海缆-架空线雷击过电压仿真分析：基于ATP-EMTP的研究

"海底电缆-架空线线路雷击过电压分析与计算" 本文主要探讨了在含有海底电缆的电力系统中，雷击过电压的问题及其影响因素。在海缆与架空线路结合的电力传输系统中，雷电波通过架空线路传输至海底电缆时，会引发特殊的过电压现象。这种过电压不仅受到海缆自身特性的影响，还与避雷器配置、接地电阻以及线路结构等多种因素密切相关。 首先，文章引用了实际案例，即一个400MW的海上风电场，其通过35kV电缆连接多个风电机组，经过220kV GIS变电站升压后，通过220kV海缆送电至陆地。这里的海缆线路采用了1600mm²的单芯或三芯电缆，敷设在水下5米深处，而架空线路则是18公里长的LGJ-300/40型导线，配备双避雷线。 接着，作者构建了基于ATP-EMTP软件的仿真计算模型，用于模拟雷击过电压的情况。模型中，杆塔被精细建模，考虑到不同部位的电感和电容差异，以更准确地反映雷电流在杆塔上的传播和反射。通过模型计算，分析了不同工况下的过电压水平，特别是避雷器布置方式、杆塔冲击接地电阻以及海底电缆长度的影响。 计算结果显示，避雷器的布置方式对线路两端的过电压有显著影响，但无论采取何种布置，过电压均未超过海缆的主绝缘水平。此外，冲击接地电阻的增加会导致海底电缆末端的过电压增大，而海缆的长度则同时影响首端和末端的雷击过电压。这些发现为实际工程中的防雷设计提供了重要的理论依据。 本文的研究填补了关于高压、大截面、长距离海缆与架空线路结合的过电压研究领域的空白，提供了更深入的理解和计算方法，有助于未来类似工程的设计和安全运行。通过精准的仿真计算，可以更好地预测和控制雷击过电压，从而保护电力系统的稳定性和设备的安全性。