位置,采用無人機(jī)進(jìn)行探查,發(fā)現(xiàn)山體側(cè)一棵樹木存在雷電燒傷痕跡(見圖7)。由于雷電流較小,僅部分樹枝被燒傷,現(xiàn)場(chǎng)情況與本次-14.7 kA較小的雷電流幅值相吻合。

        圖7 本次雷擊樹木燒傷痕跡Fig.7 Burn mark on the tree struck by lightning

        2.5 雷擊原因分析

        根據(jù)相關(guān)研究[13],分叉雷這類具有多接地點(diǎn)的雷電并不是罕見現(xiàn)象,部分地區(qū)50%的地閃雷電具有多接地現(xiàn)象,當(dāng)分叉雷的某一支先導(dǎo)通道先接地后,地面零電位波以接近光速向上傳輸,如果零電位沒有趕上另一支分叉通道的向下發(fā)展,則可能形成多接地先導(dǎo)。

        結(jié)合雷電特點(diǎn),根據(jù)線路跳閘故障情況、雷電定位信息、現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像分析等情況分析,可判定此次雷擊故障為特殊的閃電在線路附近分叉,形成倒“Y”字形的分叉雷,兩分叉末端分別擊中341號(hào)桿塔和山體,這兩個(gè)分支之間形成了導(dǎo)線對(duì)地的放電通道。此過程在該線路B相導(dǎo)線上形成的短時(shí)放電脈沖,進(jìn)而引起保護(hù)動(dòng)作跳閘。

        根據(jù)故障分析過程,分叉雷引起線路跳閘的發(fā)生機(jī)理與傳統(tǒng)的繞擊、反擊存在較大差異,具體對(duì)比分析見表4。

        表4 分叉雷、繞擊與反擊對(duì)比Table 4 Comparison with bifurcate lightning,shielding and lightning back-flashover

        3 結(jié)論與建議

        通過以上分析,本次該線路跳閘是由分叉雷直接導(dǎo)致341號(hào)塔B相導(dǎo)線對(duì)地接地所致,并非由常見的繞擊雷或反擊雷引起。這表明特高壓架空輸電線路雖然具有較高的耐雷水平,但受復(fù)雜自然環(huán)境影響,可能遭受具有產(chǎn)生多點(diǎn)接地點(diǎn)特點(diǎn)的分叉雷,仍存在較大的雷電防護(hù)難度。筆者根據(jù)該線路發(fā)生的一起特殊雷電跳閘故障,結(jié)合雷電特點(diǎn),根據(jù)線路跳閘故障情況、雷電定位信息、現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像分析等情況分析,得出以下結(jié)論。

        1)此次雷擊故障為國網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)首次獲取分叉雷擊中輸電線路相關(guān)影像資料,為輸電線路分叉雷擊故障形式的存在提供了直接證據(jù),同時(shí)為雷擊故障研判技術(shù)完善提供了重要支撐。今后可選擇易發(fā)區(qū)段安裝視頻裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè),積累分叉雷等特殊雷擊故障形式的防護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

        2)分叉雷的不同分支之間可直接形成導(dǎo)線對(duì)地的放電通道,因此此類情況下線路是否跳閘與雷電流幅值、桿塔耐雷水平等因素?zé)o關(guān)。

        3)引起線路跳閘故障的分叉雷,其不同分支將在線路導(dǎo)線側(cè)和地面?zhèn)攘粝吕讚艉圹E;可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排查情況,結(jié)合雷電定位系統(tǒng)、故障點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像等輔助信息,判定是否為分叉雷引起的線路跳閘故障。

        4)根據(jù)故障發(fā)生機(jī)理,分叉雷引起線路跳閘時(shí)需直接擊中導(dǎo)線,因此采用減小地線保護(hù)角、加裝側(cè)向避雷器等防雷措施,可提高對(duì)導(dǎo)線的屏蔽性能,起到預(yù)防分叉雷的作用。

        猜你喜歡
        耐雷分形桿塔
        基于北斗的高壓輸電桿塔智能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)與應(yīng)用
        感受分形
        基于ZigBee與GPRS的輸電桿塔傾斜監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
        電子制作(2019年11期)2019-07-04 00:34:36
        分形之美
        分形空間上廣義凸函數(shù)的新Simpson型不等式及應(yīng)用
        基于粗糙模糊集的輸電桿塔塔材實(shí)際強(qiáng)度精確計(jì)算
        ±800 kV /500 kV交直流混聯(lián)輸電線路反擊耐雷水平
        并行防雷措施在提高線路反擊耐雷性能的應(yīng)用
        降低輸電線路雷擊跳閘率是采取“疏”還是“堵”
        科技視界(2013年21期)2013-08-20 01:01:16
        基于分形理論的一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法:分形學(xué)習(xí)
        热久久国产欧美一区二区精品| 日本一区二区在线播放| 涩涩鲁精品亚洲一区二区| 曰本女人与公拘交酡| 美女大量吞精在线观看456| 国产成人亚洲综合小说区| 日本av一级视频在线观看| 丰满人妻被两个按摩师| 日日av拍夜夜添久久免费| 无码国产精品色午夜| 日韩一二三四区在线观看| 97人人模人人爽人人喊网| 国产免费午夜a无码v视频| 亚洲无码毛片免费视频在线观看| 可以直接在线看国产在线片网址| 国产精品国三级国产av| 国产乱子伦精品无码码专区| 蜜桃一区二区三区自拍视频| 媚药丝袜美女高清一二区| 大又大粗又爽又黄少妇毛片| 波多野结衣在线播放一区| 亚洲精品在线一区二区三区| 国产欧美日韩一区二区加勒比| 国产欧美日韩一区二区三区在线 | 国产天堂网站麻豆| 被驯服人妻中文字幕日本| 午夜一区二区三区观看| 国产无套内射久久久国产| 亚洲两性视频一三区| 超碰青青草手机在线免费观看| 国产区精品一区二区不卡中文| 小12萝8禁在线喷水观看| 人妻丝袜中文字幕久久| 亚洲三级视频一区二区三区| 久久99久久99精品中文字幕| 欧美日韩亚洲一区二区精品| 91精品国产高清久久福利| 色欲人妻综合aaaaa网| 亞洲綜合一區二區三區無碼| 少妇又色又爽又刺激的视频| 日日摸日日碰人妻无码 |