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雷击是输电线路可靠运行的主要危害。随着输电线路电压等级的越来越高,线路上杆塔高度也不断增加,无形中增加了雷击杆塔的概率。因此,分析研究输电线路杆塔遭受雷击时的波过程情况,从而为线路及杆塔防雷提供依据及指导就显得具有重要的科学意义和工程应用价值。本文分析了500kV电压等级线路的杆塔遭受雷电侵袭时的波过程情况。 为了准确地分析雷击输电线路杆塔时的波过程情况,需要建立与实际情况相符合的杆塔模型。以前的研究大多是基于电压等级较低,高度不高的杆塔进行的研究。而随着输电线路电压等级的不断提升,杆塔高度随之迅猛增加,以前的研究模型已经很难满足现在高杆塔的防雷研究需求。本文以高杆塔为研究对象,引入模块化思想对杆塔结构进行细化,以求更真实具体地反映杆塔的实际情况。 本文对雷击杆塔时的波过程作了以下研究分析:从电磁场的相关理论出发,结合杆塔的实际结构提出了新的杆塔等效阻抗模型建立方法;在圆锥天线模型理论基础上得到垂直单导体的等效阻抗;考虑杆塔主体四根垂直支柱的实际情况,引入修正系数得到垂直四导体系统的等效阻抗;搭建了横担的等效阻抗模型;分析斜材对杆塔主体的影响,引入斜材影响因素,搭建了斜材等效阻抗模型;将杆塔模块化处理,得到杆塔阻抗随高度变化的函数关系;对张家坝—长寿500kV送电线路上的SZC3型直线塔建立了等效阻抗模型。 基于搭建的杆塔等效波阻抗模型,在ATP中针对独立杆塔及线路中杆塔遭受雷击时的波过程进行仿真分析,得到横担端部的电位分布情况,与Hara模型仿真结果进行了比较。基于波过程分析的Bergeron法,对按照本文方法建立的杆塔模型计算其节点电压方程,节点导纳矩阵及电流源列向量,搭建了等值计算电路。考虑了火花效应及电感效应对冲击接地的影响,将冲击接地阻抗表达式时段化处理,分析了每一段的具体物理过程;将冲击接地电阻以一独立模块形式考虑到波过程数值计算模型中,更符合波过程实际情况。