110 kV线路绝缘子雷击闪络电压特性分析
王震宇1
付刚2
1.华北电力大学 能源动力与机械工程学院,河北 保定 071066;国网河南省电力公司 电力科学研究院,河南 郑州 4500522.国网河南省电力公司 电力科学研究院,河南 郑州 450052
摘要：[目的]在电力系统中,输电线路作为关键组成部分,常因地处偏僻且绵延千里,易遭受雷击等自然灾害影响导致故障.我国输电线路雷击故障约占总事故的 50%.雷击会引发杆塔绝缘闪络、电压异常甚至供电中断,还会损坏电子设备,造成较大经济损失.为提高输电线路对雷击的抗性,本文对110 kV线路绝缘子雷击闪络电压特性进行分析,以改进输电线路设计,增强其抗雷电能力.[方法]基于电场理论和能量守恒原理,构建电场内电子的能量守恒方程,结合3 种粒子(正属性粒子、负属性粒子、中性粒子)的运动方程和泊松方程,建立绝缘子雷击数学模型.通过数学模型计算雷击电流过电压,获取雷电冲击输电线路的电流标准波形.同时,分析输电线路耐雷电水平与绝缘子串闪络电压的关系,通过过电压分析绝缘子雷击闪络电压特性,进而获取雷击点的电流值与雷击电流过电压.此外,选用110 kV线路的硅橡胶绝缘子进行实验,模拟不同呼高、接地电阻、雷电电流波形和绝缘距离等参数,分析各参数对电压波形的影响.[结果]实验结果表明,绝缘子在遭受不同波形雷击时,电压值会在12 μs后趋于平缓.其中双指数型电压峰值最大,斜角型模型对电压的控制效果最优,绝缘距离大于 5m时电压波形更趋于稳定.与其他方法相比,本文方法得到的电压波形与实际情况更为接近,误差低于1 kV,准确性较高.[结论]杆塔呼高为25m时绝缘子对雷击冲击响应最敏感,接地电阻增大,电压峰值随之增大,斜角型雷击电流模型控制电压效果最佳,绝缘距离大于5m时可提高绝缘子抵抗雷电冲击的能力.研究将数学模型与电场理论结合,综合考虑多种参数对绝缘子的影响,建立了更全面准确的绝缘子串电压波形和数学方程.该研究成果为输电线路设计提供了科学依据,对提高输电线路抗雷电能力,保障电力系统安全稳定运行具有较高的工程应用价值和借鉴意义.
关键词：110 kV线路输电线路绝缘子电压雷击闪络电压电压特性分析
分类号：TM863(高电压技术)
资助基金：国家自然科学基金(51277187)国网河南省电力公司科技项目(521702200004)
论文发表日期：2026-01-25
在线出版日期：2026-03-17（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 10-18 )
英文信息