根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算

根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算

发表时间：2019-01-23T11:57:01.113Z 来源：《河南电力》2018年16期作者：黄正洋[导读] 本文先分析了对10kV配电线路雷击跳闸率计算的重要性

黄正洋

（江苏科能电力工程咨询有限公司 210000）摘要：本文先分析了对10kV配电线路雷击跳闸率计算的重要性，然后分析了10kV无避雷线线路电气几何模型原理以及根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算。

关键词：电气几何模型；10kV配电线路；雷击跳闸率；计算1对10kV配电线路雷击跳闸率计算的重要性首先我们要知道10kV配电线路是电力系统发、变、输、配、用五大子系统中可以说是配电系统的一个非常重要的组成部分。所以说它主要是承担着向负荷分配电能的重任，那么这样一来的话其安全稳定运行就显得至关重要，可是实际上由于配电线路的绝缘水平低的影响，那么再加上网架结构复杂，就会使其不具备防护直击雷的最基本的能力。除此之外雷电在导线上产生的感应雷过电压实际上我们也知道能够达到500kV以上，这个数字肯定是大大超过了10kV配电线路的基本的绝缘水平。据不完全统计，实际上在电压等级的电网中，发生的雷击跳闸率居高不下不仅如此它还经常有柱上开关、刀闸、避雷器还有变压器、套管等设备在雷电活动时损坏的问题的频繁出现。

当前我们知道的10kV配电线路主要防雷措施就包括安装避雷器、架设避雷线或者说是耦合地线、安装绝缘子还有过电压保护器及架空绝缘导线等措施也可以同时进行。所以说尽管10kV配电网大量使用避雷器可是也难免会出现问题，这主要表现在运行中因避雷器质量、老化等问题而使一些避雷器在雷电活动的时候就很有可能会发生击穿故障，不仅如此击穿后须停电才能处理好发生的问题，那么这在一定程度上也可以说是降低了供电可靠性。在现有线路架设避雷线、或者耦合地线以及架空绝缘导线工程最大的特点也就是量大而且成本高，所以说这些因素就一定是会在很大程度上制约了该项防雷措施的整体的推广。那么假如说是盲目加强线路绝缘的情况下，就会导致雷电波沿线传播从而就会使线路终端避雷器遭受雷电冲击的频次大大的增强，进而就肯定会增大线路终端避雷器损坏的风险。

所以说对10kV配电线路制定的各项防雷措施实际上并未达到良好的防雷效果，不仅如此而且防雷设备的运行维护不当也在很大程度上严重危害了电网的稳定运行。那么就需要建立一套更好的10kV配电线路防雷性能评估体系，不仅如此还一定要以制定科学、合理的防雷策略或者说是形成各项防雷措施的最佳的优化配置为主要目标，然后要保证良好的运行维护方案是降低配网雷害各种故障的一个非常重要的手段。下文将讨论根据输电线路电气几何模型思想从而就可以建立10kV配电线路电气几何模型，那么这样做的结果就是可以实现对其耐雷性能以及防雷策略的有效评估，更重要的就是可以为10kV配电线路防雷策略的制定提供非常重要的依据。

2 10kV无避雷线线路电气几何模型原理分析

这里我们所说的电气几何模型实际上就是将雷电的放电特性跟线路结构尺寸进行紧密联系从而建立的一种判断雷击点的这样一种几何分析计算模型。而且不仅如此它也主要用于无避雷线的配电线路屏蔽保护计算时的几何作图分析法之中。那么实际上对于三角形排列的单回线路而言，可以这样说线路横担长度与双回杆塔是类似的。所以说假如说我们采用三角形排列导线电气几何模型原理的话，上相导线暴露弧就一定会与边相导线暴露弧交于一点，可是从另一个方面来看我们还可以根据暴露弧投影法原理，而去假设杆塔横档长度是相同的这样一来的话，那么上相导线就一定会暴露弧投影从而就会被两边相导线的暴露弧投影所覆盖，然后我们还要注意雷电直击导线的总暴露弧投影长度实际上是与双回杆塔相同的。所以我们就可用双回塔作为分析10kV配电线路电气几何模型原理的典型模型。换句话说也就是对于10kV配电线路而言，实际上击于大地的雷电流在导线上产生的感应雷过电压它是非常可能会造成线路跳闸的问题的。那么在这种情况下我们对于10kV配电线路就必需得考虑雷击大地时，这种情况下能够在导线上产生的感应雷过电压的影响到底是什么。

实际上我们可以对电气几何模型做了一定程度上的改进。首先基于电气几何模型的雷击距理论我们需要考虑的因素可以说是较多的。而相比之下对于水平导体而言，我们知道不同学者得出的雷击距公式也肯定是不同的，可是实际上大部分学者的雷击距公式有一个共同点就是雷电流的一元方程，所以这样来看的话我们就会发现他们未考虑线路高度的差异对击距的影响。这个时候就应该保证计入导体高度的击距公式一定要适用于导体高度在一定的范围不仅如此还要保证雷电流幅值在一定范围内，只有这样才可以保证雷击距公式具有更好的普适性。其次雷电先导发展到架空导线侧边的时候会发生变化，它就会受到地面形状的影响，进而就很有可能会导线和地面被雷击。这个时候我们会发现实际上雷电先导对地击距同对导线击距的比值或者说是击距系数其实是小于1的。另外就是雷击于大地在导线会产生的感应过电压的大小的情况下，也就会在一定程度上导致感应过电压的大小一定是与雷击点到导线的水平距离的大小、或者说是导线高度以及雷电流大小有着非常密切的关系。就比如说我国规程就规定了雷击大地时在导线上产生的感应过电压的大小，通过分析10kV无避雷线线路电气几何模型原理我们就可以顺利地进行根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析。 3根据电气几何模型对10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析 3.1线路直击雷跳闸率计算

一直以来我国线路防雷计算中判断绝缘是否闪络的情况下，实际上一直是用比较绝缘子串两端出现的过电压以及绝缘子串或者说是空气间隙放电电压方法作为一个非常重要的判据，这里的过电压超过绝缘的放电电压也就说我们说的判为闪络。具体计算过程就是取10kV配电线路波阻抗，然后就可以根据彼得逊法则从而得出线路直击雷耐雷水平。

3.2感应雷跳闸率的计算

我们知道当雷云对线路附近的地面进行放电时，那么就一定会使得先导通道中的负电荷被迅速中和，不仅如此先导通道所产生的电场也会迅速降低，这样一来就一定会使导线上的束缚电荷得到释放，而且还会使沿导线两侧运动形成感应雷过电压。那么假如说是雷电通道中的雷电流在通道周围空间建立了强大的电磁场的情况下，这个时候电磁场的变化也就肯定会使导线感应出很高的电压，然后就会出现静电感应电压和电磁感应电压两者相互叠加的情况进而就很有可能会使导线上产生过电压。 4结语