甘 艳，姚 勇，张 昌，陈 柔，黄瑞莹

（1.华中电网有限公司，武汉 430077；2.武汉大学电气工程学院，武汉 430072）

0 引言

雷击电路杆塔放电过程是一个极为复杂的电磁过程，在地形复杂、多雷、土壤电阻率高的地区，雷击输电线路活动频繁，严重影响电网运行安全[1]。采用电磁场数值计算方法对输电线路、杆塔、接地极（或地网）进行统一建模分析是防雷技术研究发展的方向，同时，现代试验技术、计算机技术、电磁场计算理论的发展也为这一研究方向提供了保障。近几十年来，国内外在这方面做了大量的研究计算，取得了丰硕的研究成果[2-7]。

在早期建立模拟雷击的杆塔仿真模型中，通常采用等效电感来模拟杆塔，忽略杆塔上的波过程[8]。我国规程[9]给出了不同结构杆塔单位长度的电感值。将杆塔视为等值电感，杆塔上任意点的电位相同，不能完全反映雷击塔顶时雷电流在杆塔上的传播过程以及反射波对杆塔各节点电位的影响。随着电压等级[10]的不断提高，采用集中电感模拟杆塔的防雷性能的弊端越来越明显，计算结果也往往过于保守，造成线路建设投资过大。

在输电线路遭受雷击时，雷电流一部分从杆塔顶端流至底端，然后经过接地体装置向土壤散流，另一部分经过避雷线流向其他输电杆塔[11-12]。因此，塔顶过电压不仅受到杆塔自身电阻和冲击接地电阻的影响，还受到避雷线分流的影响，所以线路中避雷器也对雷击杆塔有所影响[13]。分析输电线路杆塔和接地装置的雷击冲击特性的前提是建立可靠的分析模型[14]，这些模型都把外形和杆件复杂的杆塔，简化为等效圆柱或圆锥体等有规则的外形，并忽略了雷电流通过杆塔时产生的波形畸变和波速降低等因素的影响。……