第 1 卷第 2 期/Vol. 1 No.2 南方电网技术 研究与分析/ pp. 36-52 2007 年 12 月/Dec. 2007 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Research & Analysis 文章编号：1674-0629(2007)02-0036-04 中图分类号：TM863 文献标志码：B 空气密度和湿度对雷电击距的影响 M. Nayel 1, 2 ，赵杰 1,3 ，何金良 2 ，蔡宗远 1,3 ，王琦 1,3 （1. 南方电网技术研究中心，广东 广州 510623； 2. 清华大学 电力系统国家重点实验室，北京 100084; 3. 特高压工程技术国家工程实验室，广东 广州 510623） The Effect of Air Density and Humidity on Lightning Striking Distance M. Nayel 1, 2 , ZHAO Jie 1,3 ，HE Jin-liang 2 , CAI Zong-yuan 1,3 , WANG Qi 1,3 (1. CSG Technology Research Center, Guangzhou, Guangdong 510623, China; 2. State Key Lab of Power Systems, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3. State Engineering Lab of UHV Engineering Technology, Guangzhou, Guangdong 510623, China) Abstract: The high voltage transmission lines are very long and extend in different regions and at different altitudes while air conditions vary dramatically. The physical modeling approach is developed to investigate the effect of weather conditions like air density and humidity on lateral lightning striking distance. An electromagnetic model has been constructed by using charge simulation method to model the lightning stroke to horizontal conductor. Key words: lightning leader; horizontal conductor; air density; humidity; charge simulation method; striking distance 摘要：长距离高压输电线路贯穿不同海拔区域，而 不同海拔区域的天气条件变化很大。采用电荷模拟 方法对雷击水平导线进行建模，探讨了天气条件（空 气密度和湿度）对雷电击距的影响，并导出了用于 计算天气条件对接地水平导线击距影响的表达式。 关键词：雷电先导；水平导线；空气密度；湿度； 电荷模拟方法；击距 近年来，随着世界经济的发展，对电能输送可 靠性的要求越来越高。雷电是影响输电线路运行可 靠性的最重要的因素。在中国、日本、俄罗斯等国 家，据统计有超过 50％的电力系统故障是由雷电造 成的。过去的输电线防雷侧重于对反击的研究。但 是，对超高压线路的观测和研究表明，特别是在山 区，主要的故障原因在于绕击 [1] 。 不仅出于实验修正的目的，更重要的是为了获 得高海拔处输电系统设计的可靠数据，空气密度对 空气间隙和绝缘子的操作和雷电冲击强度的影响已 作了探讨 [2-4] 。高海拔效应的产生不仅由于空气的密 度，而且也由于其湿度，观测表明高海拔处的湿度 会减小 [5-7] 。大约 50％的水蒸气都在离地一英里内 的低层大气中。湿度、温度、气压和气流等天气环 境彼此相关。在同一个地点，天气条件也随时间变 化。 电气几何模型是目前分析雷电绕击输电线路的 重要方法之一。电气几何模型以击距为基础，以雷 电先导电位和相应的对避雷线、导线及大地的击距 来判定雷击位置，经过运行经验的修正和检验得到 进一步的发展和改进。过去认为，雷电击距只与雷 电流有关，后来的研究发现与高度也相关，而近期 的研究表明，导线的工作电压也对雷电击距有影响。 基于湿度和空气密度等天气因素对长间隙放电的影 响，其必然也会对雷电先导的发展及其对导线的击 基金项目：国家自然科学基金重点项目（50737001）。