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10 kV配电线路防雷分析计算


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 10 kV 配电线路防雷分析计算 作者:刘波 崔朋 来源:《硅谷》2014 年第 22 期 摘 要 本文针对以裸导线为主的 10 kV 配电线路进行实际运行情况研究,分析了雷电对配 电线路的危害。对常规的避雷器、降低接地电阻等防雷措施进行分析,由分析结果提出防雷措 施的适用场合。 关键词 10 kV 配电线路;防雷;

分析 中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)22-0106-01 10 kV 配电线路能够可靠运行且安全供电,对人员安全和企业正常用电均具有重要意义 [1]。因此,为了降低雷电导致的跳闸,需要不断提高 10 kV 配电线路的防雷水平。配电线路的 安全可靠性、稳定运行、跳闸率的降低均与雷击损坏率密切相关[2]。为了增强配电线路的防 雷水平,应充分考虑线路的运行方式和重要程度,以及所在区域雷电环境、地形地貌的接地电 阻等条件,结合以往的当地防雷操作经验积累,进行技术、经济、可操作性等多方面的比较, 经充分比较分析后,确定合理有效、现有条件便于操作的保护措施[3]。 1 配电线路防雷水平性能指标 用来表征配电线路的防雷能力的两个重要指标时防雷水平和跳闸率。当雷击配电线路时, 线路的防雷水平是此时绝缘子不发生闪络的最大电流值,当雷击线路产生的电流低于最大电流 值时,不会产生闪络,否则必然会导致闪络。雷击的跳闸率是指折算到 40 个雷雨天气下每 100 km 的配电线路在一年内由雷击导致的跳闸次数,跳闸率是表征防雷能力的综合指标。 因此,高的防雷水平和低的雷击跳闸率表征配电线路具有良好的防雷能力。在考虑提高线 路的防雷能力措施时,雷击的跳闸率是否能够得到降低是衡量防雷措施设计工作的重要指标。 2 雷击跳闸的条件 当雷击配电线路时,线路上的雷击电流值超过最大电流值将导致闪络现象的发生。闪络具 有瞬态特性,持续冲击的时间很短,如果仅仅是闪络的出现一般不会导致跳闸事故的发生。能 引起配电线路跳闸的原因是由于雷击过电压产生的电弧引起的。一般来说,10 kV 配电线路不 具备很高的绝缘条件,雷击会不可避免的引起线路对地的闪络,因此配电线路在雷击情况下跳 闸必须要满足一下两个条件:第一个是雷击时引起冲击闪络,但是电压超过绝缘子产生的闪络 是瞬态的,是微秒级的冲击,在这么短的时间段内,不会引起配电线路的跳闸事故;第二个是 闪络转换为工频短路电流电弧,由于电弧持续时间较长,并且相较于闪络冲击更稳定,是导致 配电线路跳闸的主要原因。因此,由以上分析,10 kV 配电线路遭遇雷击引起跳闸的决定因素 是以下两个:防雷水平和系统中性点运行方式。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 1)线路防雷水平。当落雷击打到配电线路时,一般来说,电流只会向连接线路的杆塔进 行传播,由于电晕的作用,电流到达杆塔时的幅值已经大大减小,只有在接地电阻较高的时 候,电流才会产生大的电压,当电压升高到足够超过绝缘子时才会发生闪络。同时,电流会有 一部分传播到临近的杆塔,剩余部分经杆塔传播到地面,普遍使用冲击接地电阻来代替杆塔的 接地电阻。 杆塔电压和绝缘子电压的升幅值与冲击接地电阻值是最直接的影响关系,在冲击电流一定 的情况下,电压升幅值与接地电阻值为线性关系。因此,接地电阻越大,杆塔的电压升幅越 大,作用在绝缘子上的压差也越大,导致闪络现象的产生,甚至在多个绝缘子之间产生相间短 路现象,最终导致配电线路的雷击跳闸。 雷击杆塔导致电压过大时,雷电流更直接导致绝

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