耐候角钢塔冲击阻抗试验及其瞬态电磁仿真分析

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangyuxxxx
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耐候角钢塔是一种极具前景的新型环保输电线路杆塔,不仅解决了普通镀锌钢杆塔在热镀锌工序中产生Cr6+的环境治理问题,同时降低了线路运行中后期维护的人力及经济成本。冲击阻抗是评估杆塔雷电反击性能的重要参数,杆塔落雷后,塔顶电位升高,可能导致杆塔绝缘子发生雷电反击闪络,造成电气设备损坏。耐候钢材料在自然环境下材料表面会生成一层致密的氧化保护层,在防止基体进一步沿纵深方向腐蚀的同时,也增加了杆塔的搭接电阻,从而增大杆塔绝缘的雷击瞬态承受电压。因此,对耐候角钢塔的冲击阻抗及瞬态电磁场进行研究,可为该材料输电线路杆塔的防雷设计提供有价值的参考依据。本文对一座220kV输电线路耐候角钢塔进行了冲击阻抗现场试验,并基于传输线矩阵模型(TLM)对杆塔进行雷击瞬态电磁场仿真研究。基于电磁场理论,考虑了杆塔与注入线间因电磁耦合现象产生的影响。本文对比了不同注入线角度下的注入杆塔电流及塔顶电位,提出了在实际条件下最适用于现场试验的注入线角度。设计了220kV输电线路耐候角钢塔现场冲击阻抗试验方案,并获得了不同冲击电压等级下的杆塔注入电流、杆塔电位升试验数据,提出了现场试验环境对试验结果的影响。同时基于现场试验装置布置及试验结果,本文采用仿真的方式对现场试验进行了模拟,对仿真模型参数设置进行了验证,校正了试验结果并计算获得了被测杆塔的冲击阻抗零频电阻约为53.4Ω,低频电感约为31.69μL。根据获得的杆塔三维仿真模型,计算了在不同幅值雷电流下耐候角钢塔的绝缘承受电压。通过现场试验及仿真分析,获得该220kV输电线路耐候角钢塔的冲击阻抗结果及杆塔绝缘承受电压,希望本研究成果可为耐候角钢塔的防雷设计提供参考。
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