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２０２５年１月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４４卷第１期１２６

ＤＯＩ:１０.１２１５８/ｊ.２０９６￣３２０３.２０２５.０１.０１３

基于雷电分形模型的架空线路绕击特性分析试验

占金涛ꎬ杨天翼ꎬ郭俊

(西安交通大学电气工程学院ꎬ陕西西安７１００４９)

摘要:近年来ꎬ一类在电气几何模型、先导发展模型等基础上提出的可以体现雷电曲折性和分散性的分形模型逐

步被用于架空线路雷电屏蔽性能研究ꎮ文中基于模拟试验和自然雷电的等效性ꎬ搭建１∶４０缩比试验平台ꎬ以常见

５００ｋＶ输电线路用ＺＢ６Ｔ型杆塔为研究对象ꎬ施加１６０/２５００μｓ负极性操作冲击波ꎬ分别研究绕击率与空间分布和

保护角的关系ꎮ基于ＷＺ模型和有限差分法建立雷电分形模型ꎬ在缩比试验间隙配置下进行线路绕击特性仿真分

析ꎮ模拟试验和仿真结果均表明:输电线绕击率高的点集中在靠近传输线处ꎬ绕击空间整体呈现倒抛物线型ꎬ符合

绕击规律ꎮ保护角减小ꎬ则绕击率相应降低ꎬ同时绕击空间略有减小ꎮ仿真结果与试验数据对比表明ꎬ文中构建的

雷电分形模型在线路绕击率预测上具有较高可靠性ꎮ

关键词:雷电分形模型ꎻ等效性ꎻ缩比试验ꎻ架空线路ꎻ绕击率ꎻ雷电屏蔽分析

中图分类号:ＴＭ７５文献标志码:Ａ文章编号:２０９６￣３２０３(２０２５)０１￣０１２６￣１０

能逼近自然雷电的操作波进行了大量的冲击放电

０引言

[１７]

试验ꎮ２００９年ꎬ郑家松等对ＺＢ６Ｔ杆塔进行１∶４０

随着我国电网等级的提升和运行范围的扩大ꎬ模拟试验研究ꎬ试验结果表明ꎬ山区地形的绕击率

线路稳定运行的安全问题越发重要ꎮ国内外运行[１８]

远高于平原地区ꎮ２００９年ꎬ贺恒鑫进行了１∶４０

经验显示:雷闪是造成输电线路故障的原因之一ꎬ缩比的±５００ｋＶ直流输电线路雷电模拟放电试验ꎬ

其中绕击是引发特高压输电线路跳闸的首要[１９]

得出了Ｇ４￣４０型杆塔绕击空间分布的结论ꎮ

[１￣２]

原因ꎮ２０１４年ꎬ王羽等建立了缩比分别为１∶８０、１∶４０、１∶２５

近年来ꎬ一类在电气几何模型、先导流注模型的５００ｋＶ输电线路模型ꎬ研究了输电线路缩比模型

[３][２０]

等基础上提出的可以体现雷电曲折性和分散性试验的影响因素ꎮ２０２０年ꎬ蓝磊等对±１１００ｋＶ

的分形模型开始被用于雷电屏蔽性能研究ꎮ２０世[２１]

输电线路的雷电屏蔽性能进行了模型试验研究ꎮ

纪６０年代末ꎬＡｒｍｓｔｒｏｎｇ和Ｗｈｉｔｅｈｅａｄ提出了早期的然而ꎬ上述屏蔽分析模型的仿真研究和架空线

[４]

电气几何模型ꎮＬｅｅ于１９７７年提出了电气几何路的试验研究相对独立ꎬ现阶段尚缺乏将雷电屏蔽