输电线路潜供电弧及影响因素分析

华祖春

（国网重庆市电力公司巫溪县供电分公司，重庆405800）

输电线路潜供电弧及影响因素分析

华祖春

（国网重庆市电力公司巫溪县供电分公司，重庆405800）

主要针对输电线路潜供电弧及影响因素进行分析。首先介绍了有关潜供电弧的基本概念及潜供电流特点；然后从理论的角度分析了特高压同塔多回输电线路的特点，同塔多回线路的特点均可能导致线路潜供电流增大，降低单相重合闸成功率；最后简单列举了其他影响潜供电弧熄灭的因素。

潜供电弧；特高压；多回线路；故障点

引言

对于潜供电弧来说，占主导地位的有两个因素，第一个是潜供电流；第二个是恢复电压。相对于第一个因素潜供电流来说，它最后必定流过短路点，中间会经过短路电流，而决定其电流的大小主要有以下几个方面：线路参数、系统运行方式以及线路传输容量等。

1 潜供电弧的基本概念

短路电流的产生是在特定的情况之下，通常来讲有两个点，第一点是存于超高压的输电线路里；第二是发生瞬时性单相接地的故障。只有同时发生了以上两点，此时产生的电流称之为短路电流，与此同时，在短路电流发生故障的地方会有一种现象，电弧会发生燃烧，此时的电弧被称之为次电弧。相对而言，在此种情况之下，短路电流的值也是相对偏大的，影响它的最主要的因素是电压等级。一旦短路电流偏高，它的电弧也会受到一定的影响，但对于一次电弧来讲，不仅能量较高，而且稳定性也比较高。此外，还有恢复电压的存在，对于恢复电压的产生，则有关于潜供电弧，一般情况下，只要潜供电弧熄灭，就会出现电压，而这种电压称之为恢复电压[1]。

2 潜供电流特点分析

对于潜供电流来说，它主要表现在两个部分，第一部分是静电感应分量，第二部分是电磁感应分量。对于电磁感应分量的产生，主要是有以下两点，第一点是健全相，第二是电感。第一点通过第二点时，在故障相上会出现感应电动势，由于相与地之间存在着对地电容，此电动势又经由故障相的对地电容形成回路，形成潜供电流的纵分量，横分量与故障点位置无关，但纵分量与故障点的位置有关，当线路中点发生故障时，电磁感应分量为零，越往两边电磁感应分量越大，当到达线路端点时电磁感应分量达到极值；静电感应分量当发生短路接地之后故障相两端断路器断开，同时短路故障处的电压降低为零，健全相中的电压通过相间电容在故障相上产生一个静电耦合电流，静电耦合电流的大小与故障点的位置无关，但与线路的结构（例如杆塔的结构）、线路的长短、换位方式、相许排列等有关。但是在潜供电流的计算中电磁感应分量所占比重很小，静电感应分量占大部分，因此在计算中通常可以忽略电磁感应分量，只计静电感应分量。在此以1 000 kV特高压单回输电线路和500 kV超高压单回输电线路分别计算潜供电流的静电感应分量和电磁感应分量[2]。

3 特高压同塔多回输电线路特点

特高压线路与超高压线路相比，其电压等级更高，在布置导线时的结构更加紧密，这使得线路间的耦合作用加强。此外，因为电压等级较高，输送容量较大，特高压线路发生短路接地故障时恢复电压绝对值较大，但是由于空气间隙的距离也增大，所以在特高压线路中的恢复电压梯度并不会有明显变化[3]。

此外，与单回输电线路相比较，同塔多回输电线路具有以下特点：1）同塔多回混压输电线路的相序排列方式，并联电抗器的装设形式，导线的换位方式更加复杂。2）同塔多回混压输电线路静电和电磁耦合作用均加强，这使得潜供电流和恢复电压值均较大。由于是多回线路同塔架设，线路间的距离较近，除了本回线路三相间的耦合作用外，还存在线路两两间的耦合。3）故障方式增多。从理论上讲，同塔多回输电线路可能发生的故障包括了单相接地故障，双回两相同时接地。

综上，同塔多回线路的特点均可能导致线路潜供电流增大，降低单相重合闸成功率。我国国土面积宽阔，但是负荷集中，未来的特高压电网长度、换位情况差异大[4]。

4 影响潜供电弧熄灭的其他因素

除去上面讲到的潜供电弧，还有一个弧道电阻和过渡电阻，对于弧道电阻来讲，它的数值会在其他因素的影响之下在一定范围内不断变化，这里的因素主要表现为：潜供电弧与故障点位置、气候条件以及绝缘子链长度等。相对而言，过渡电阻（短路点的电弧电阻称之为过渡电阻）就简单许多，它仅对电流电压以及相位产生一定的影响。通常情况下，计算出现的金属性短路是不急电弧电阻影响[5]。

电弧电阻的数值短路表现也是有所变化的。主要表现在电流、电弧长度等方面。

除去上述中所说，影响潜供电弧的因素还有其他原因，主要表现在风力和风速、弧柱位置等。

风不仅能使弧柱加长，且可以使其加速冷却，对于介质强度的恢复起了很大作用，因此风速对弧柱的冷却影响甚大。根据实际超高压线路的运行事故表明，电弧出现在绝缘子串上，而出现此类情况的原因是与电压闪络有关。

[1]高一弘.同塔双回送电线路的最优相序排列[J].海峡科学,2008 (6):38-41.

[2]娄颖,戴敏,何慧雯,等.1 000 kV交流紧凑型输电线路潜供电流和恢复电压计算分析[J].高电压技术,2011(10):13.

[3]车学哲,沈凤龙,王建辉,等.基于瞬时对称分量法的电网无功补偿方法[J].电力系统及其自动化学报,2012(4):15.

[4]张旭.特高压平行双回线路熄弧措施的研究[D].北京:华北电力大学，2012(9):144.

[5]孙义豪.1000 kV/500 kV同塔混压四回输电线路耐雷性能研究[D].重庆:重庆大学,2011(5):132.

（编辑：贾娟）

Analysis of the Potential Arc and Its Influencing Factors of Transm ission Line

Hua Zuchun
(State Grid Chongqing Power Company Wuxi Power Supply Com pany,Chongqing 405800)

In this paper,the potential arc of transmission lines and its influencing factors are introduced.Firstly,the basic concept of the potential arc and the characteristics of the potential supply current are introduced.Then,the characteristics of the UHV transmission line on the same tower are analyzed theoretically.The characteristics of the multi-circuit lines on the same tower may lead to the increase of the line potential,Reducing the success rate of single-phase reclosing.Finally,other factors that influence the extinguishmentof the potential arc are briefly listed.

submerged arc;UHV;multi-circuit;fault point

TM723

A

2095-0748(2016)24-0053-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.24.21

2016-11-26

华祖春（1971—），女，重庆巫溪人，本科，工程师，研究方向：电力企业线路管理。