特高压共走廊输电线路电磁耦合分析及改善措施

特高压共走廊输电线路电磁耦合分析及改善措施

张冬冬

(中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局云南昆明650000)

摘要：与以往相比，我国特高压电网在传输容量、电压等级以及传输距离等参数方面都发生了显著的增加。在这种背景下，当雷击天气中的雷电击中特高压电网之后，其会为特高压共走廊输电线路带来极大的经济损失。在这种情况下，应该通过适宜改善措施的应用，保证特高压输电线路的安全运行。

关键词：特高压共走廊；输电线路；电磁耦合；改善措施

引言

随着我国经济的快速发展，社会对电力的需求日益增长，为了提高输电走廊的输送容量，缓解走廊建设与土地紧缺之间的矛盾，特高压输电线路共走廊架设已成为必然趋势。特高压共走廊输电线路间存在强烈的电磁耦合效应，由此产生的感应电压、感应电流对电力系统输变电设备及检修人员的安全构成了巨大的威胁，开展特高压共走廊输电线路间电磁耦合干扰研究具有重要的意义。

1特高压输电线路防雷概述

特高压输电线路防雷意义重大，只有在熟知具体运行情况后，才能建设起性价比高、安全可靠的特高压输电线路。例如，±800kV特高压输电线雷击通常有两个特点：一是线路具有极强的绝缘性，雷击中避雷线的可能性较低；二是线路杆塔较高，这样就容易出现绕击的情况。对±800kV特高压输电线路避雷线的屏蔽性进行分析可以得出：±800kV特高压输电线路直线杆塔主要塔形有：M型水平排列、3V型水平排列、M三角形排列及3V型三角排列。表1具体表现了这几种塔型的绕击闪络率。

表1：±800kV特高压输电线路雷电绕击率

2特高压共走廊输电线路电磁耦合分析

电磁耦合又称互感耦合，它是由于两个电路之间存在互感，使一个电路的电流变化通过互感影响到另一个电路。两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并且通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。概括的说耦合就是指两个实体相互依赖于对方的一个量度。本文主要从以下几方面入手，对特高压共走廊输电线路电磁耦合进行分析。

2.1电磁耦合产生原理

在雷击天气中，绕机跳闸的发生会引发特高压输电线路的雷击跳闸事故。对于输电走廊资源较为紧缺的位置而言，特高压交直流线路的同走廊运行现象的发生概率极高。当这种现象产生之后，电磁耦合效应会在输电线路的交直流线路之间产生。出现这种效应的话，会引发输电线路停运线路部分的感应电流，以及感应电流的数值发生显著增加。基于这种情况，停运线路中所包含的电力设备的运行安全就会受到一定得影响，而且停运检修人员的人身安全同样会受到相应影响。

2.2特高压输电线路截面方面

研究表明，随着特高压输电线路截面的变化，线路产生雷击故障的概率也会发生相应的变化。虽然这种变化不属于线性变化，但是该参数同样是属于影响线路雷击故障概率的主要因素之一。

2.3雷击电流幅值方面

在特高压输电线路的运行状态之下，雷电流幅值对暂态感应电流以及感应电压这两种参数产生的影响作用相对较小。如果对雷电流幅值这种参数进行增加处理，特高压输电线路所产生感应电流以及电压的暂态峰值会随之发生增加变化。

2.4雷击位置方面

就雷击的位置而言，其对特高压输电线路所产生感应电流以及感应电压的影响效果相对较小。当输电线路的雷击位置发生变化时，静电感应电压参数的变化幅度相对较大。

3特高压共走廊输电线路电磁耦合的改善措施

这里分别从以下几方面入手，对特高压共走廊输电线路电磁耦合的改善措施进行分析。

3.1双交单直同走廊输电线路方面

就该方面而言，改善措施主要包含以下几种：第一，交流线路架设方式改善措施。对于双交单直同走廊线路而言，在交直流线路间下层导向垂直接近距离不断增加的情况下，针对该输电线路应用正三角、倒三角加设方式后，线路所产生的感应电流以及感应电压会发生降低变化，但是其降低范围相对较小。这种现象表明，在该状态下，应用这种改善措施能够起到一定的改善效果，但是改善效果相对较微弱。针对该输电线路应用正三角、鼓形、倒三角架设方式之后，该输电线路停运线路部分所产生的静电感应电流和感应电压都会发生减小变化。这两种参数产生的变化在符合线性减小变化特点的同时，起到了良好的改善效果。第二，交直流线路边相导线水平接近距离改善措施。在交流导线处于正三角、鼓形、倒三角架设状态中时，对于双交单直同走廊线路而言，扩大交直流线路边相导线的水平接近距离之后，同走廊线路所产生的感应电流数值以及感应电压数值发生显著减小。在边相导线水平接近距离的数值大于20m的范围中，应用这种措施可以起到有效的改善效果。当该距离的数值低于20m范围时，相对于正三角、鼓形、倒三角架设形式而言，应用倒三角架设方式能够产生更加显著的感应电流和感应电压数值减小效果。

3.2单交单直同走廊输电线路方面

就该方面而言，其改善措施主要包含以下两种：第一，交流线路正三角、水平、倒三角架设方式改善措施。应用这种改善措施之后，在交直流输电线路间下层导线垂直接近距离逐渐增加的背景中，这种输电线路中的停运线路部分的电压和静电感应都会发生一定程度的降低。这两种参数的降低变化都属性线性变化。除此之外，输电线路的电磁感应电流以及电压这两种参数也会发生相应的降低，但这两种参数的改善效果相对静电感应电压而言，程度较轻。第二，单交直走廊的边相导线水平接近距离改善措施。对于单交单直同走廊线路而言，±800kV交流导线的架设类型为正三角、水平、倒三角情况时，随着交直流线路中边相导线水平接近距离数值的不断增加，输电线路的停运线路部分产生的感应电流以及感应电压都会产生减小变化。这两种参数的变化属于非线性变化。当边相导线的水平距离超出30m范围时，将线路的架设方式调整为倒三角、正三角以及水平架设状态时，线路所产生感应电流以及感应电压之间的相差数值相对较小。当边相导线的水平接近距离的数值处于30m范围内时，将架设方式调整为倒三角方式之后，线路感应电流以及感应电压参数的降低效果更加明显。

4结语

总而言之，对于特高压输电线路而言，其在雷击天气中输电走廊紧缺位置有极高概率，会产生特高压共走廊运行现象。为了降低电磁耦合引发的不良影响，可以针对单交单直同走廊输电线路以及双交单直同走廊输电线路这两种不同情况应用不同的改善措施，进而实现对感应电流及感应电压参数的合理控制。

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