1　我国电网雷电监测与防护水平现状 20世纪80年代末,我国成功研制出雷电定位系统,使我国成为继美国之后第2个拥有雷电定位技术自主知识产权的国家。同时，日本等电网发达国家也进行了雷电定位系统的研发和建立工作。 1.1　雷电基础参数缺乏 雷电放电涉及气象、地形、地质等许多自然因素,有很大的随机性，因而雷电参数具有统计性。长期以来,我国的防雷设计标准普遍缺乏适用的雷电实测参数。20世纪80年代前，雷电流概率分布曲线是基于多年实测的1205个数据统计得出的,后又依据浙江新杭线20多年观测数据加以修改。雷电日采用气象部门人工观测数据。地面落雷密度等参数完全参考国际推荐数据。雷电参数的取值和统计规律受测量技术限制,主要来自局部地区线路的雷电观测资料和间接推算。雷电活动和地理情况、气候关系很大,不同区域、不同季节的雷电参数特征相差较大,因此上述参数并不能全面科学地反映我国的雷电活动情况,据此做出的防雷设计及保护措施的效果有待改进。 1.2　防雷设计和分析方法不够完善 目前，国内电网防雷设计与分析工作所采取的计算方法和模型主要有:分析输电线路反击耐雷水平采用行波法、基于电磁场的抵消场法、EMTP程序等;分析输电线路绕击耐雷水平采用电气几何模型(EGM)、先导发展模型(LPM)等。这些计算方法和模型因存在一定假设且一些关键参数取值无确切依据而无法适用于各种情况,特别是随着超/特高压输电线路的发展,已显示出不适应性,如电气几何模型、先导发展模型等已无法解释超/特高压线路绕击率大于设计要求的事实。另外,在线路和杆塔结构、地形地貌等方面，现有的输电线路防雷计算模型未能进行全面细致的考虑。 1.3　雷电屏蔽模拟试验技术有待发展 近年来,电网中应用了一些非传统的雷电屏蔽措施，其屏蔽效果在实验室通过模拟试验加以确认。但是,国内不同实验室所采取的试验方法比较混乱，缺乏统一科学的雷电屏蔽模拟试验方法,其试验结果值得商榷。文献提出的全强度全方位的雷电屏蔽模拟试验方法,由于当时长间隙放电试验的间隙尺寸较小，所以仍需要进行更大尺寸间隙的试验验证。 2　雷电流测量技术 2.1　雷电流 为了了解雷电流的波形参数，人们在一些高大构筑物（电视塔、输电杆塔等）上对雷电流进行了实际监测。由于雷电流的频率比较高，被击物体尺寸相对较大，不能用集总参数表示，需要利用波过程理论进行分析。雷电流在传播时会产生折反射，被击构筑物不同位置处雷电流的波形就会不同，雷电流监测装置安装位置对于测量结果会有很大的影响。因此，雷电流监测工作需要解决两方面的问题：一是需要对雷电放电过程和被击物体建立比较精确的模型，研究雷电流的传播规律，根据实际的测量数据排除被击物体的影响，还原雷电流的原始波形，这对于雷电流波形参数的监测工作有着指导性的作用；另一个是需要通过分析研究得出雷电流监测装置的推荐安装位置，雷电流监测装置安装在该位置时，被测雷电流波形的畸变较小。 2.2　雷电流直接测量 雷电流参数一直是电网防雷设计的基础参数，国外在不同地方开展了很多的雷电流直接测量研究工作,如在美国纽约帝国大厦、前苏联莫斯科电视塔、南非观测站、瑞士圣萨尔瓦托山观测站、加拿大国家电视塔、日本特高压输电线路、巴西MCS观测站等地利用各种雷电流测量装置测量了雷电流幅值和波形，并获得了大量的实测数据。 国内主要是利用磁钢棒在各地以及浙江220kV新杭线等输电线路上进行了雷电流幅值测量。由于传统的磁钢棒法或磁带(卡)法只能测量雷电流幅值，不能测量雷电流波形,且磁钢棒或磁带被多次磁化后只能保留最大雷电流幅值信息,所以测量误差较大。随着测量和传感技术的日益发展，成本不断下降,有必要且能够在全国开展更广泛、技术更先进的雷电流幅值和波形直接测量工作。 与传统的雷电流测量方法相比,以罗氏线圈型电流传感器和光纤或无线传输构成的雷电流测量系统有着明显的优点:能够测量雷电流幅值和波形,精度高，并且采用光纤或无线传输信号,解决了由于输电线路电磁干扰严重而对测量系统造成的误差。 因此，可以通过在全国各典型区域的高塔和输电线路上大量安装这种雷电流直接测量装置,获取雷电流实测参数，指导不同区域电网的防雷差异化设计，同时标定雷电定位系统雷电流幅值和波形的测量精度。 3　总结 我国在电网雷电监测与防护技术领域已取得许多成果,但雷电流测量技术仍有一些难题亟待解决。针对这些开展研究,将极大提升我国雷电监测与防护的技术水平,也为我国相关防雷标准和规程的制修订提供基础参数和依据。雷电流直接测量工作的广泛开展,既可以获得目前全世界都普遍缺乏的雷电流实测参数,又是对雷电定位系统遥测的雷电流幅值进行直接校准的有效手段。电网雷电监测与防护是一个需要长期进行研究工作的领域,除本文所提及的关键技术之外,一些常规的关键问题,如电网雷击预警技术、杆塔雷电冲击特性、不同类型绝缘子串伏秒特性曲线、线路冲击电晕特性、输电线路防雷仿真系统等也都需要进一步开展深入研究。

文章来源：《电网技术》 网址: http://www.dwjszzs.cn/qikandaodu/2020/1118/630.html

上一篇：强化电网规划建设应对极端天气对电网的影响
下一篇：山东首个光伏发电蔬菜大棚投入应用