原创《10kV配电线路防雷措施探究》
本文是配电线路类本科论文开题报告范文和防雷和10kV和配电方面专升本论文范文。
摘 要：10kV配电线路是当前我国社会电力系统的主要部分,由于绝缘等级不高和电网结构复杂等特点,雷击故障较多,影响供电系统安全和广大用电户的正常用电.为保证供电网路的安全稳定运行和人民群众生命财产安全,文章研究10kV配电线路与雷电的关系,分析几种常见的雷击电压形式,研究相应的解决策略,为提高10kV配电线路防雷水平提供指导.
关键词：10kV配电线路；雷电波；防雷措施；电网结构；电力系统 文献标识码：A
中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2016）32-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.061
粤东地区夏天常遭受大范围的雷灾,去年我区配电网遭受两次大面积雷暴灾害,几十条10kV配电线路故障,减少供电量超过300万千瓦时,另外不少自动化设备和通讯设备损坏,价值十几万元.在雷灾中,架空线路受灾最严重.架空线路的防雷保护是电力系统防雷工作的重点.架空线路长度长、分布广,遭受雷击的机会多,由此产生的事故也多.又由于雷击产生的雷电波可以沿线路侵入变电站,危及站内电气设备的绝缘,因此必须重视和做好架空线路的防雷保护.
1 10kV配电线路雷击分析
1.1 雷击过电压的分类
配电线路一般都是架设在较为空旷的地方,如道路两侧、沟渠堤岸、农田等,由于周边建筑低矮、高大植物较少等特点,极有可能发生雷击事故.整体来看,我国常见的配电雷击形式可以分为直击雷过电压和感应雷过电压两种.
直击雷过电压基本原理就是带电雷云靠近地表较为突出的导电体（如架空线路中的塔杆和导线）因距离不足产生放电.由于雷云中电荷含量较高,通常造成瞬间电压过高、电流较大.这种高电压放电现象在通过架电线路设备过程中会对导线和绝缘子造成强大的压力,极易损坏这类元件.
感应雷过电压是一种间接雷击效应,当架空线路周边其他物体遭受雷击时,产生的雷电波在架空线路上会产生形成较大的感应电压,感应电压足够大时会造成线路的元件受损.雷击感应过电压在我区配电绝缘线路雷击事故中比例较高.
1.2 雷击架空导线的原理分析
根据线路遭受雷击的特点,可以从下述两个方面分析：
1.2.1 雷击会造成线路绝缘闪络.雷击线路但不致引起绝缘闪络的最大雷电流峰值称为线路的耐雷水平.线路的耐雷水平越高,则线路绝缘发生闪络的机会越小.线路防雷的第一类措施,就是要保证线路具有较高的耐雷水平,以减少绝缘闪络的机会.
没有避雷线保护的线路,耐雷水平是相当低的.当雷击导线时,等值电路为：
如果线路架设了避雷线,这时对线路的绝大部分雷击将落在杆塔或避雷线上,雷电流通过杆塔较小的接地电阻入地,所产生的过电压较小.也就是说,可以达到比较高的耐雷水平,从而减小了绝缘闪络的机会.
1.2.2 雷击可能会造成线路跳闸.线路绝缘受雷击发生闪络后,只有当雷击引起的冲击闪络转变为由工作电压维持的工频电弧并持续到等于或超过继电保护的整定时间后,才会引起跳闸.由冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率与电源容量及去电离条件等影响因素有关,但主要的影响因素是作用于电弧路径的平均电位梯度.冲击闪络转为稳定工频电弧的概率——称为建弧率,可按下式计算：
对于额定电压不高的线路,即使耐雷水平不高,容易发生冲击闪络,但由于建弧率较低,因此即使不用避雷线,仍有较好的运行指标.
由绝缘子串的平均运行电压梯度计算公式可知,在我区的配电线路中,由于采用铁横担（lm＝0）,中性点不接地,故与铁横担中性点有效接地系统相比,E较小,建弧率也相对较低,线路的耐雷性能较好.
采用中性点非有效接地或经消弧线圈接地的运行方式,可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸.
2 10kV配电线路防雷击策略探讨
2.1 总体防雷击策略
总体的防雷击策略应当是围绕着设备革新、线路结构简化、重点防护感应雷击这些方面来进行探讨.
2.2 防雷击具体策略
2.2.1 装设避雷线.目前,在输电线路中,装设避雷线是最基本和最有效的防雷措施.我市地处雷电多发地区,为防雷害,我区电网所有的110kV线路都架设了避雷线.我区配电网在雷暴重点区域的配电架空线路上也安装了避雷线,近年的多次雷击天气中较好地保护了线路.
2.2.2 安装过电压保护器.目前我区大多数配电线路均安装了过电压保护器,从近几年的使用效果来看,防雷击效果较好.这种过电压保护器一般是由架空绝缘导线、绝缘子、电极、氧化锌阀片、引流环、橡胶绝缘外套等结构部分组成的,该装置的基本原理是利用装置与绝缘线路并联关系,雷击事故发生时,保护器会发出保护动作,通过导通作用将雷电流通过杆塔引入地面,降低运行导线和电塔之间的电压差,让闪络事故发生概率降低甚至不发生.
2.2.3 安装穿刺型防弧金具.穿刺型防弧金具是一种较为新型的配电线路壁垒设备,这种设备通常是由高压电极和低压电极两部分构成,高压电极利用穿刺齿与绝缘导线中的导体相连,在雷击发生时将高电位引出,同时高压电极和低压电机也构成了雷击放电间隙和工频电弧燃烧间隙,将雷击的放电集中在高压电极和低压电机之间就可以让防弧金具作为主要的受雷击部位,避免运行线路遭受雷击的损害.
2.2.4 安装穿刺型防雷金具.防雷金具与防弧金具在基本目的上具备一定的相似性,都是利用设备自身作为替代品来代替线路承受雷击伤害,避免线路的故障.防雷金具一般由绝缘罩、绝缘导线和绝缘子等部分构成.防雷金具安装在线路绝缘子附近的绝缘导线上,雷击事故发生时,防雷金具就会将雷电电压吸引,穿刺电极和接地电机之间发生闪络,形成短路通道,接续的工频电弧就会在防雷金具上燃烧,雷击发生事故从导线线路转移到防雷金具上,有效地避免了线路故障.
2.2.5 装设自动重合闸.根据运行经验,配电线路雷击事故多为瞬时故障,当线路跳闸后电弧就会自行熄灭,由于断路器动作很快,电弧燃烧时间很短,线路绝缘一般不会损坏,不会形成永久性故障,因此可以利用自动重合闸,使线路继续恢复供电,不影响用户正常生产和生活.
3 结语
从某种意义上来说,目前的各类防雷击设备都是将雷击电压或雷击电流从重要结构转移到附属结构上来进行抵消,这种替代类的防雷击措施是当前防雷的主流手段,这种附属结构虽然在某种程度上会增加电力网络的运营成本投入,但是相较于整个系统的安全稳定运行,这种投入仍然是具备一定的经济性的.
线路防雷问题是一个技术经济问题.我们不希望线路由于雷击而频繁跳闸,造成经济上的重大损失,因此必须采用适当的防雷措施.另外,在防雷方面要求过高,使投资大大增加,也是不合算的.因此在确定线路的具体防雷措施时,应根据线路的电压等级、负荷性质、系统运行方式、当地原有线路的运行经验、雷电活动的特点、地形地貌的特点等条件,通过技术经济比较来确定.
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作者简介：黄培强（1974-）,男,广东汕头人,广东电网汕头澄海供电局中级工程师,研究方向：电力调度及配电生产运行管理.
（责任编辑：秦逊玉）
配电线路论文参考资料：
归纳上文,该文是一篇关于防雷和10kV和配电方面的配电线路论文题目、论文提纲、配电线路论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
