探析线路避雷器在提高10kv配电线路防雷性能应用

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1、探析线路避雷器在提高10KV配电线路防雷性能应用广东电网有限责任公司阳江供电局529500以某供电所配电线路10KV配电线路跳闸故障数据为样木,统计分析数据对比得到10KV配电线路跳闸的主要原因。结合配线路感应雷跳闸的特征,建立了避雷器感应雷跳闸模型。根据感应雷频率的变化规律,提出了有效的防雷措施。关键词:10KV配电线路;避雷器;雷击故障点引言随着国民经济的快速发展,人们对电能的质量越来越强,对供电的可靠性要求越来越高[1]。配电线路的建设任务也越来越重大。所有学过中国地理的人都知道,中国南方各省,大部分都是丘陵或者山地中,而且夏季受大陆季风气候的影响,夏季多雷电。南方各

2、省的配电线路常处于雷电频繁的地区,增加量雷击事故的发生。中国中压配电M主要采用10KV和35KV电压等级,其中10KV配电网络所占比例超过80%。10KV架空配电线路因其自身绝缘水平低、分布广,造成跳闸故障居高不下。在跳闸事故中,雷击所占比例很大[2].配电线路的主要防雷措施为:架设避雷线、加装耦合底线、改善保户角、降低杆塔接地电阻、增加绝缘子数量、装设自动重合闸装置等等。以上方法能有效降低线路跳闸次数。但在绕击雷、反击雷对输电线路造成影响以及高土壤电阻率的线路杆塔防雷问题上,仍得不到特别有效的解决方法。随着现代合成材料的应用和发展,发达国家开始安装避雷器在配电线路易受雷击

3、的地段和杆塔,以提高线路的耐雷水平,降低雷击跳闸率,提高线路的稳定性,降低雷击跳闸的次数,确保输电线路安全稳定运行。木文将探析线路避雷器在10KV配电线路防雷性能。1避雷器的工作原理避雷器是一种连接在导线和大地之间的防止雷击的设备,安装的时候通常与被保护设备并列。线路在正常工作电压下运行时,避雷器不会工作,处于短路状态,当出现高电压,避雷器立即动作,将高压电流导向大地,从而稳定了电压幅值,保护电气设备绝缘。当过电压消失后,避雷器恢复原状,保证供电系统的正常供电。避雷器主要通过并联放电间隙的作用,对流动波进行削幅,降低被保护设备所受过电电压幅值,从而保护电力设备,避免了因电力

4、设备受损,带来的线路跳闸问题。图表1避雷器和被保护电力设备图1说明,线路避雷器的伏一秒特性比被保护的伏一秒特性的配合关系,雷绕击时,避雷器伏一秒特性要比被保护设备的伏一秒特性低15%以上;雷反击吋,可以低20%以上。避雷器的作用主要用于降低输电网络的雷击跳闸次数,并非限制操作过电压。避雷器在电路出现高电压吋,就会工作,保护电力设备免受损害。210KV配电线路的感应雷跳闸的原因在我国,输电网络中≤60KV电压等级的,一般采用中性点非直接接地的方式。当一相绝缘闪络后,接地电流非常小,电弧也会很快自熄,不会发生跳闸现场,线路可以继续供电;但当放生两相绝缘闪络吋,则会形成相位

5、间短路,引起线路跳闸,导致供电的中断。图2设定10KV线路附近招雷击吋,线路附近大地感应雷过电压示意图。由图2可知,雷击点与线路的水平距离为S。当放生雷击吋,A、B、C三相电冋吋产生感应电流。当A、B、C,任意两相产生的感应过电压大于绝缘子串最大电压值U50%时,将同吋对地闪络,造成相间短路,导致线路跳闸;当A、B、C三相同吋大于绝缘子串最大电压值U50%吋,三相几乎同吋对地闪络,造成三相短路,使线路跳闸。雷击大地使配电线路的导线产生感应过电压公式为:(1)式中:I表示雷的电流,一般不大于100KA;he表示线路平均高度;S表示雷击点距线路的水平距离;研宄表明,当雷击点距离

6、线路65m以内吋,会直接击在杆塔或者配电线路[3】。因此可以认为65m是10KV配电线路发生感位雷过电压的最短距离。图表210kv配电线路感hk雷放电特性示意图当雷的电流幅值为定值I时,由以上公式可推出造成线路感应雷过电压的最大距离Sm为:式中:U50%表示线路绝缘子串冲击闪络电压。由此可推算得:10KV配电线路感应雷击跳闸频率为:式中:ρ(l)表示雷电流幅值概率密度函数,我国规定的雷概率密度函数为:发生双冋路的情况吋,感应雷过电压跳闸频率:3避雷器分类为了有效避免雷电导致的跳闸现象,提高避雷效果的主要途径是改善和提高避雷设施。研究发现,绝缘水平低是10KV输电线路

7、导致跳闸事故的根本原因。因此,可以通过增加绝缘线路来提高线路的耐雷水平。现在,国家电网主要通过对输电线路进行了以下方面的改造:1)替换耐受冲击电压更高的绝缘子;2)采用不平衡绝缘配置方法;3)采用绝缘塔头和横担通过一系列措施,可以降低10KV线路雷击跳闸问题,保证了配电线路正常供电。但随着10KV配电线路绝缘水平的提高,会让雷电波在线路中传播至线路终端,增加终端设备避雷动作的频率,进而导致损坏事故的频发。甚至造成变压器被烧坏,造成更大的经济损失。0前为止,安装避雷器是降低10KV配电线路跳闸故障次数的最奋效方式之一

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