杨倩颖 王巨丰 李心如 王国锋

(广西大学电气工程学院 南宁530004)

0 引言

雷电是电力系统的第一事故源。研究表明,我国220 kV 以上的超高压输电线路有40%～70%的事故都是雷击跳闸导致的。雷击输电线路或雷击杆塔会造成线路杆塔的绝缘子发生闪络事故,工频续流会沿闪络通道流入接地端,这种现象会严重威胁电网的安全运行。配网结构错综复杂,其绝缘水平和耐雷水平与输电网相比较低,易受直接雷击和感应雷击的影响,其雷击跳闸率及断线率居高不下[1-3]。

雷击事故成为电网供给需求侧严重的安全问题,因此输电线路对防雷有极高的要求。电网安全稳定分析指出,为保证电网稳定运行,发电机功角应在远小于90 °的基础上运行,此种运行方式导致电网的输运效率严重不足,而每一次雷击闪络都会使系统出现一次强扰动,影响电压稳定,甚至出现大面积停电事故,造成的经济安全损失不可估量,因此防止雷击跳闸成为电网安全稳定运行的重大课题[4]。

国内外的研究学者在输电线路防雷问题上已经取得了一定的成果,并且已经广泛地应用于电网中,然而跳闸率没有得到明显改善,说明现有的防雷措施仍存在不足之处。本文将分析当前防雷面临的难题以及现有防雷措施存在的问题,并在已有防雷技术的基础上创新性地提出气体灭弧防雷方法,为输电线路防雷技术的发展提供新的思路。

1 复杂雷击工况下的防护空白

1.1 多重雷击引发跳闸

国际大电网委员会(CIGRE)2013 年报告表明,80%的地面落雷为多重雷,对地闪络大部分为3～5次回击,平均间隔时间为60 ms。……