引言
特高压直流输电线路承担着远距离大容量的输电任务，在电网中占有非常重要的地位。士5OOkV直流输电线路的运行经验表明，雷击是造成直流输电线路闪络的最主要的因素。因此线路的防雷保护对特高压直流输电线路的安全运行至关重要。由于输电线路沿线不同的地形条件、导线参数、杆塔设计等都会对直流输电线路的雷电性能造成影响，因此有必要对特高压直流输电线路的耐雷性能进行有针对性的研究。
1仿真模型
目前投运的大多数高压直流输电工程均采用双极两端中性点接地方式运行，即两端换流站的中性点均接地运行。在这种运行方式下，接地极线路上流过的电流即为两极不平衡电流，在双极平衡时该电流很小，通常小于额定电流的1%。
2超高压直流输电线路共用接地极电气特性研究
2.1耦合地埋线的作用
①降低接地电阻，加强接地线的接地电阻作用，利用地下埋设的接地线于杆塔接地装置相连；②在易雷击地段埋设耦合地埋线，加强架空底线的作用，将雷电电流进行分流，显著提高线路耐雷水平，降低跳闸率。
2.2接地极线路阻抗监视性能分析
接地极阻抗监视通过对线路阻抗的测量实现对故障状态的判断，由于双极平衡运行工况下接地极线路上无直流电流流过，为保证监视功能的可靠性，阻抗监视装置将持续向线路注入13．95kHz的高频电流，用以进行阻抗计算。为了防止高频电流侵入换流站，接地极线路两侧装设了带阻滤波器实现了对注入信号的阻断，但由于接地极址侧的滤波器装置有并联匹配电阻，因此在计算线路正常运行时的阻抗，应该计及并联电阻的影响。
2.3二分法
采用二分法查找故障点时，应保持线路两侧开路，从线路中间施加电流源，用钳形电流表测量流向线路两侧的电流，有电流流过的一侧存在接地点。若发现某侧线段存在接地点，则可按照如上测量方法和流程逐渐向存在接地点侧逼近测量，直至将接地点范围缩小在适当范围内，然后对该范围内线路进行重点排查。
2.4入地电流随深度的变化
对于输电线路地面电场，国内外研究机构主要针对单一输电工程开展了大量研究工作。北京邮电大学吕英华等用模拟电荷法求解了高压输电交流输电线路附近电磁场，武汉大学万保权、中国电力科学研究院陆家榆等学者分析了交流同塔四回线路、超高压直流线路的电磁环境，众多学者先后评估了气象条件、线路结构、导线布置方式等因素对交流、直流线路地面电场的影响，给出了输电线路穿越不同区域时地面电场限值，并确定了特殊区段的拆迁范围及电磁干扰防护措施。上述研究只针对单一输电线路地面电场，对于多条直流线路共用接地极，当一条线路一极发生故障时，大地回路将流过额定电流，高达３０００／５０００Ａ。
2.5接地装置设计
接地系统是维护电力系统正常运行，保障人身和设备安全，防止雷电和静电危害等必不可少的措施。输电线路杆塔接地措施是为了引导故障时的大电流流到大地，如果没有较好的接地措施，杆塔接地电阻较大，当出现故障时，杆塔上带有很高的电位，易造成人身伤害和绝缘破坏。在雷击输电线路杆塔时，为了导泄雷电流入地以减小塔顶电位，提高反击耐雷水平，对杆塔的接地电阻进行了限制。
2.6输电线路地面电场－磁场分布
直流输电线路正常工作时，导线表面会产生一定程度的电晕放电。交直流电晕在发展机理上的最大区别在于空间电荷的影响不同。由于交流电压随时间周期变化，交流输电线路发生电晕时，对应电压上半周期因电晕放电产生的离子，在下半周期因电压极性改变，又几乎全被拉回导线，因此交流电晕中的离子在往返运动中最多到达导线外数十厘米空间。而直流电压极性固定，直流输电线路发生电晕时，极导线电晕产生的带电离子中，与导线极性相反的离子被拉向导线，与导线极性相同的离子将背离导线，沿电力线方向继续运动。这样，整个电极空间充斥着极性与导线极性相同的空间电荷，导线极性不变，所有空间电荷使得整个电场均匀。
2.7小波包分析
基于多分辨分析的小波变换虽然可以对信号进行有效的时频分解，但由于其尺度是按二进制变化的，所以在高频段其频率分辨率较差，而在低频段其时间分辨率较差。小波包分析为信号提供了一种更精细的分析方法，它将频带进行多层次划分，对多分辨分析没有细分的高频部分进一步分解，并能够根据被分析信号的特征自适应地选择相应频带，使之与信号频谱相匹配，从而提高了时-频分辨率，因此小波包分析具有更广泛的应用价值。
2.8地闪密度的改进计算
地闪密度与雷暴日紧密联系，规程法给出了地闪密度的计算公式，但是该计算公式是建立在经验基础上的，通用公式计算得到的地闪密度往往与实际情况有一定的差异，因此需要对高压直流输电线路区域的地闪密度做针对性的研究，得出研究线路所在区域的实际地闪分布情况。雷暴日分为两种，一种是人工观测雷暴日，另一种是雷电定位系统检测的雷暴数据。传统的雷暴观测是根据人的听觉、视觉得到的，显然人工观测雷暴日具有受人为因素、观测范围、观测条件影响的各种缺点，观测结果误差比较大，使得特高压输电线路防雷计算的准确度降低[25，26]。雷电检测优于人工观测，能够较为准确和记录雷电的活动情况，其缺点是记录的年限较少。而人工观测资料的年限较长，可达几十年。可见，人工观测和雷电定位方法各有有缺点，如果能够将两种方法记录的数据结合起来，充分利用它们的优势，则能得到更准确结果。
结语
在掌握接地极线路不平衡保护和阻抗监视原理的基础上，理论分析了两种保护的保护性能，得到以下结论:1)接地极线路不平衡保护无法保护接地极线路全长，保护的灵敏性与双极不平衡电流和过渡电阻有关，不平衡电流越小，保护灵敏性越低;过渡电阻越大，保护灵敏性越低。同时，不平衡保护不具备监测接地极线路双回线同点故障的能力。2)由于注入信号的频率过高，阻抗监视装置的测量阻抗与故障距离呈现周期变化，传统距离保护的整定原则无法适用。利用测量阻抗与正常阻抗偏差实现的整定方法受线路参数变化的影响，导致阻抗监视在实际运行中有拒动的可能。3)进一步改进接地极线路的保护策略，提高保护的故障隔离能力，是保证直流系统安全运行的有效措施。
参考文献
[1]徐闻，李荷薇，李国毅，等.雷击特高压直流杆塔暂态特性分析[J].电气技术，2015（1）：44~47.
[2]何金良.±800kV云广特高压直流线路雷电防护特性[J].南方电网技术，2013（1）：21~27.
