臺灣博碩士論文加值系統

本研究是利用TFlah軟體模擬分析，當架空輸電線路在遭受不同雷擊電流下，造成絕緣礙子閃絡而引發線路跳脫及電壓驟等事故。模擬為161kV嘉民E/S至斗工P/S紅線間，#29塔至#43塔兩回線架空輸電線路。首先熟悉軟體的基本操作，並依據當地落雷密度、頻率、雷害分級訂定防雷措施來降低雷害停電事故。一般雷擊事故的改善方式有降低鐵塔塔腳接地電阻、裝設線路避雷器、加強絕緣強度、增設耦合地線及增加地線橫擔寬度等防範雷擊保護措施探討防雷特性。研究結果可作為在架空輸電線路防雷設計之參考，同時查詢「雷擊資訊平台」亦顯示事故當下落雷頻繁，足使線路遭雷擊情形與模擬成果相互驗證，進而改善輸電線路整體的供電穩定及品質。

This paper uses the TFlah software simulation analysis. When the overhead transmission line is subjected to different lightning currents, the insulation hinders the flashover and causes the line to jump and the voltage suddenly. The simulation is 161kV Jiamin E/S to Dougong P/S red line, #29 tower to #43 tower two return line overhead transmission line. It is necessary to first familiarize with the basic operation of the software, and set lightning protection measures according to local lightning density, frequency, and lightning classification to reduce lightning blackouts. General lightning strike accident improvement methods include reducing the grounding resistance of the tower tower foot, installing the line arrester, strengthening the insulation strength, adding the coupling ground line and increasing the width of the ground line to prevent lightning protection. The research results can be used as a reference for lightning protection design of overhead transmission lines. At the same time, the "Lightning Strike Information Platform" also revealed that the accident was caused by frequent lightning strikes, which ensured that the line was struck by lightning and the simulation results were mutually verified, thereby improving the overall power supply stability and quality of the transmission line.

摘要…………………………………………………………..i
Abstract…………………………………………………………..ii
誌謝…………………………………………………………..iii
目錄…………………………………………………………..iv
表目錄…………………………………………………………..vii
圖目錄…………………………………………………………..viii
第一章 緒論…………………………………………………………..1
1.1 研究背景與動機…………………………………………………………..1
1.2 研究目的與方法…………………………………………………………..1
1.3 論文架構…………………………………………………………..2
第二章 架空輸電線路雷擊分析與防雷策略…………………………………………………………..3
前言…………………………………………………………..3
2.1 雷的形成與種類…………………………………………………………..3
2.1.1 雷的形成…………………………………………………………..3
2.1.2 雷的種類…………………………………………………………..4
2.2 雷電放電原理…………………………………………………………..6
2.2.1 輸電線路路徑效…………………………………………………………..6
2.2.2 雷暴日與地面落雷密度…………………………………………………………..6
2.2.3 鐵塔高度…………………………………………………………..7
2.3 雷擊突波類型…………………………………………………………..7
2.3.1 突波類型…………………………………………………………..7
2.3.2 直擊雷突波…………………………………………………………..8
2.3.3 感應雷突波…………………………………………………………..8
2.4 架空輸電線路跳脫事故類型分析…………………………………………………………..9
2.4.1 雷擊跳脫事故統計與分析…………………………………………………………..9
2.5 架空輸電線路構件介紹[6]…………………………………………………………..10
2.5.1 支持物…………………………………………………………..10
2.5.2 絕緣礙子……………………………………………………………..13
2.5.3 架空導線…………………………………………………………..14
2.5.4 架空地線…………………………………………………………..15
2.5.5 其他配件…………………………………………………………..16
2.6 輸電線路之閃絡分析…………………………………………………………..17
2.6.1 感應閃絡…………………………………………………………..17
2.6.2 地線屏蔽失敗閃絡…………………………………………………………..17
2.6.3 逆閃絡…………………………………………………………..18
2.6.4 跨距中央閃絡…………………………………………………………..19
2.7 輸電線路雷擊防護措施…………………………………………………………..20
2.7.1 改善塔腳接地電阻…………………………………………………………..20
2.7.2 差絕緣設計…………………………………………………………..21
2.7.3 輸電線路耐雷設計…………………………………………………………..23
2.7.4 改善架空地線遮蔽角…………………………………………………………..27
2.7.5 裝設線路避雷器…………………………………………………………..28
2.8 結語…………………………………………………………..31
第三章 架空輸電線路模擬組態之建立…………………………………………………………..32
前言…………………………………………………………..32
3.1 Tflash軟體簡介…………………………………………………………..32
3.2 專案參數(Project setup)[19]…………………………………………………………..33
3.2.1 Project Identifacation專案定義…………………………………………………………..33
3.2.2 System Voltages系統電壓…………………………………………………………..34
3.2.3 Lightning Parameter雷擊參數…………………………………………………………..34
3.3 地理資訊參數(Geography Setup)[19]…………………………………………………………..35
3.3.1 Feature特徵…………………………………………………………..35
3.3.2 Location位置…………………………………………………………..36
3.3.3 Misc各式…………………………………………………………..37
3.4 線路設定參數(Line Setup)[19]…………………………………………………………..38
3.4.1 鐵塔型式…………………………………………………………..38
3.4.2 Ground System(接地系統)…………………………………………………………..39
3.4.3 Circuit Assignments(相序配置)…………………………………………………………..40
3.4.4 Conductor Locations(導、地線裝設位置)…………………………………………………………..40
3.4.5 Conductor(導地線種類)…………………………………………………………..41
3.4.6 Insulator(絕緣礙子種類)…………………………………………………………..42
3.4.7 Arms(鐵塔橫擔形式)…………………………………………………………..43
3.4.8 Arresters(線路避雷器)…………………………………………………………..43
3.4.9 其它線路設定參數…………………………………………………………..44
3.5 元件資料(Component Data)…………………………………………………………..46
3.6 觀看模擬波形及統計圖表資料[19]…………………………………………………………..47
3.6.1 觀看電壓、電流波形…………………………………………………………..47
3.6.2 觀看統計圖表資料…………………………………………………………..50
3.7 結語…………………………………………………………..50
第四章 雷擊事故分析與實際模擬探討…………………………………………………………..51
前言…………………………………………………………..51
4.1 事故檢討緣由及分析…………………………………………………………..51
4.1.1 事故狀況說明…………………………………………………………..51
4.1.2 TFlash參數建置…………………………………………………………..52
4.2 模擬與分析…………………………………………………………..54
4.2.1 模擬雷擊可能性分析…………………………………………………………..55
4.2.2 模擬雷擊直接擊中地線分析…………………………………………………………..55
4.2.3 模擬雷擊直接擊中導線分析…………………………………………………………..56
4.2.4 TFlash統計每年雷擊型態及機率…………………………………………………………..58
4.2.5 結果檢討…………………………………………………………..58
4.3 防雷形式之模擬與分析…………………………………………………………..59
4.3.1 區段裝設避雷器之分析…………………………………………………………..59
4.3.2 全面裝設線路用避雷器…………………………………………………………..61
4.3.3 加強礙子絕緣強度之分析…………………………………………………………..62
4.3.4 降低接地電阻分析…………………………………………………………..65
4.4 結果分析…………………………………………………………..67
第五章 結論及未來展望…………………………………………………………..68
5.1 研究結論…………………………………………………………..68
5.2 未來展望與建議…………………………………………………………..68
參考文獻…………………………………………………………..69
附錄 雷害事故報告…………………………………………………………..71
Extended Abstract…………………………………………………………..72

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