10kV配电线路安装避雷器后雷电感应过电压特性分析
10kV架空线路感应雷过电压影响因素分析

10kV架空线路感应雷过电压影响因素分析作为电力系统主要组成部分的架空线,由于长期暴露在野外,极易受雷擊,造成线路故障,导致巨大的经济损失。
本文首先分析了感应雷的原理,结合常见的地形分析了架空线感应雷的受雷宽度。
其次,从闪络次数角度分析了架空线自身特性与感应雷的关系。
最后,本文分析了避雷线和避雷器降低感应雷跳闸率的效果并提出线路设计与改造的建议。
标签:架空线路;防雷;避雷线;避雷器;闪络次数;跳闸率;0 引言以广州市从化区为例,从化10kV配电网共有馈线226回,线路总长2960.8km,其中电缆线路584km,架空裸导线2198.8km,架空绝缘导线178km。
从化地区山地多,年平均雷暴日80天。
另外,线路以架空为主,容易受雷击。
2018年变电站开关总跳闸次数为263次,重合闸不成功24次,因雷击造成的跳闸事故占比5.5%。
雷击故障中,直击雷占比15%,感应雷占比85%。
因此,通过对感应雷进行分析研究,具有十分重要的意义。
1感应雷过电压的原理1.1 感应雷的形成当雷电击中架空配电线路附近的地面时,在雷电的放电过程中,空间电磁场急剧变化,是处于电磁场中的架空线路上感应出过电压。
感应雷过电压幅值的构成上,以静电分量为主。
雷电负电荷被迅速中和,使先导放电通道电场强度急剧减弱。
由于束缚导线上正电荷的电场消失,导线上的束缚电荷迅速的沿导线向两端运动,形成感应雷过电压的静电分量。
1.2 规程法计算感应雷过电压工程中实际计算按DL/T620-1997标准取值,如雷云对地放电时,落雷地点距架空导线的垂直距离S≥65m时,无避雷线的架空配电线路导线上产生的感应雷过电压最大值可按下式估算:式中:--雷击大地时感应雷过电压最大值,单位为kV;--雷电流幅值,单位为kA;--导线平均高度,单位为m;--雷击点与线路的垂直距离,单位为m。
2 10kV无避雷线线路电气几何模型原理图1为经典的EGM用于无避雷线的配电线路屏蔽保护计算时的几何模型图。
10kV配电线路的雷电感应过电压特性

大地 电导 率 减 小 时 . 线 路 感 应 电压 幅 值 也 会 随 之 减 小 . 波形 变
化 幅 度 增加 . 甚 至 可 能 会 出现 电压 的极 性 改 变的 情 况 。
速 的 中和 , 此 时 先 导通 道 中的 电场 会 迅 速 的 下 降 , 束缚 电荷 释 放 之 后 会 沿 着导 线 运 动 . 从 而 形成 雷 电感 应 过 电 压 。 一般 情 况 下 .通 过 主 放 电雷 电 流模 型 能 够将 不 同距 离位 置 处 的 电磁 场 分 布 计 算 出来 .然后 根 据 电磁 场及 线路 的耦 合 关 系 能 够将 对
1 雷 电感应过 电压特性
雷 电感 应 过 电压 指 的是 电 气设 备 附近 的地 面被 雷 电 击 中
明显 看 出 ,从 中点位 置 到 末 端 位 置 电 压 的 波 形 并 没有 太 大 的 波动 , 基本保持一致 , 由此 可见 , 大地 并 不 是 理 想 的 导体 。 研究
路 防 护 工 作 提 供 参 考
2 . 1 提 高配 电线路 的绝 缘水 平
一Leabharlann 之后 . 导 致 空 间 内的 电磁 场 突然 发 生 变 化 , 使 得 未被 雷 击 的 电 气设 备 出现 感 应 过 电 压 的现 象 。假 如 雷云 中 带有 大量 的 负 电
荷. 先 导通 道 与 雷云 的 电场 之 中存 在 线路 , 导线上形成束缚 电 荷. 此时. 先 导 通 道 并 没有 明显 的 电 流 , 但 当雷 云在 1 0 k V配 电
电 力 系统 的 安 全 稳 定 运行 对 于社 会 的稳 定 、 区域 经济 的
10kV配电线路雷击故障分析及防雷措施

10kV 配电线路雷击故障分析及防雷措施摘要:在现代的快节奏生活中,电逐渐渗透到人们的日常中,比如做饭、看电视等等,因此确保电的安全是很重要的。
这篇文章讲述的就是提高十千伏配线线路的抗雷击水平,这样才能在雷雨时候能安全使用电,给人们的生产及生命安全提供了一个重要的保障。
这篇文章就着重分析了配电线路抗击故障的原因、遭受雷击造成的危害及防雷的措施。
关键词: 10KV配电线路;雷击故障;防雷措施引言:随着我国经济实力的提高,人民的物质生活逐渐提高,对生活的质量也要求更高。
再加上现代的快节奏时代,电已经成为人们生活的一部分。
但是由于雷击天气的影响,会经常造成电路故障的发生。
现在10KV的配电网络已经是相关系统的最主要网络,正因为如此,雷击造成的影响更严重。
首先,雷击会造成线路的跳闸或者短路、断路,这直接扰乱了人们的生产生活相关的设备也有了一些的损害。
因此,必须要提高配电线路的防雷水平或者防雷设备的质量,这样才能让人们的生产生活得到一个好的保障。
1.10kV配电线路遭受雷击的形式和危害雷电是将于的水滴分布不均导致,空气对流的过程是云层上、下不部产生不等量的电荷,形成一定的电位差而形成的雷电。
10KV配电线路遭受雷击的形式大概有两种:感应雷过电压和直接雷电。
感应雷过电压又分为静电感应过电压和电磁感应雷过电压。
雷电放电时。
通道中的电荷对线路产生感应,线路上的正电荷被拉到附近的电场从而变成束缚电荷。
放电的时候又中和了导致束缚电荷又变为自由电荷,自由电话根据导线的流向而产生的电压称为静电感应过电压。
是积累,又会产生一个脉冲磁场,这个磁场线与大地之间形成回路,又形成了一个电磁感应雷过电压。
这两个电压的叠加的幅值在四五百千伏左右,已经超过了平常设备的冲击耐压,进而导致雷电事故发生。
另一种是直击雷,但是由于能直接击中配电线路情况的概率很小,所以不会在低千伏配电线路的地方设置独立的避雷装置。
由于生活中需要的各种电都是来自外部的,高压,低压、通信电缆等等一系列都是从外部引入。
10kV配电线路的雷电感应过电压特性 韩军

10kV配电线路的雷电感应过电压特性韩军摘要:当前,10kV配电线路架设过程中防护配电线路雷电过电压现象已经成为了该领域关注和研究的重点。
实验和研究的结果表明,将地线架设置在配电线路的上方可以在满足底线和导线安全距离的基础上,有效缩短底线、导线之间的距离,从而提高接地的效果。
当接地电阻率上升时,绝缘电子的电压也会相应的降低,配电线路防御雷电的能力就会显著提升。
关键词:10kV配电线路;雷电感应;过电压特性1前言感应雷过电压易造成配电线路跳闸,从而影响电力系统安全运行,而线路上感应雷过电压的影响因素较多,有必要深入研究以减少雷击事故发生。
2当前我国10KV配电线路产生雷击的原因2.1配电线路自身具有的特性我国10KV的配电线路一般是应用在中小城市或者是县级城市的电力运输,随着我国电力设施的不断完善,传统的35KV电力系统逐渐被10KV的配电网络系统代替。
当前配电线路出现雷击过电压有两种情况:其一,雷直接击中配电线路;其二,雷击中配电线路附近的物体,因为电磁感应的存在产生了过电压。
随着10KV配电线路的使用,雷击事故已经明显减少,其本身有一定的防雷能力,但是这种配电线路会受到两种雷击过电压的影响,进而对相关的电气设备产生很大的破坏作用。
配电线路中的导线和塔杆等设施有一些金属物质,使其容易吸引雷电云层中的电荷,导致雷击事故的发生。
2.2人工设计的10KV配电线路防雷设施存在漏洞在对10KV配电线路进行设计的时候没有依据当地的实际情况以及天气的特点进行设计,这使得防雷设施的作用得不到充分的发挥,甚至还有的地方没有安装相应的防雷装置,这些都造成了防雷效率降低。
3雷电感应过电压波特性影响雷电感应过电压形成的因素包括雷电与配电线路之间的距离、雷电流波动的距离、配电线路的高度等。
除了上述的主要因素外,雷电流波前时间、回波速度、大地导电率、接地电阻等都会对雷电感应过电压的形成产生影响。
在雷电感应过电压的计算过程中,接地电阻和雷电同波速度很小,因此可以忽略不计,相应的,雷电同波速度和接地电阻在雷电过电压的变化过程中所产生的影响也很小,同样的可以忽略。
10kV配电线路的雷电感应过电压特性

薛 建 华
( 国网黑龙 江省 电力有限公 司哈 尔滨供 电公司 , 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 0 1 )
摘 要: 1 0 k V配电线路具有绝缘水平低的特点 , 因此在使 用过程 中容 易遭到雷击而 出现严 重的安全事故 。当前 , 1 0 k V配 电线路架设 过程 中防护配 电线路 雷电过 电压现 象已经成为 了该领域 关注和研 究的重点 。实验和研 究的结果表 明, 将地 线架设置在配 电线路的上方可 以在满足底线和导线安全距 离的基础上 , 有效缩短底线 、 导线之 间的距 离 , 从 而提 高接地 的效果 。当接地 电阻率上升时 , 绝缘 电子的电压 也会相应的 降低 , 配电线路 防御 雷电的能力就会显著提升 。
关键词 : l O k V 配 电 线路 ; 雷 电 感应 ; 过 电压 特 性
l O k V配电线路在适用和运行 的过程 中很容 易受 到雷击而产生 会有所下 降 , 波形 则保持不变 , 最终导致 的结果是 电压正负极 的改 严重 的安 全事故 , 造成这一 问题 的主要 原因是架空线路的绝缘效果 变 。 没有 达到要求 。l O k V配 电线路 中主要 的安 全隐患来源于雷击高发 4 雷 电感 应 过 电压 的 概 率 闪 络 特 性 分 析 根据计算 结果显示 , 当大地 电导 率变大 时 , 雷电感应 过 电压 会 路段 的大地以及线 路周边的高层 建筑 在线路上产生较大 的电压 。 为 了避 免这 一问题 ,早在上个世纪 7 0年代就有相关的学者和专家提 有所下降 , 因此适 当提升大地 电导率可 以在一定程 度上降低 配电线 出通过在架 空配 电线路 中架设接地 线的方式来 预防雷 电感应 过 电 路雷击事故 的发生频率 ,相 应的闪络率 和闪络 的次 数也会 明显降 很 多配电线路的 压现 象 , 本文将根据 l O k V配 电线路雷 电感应过电压的特点和现状 , 低 。导致配电线路闪络现象 的主要 原因是直击雷 , 短路现象都是由直击 雷导致 的 , 尤其是 当配 电线路 没有 高层 建筑的 提 出 相应 的 预 防 方 法 。 保护时 , 直接雷对配 电线路 的破坏将会更加严重。 1 雷 电感 应 过 电压 当l O k V配电线路的周边 有较 多的高层建筑物时 ,由于建筑 的 5有效 防止雷 电过电压的策略 5 . 1 新 型设备材料的应用 。钢绞线具有较好的防雷性能 , 因此是 高度 高于导线的高度 ,因而会对线路 的信号产生一定 的屏蔽现 象 , 使 导线中的弧度大幅度降低 , 这样 雷电直击 导线 的现象就会 明显减 制作避 雷线 的理想材料 。避 雷线一般架构 在配 电线路 杆塔 的最 高 少 。从 这一角度来看 , 高层建筑能够在 一定 程度上气道减弱雷 电产 处 , 这样才能充分发挥避雷针的避雷作用。 当前 , 我 国配 电线路中的 生的电场 , 从 而降低局部 的总电荷量 , 当出现雷 电时可 以减 少导线 高压输 电路 和超高压输 电线 路通常会采用 专 门的镀 锌钢绞线作 为 避雷线 的材料 ,这两种线路对 避雷线的横截面积也有特殊 的要求 , 上的雷电感应过电压 。 般采用横截面积为 2 5 、 3 5 、 5 O 、 7 O平方毫米的绞线作为原 材料 。 绞 2 雷 电感 应 过 电压 的 计 算 方 式 相应 的采用 的壁垒线横截 面积也越 大。壁垒线 雷电感应过 电压的计算方 式如下 : 首先 , 根据 放 电雷 电流模型 线 的横截面积越 大 , 这会影 响线路 的稳定性 , 因此 计算 雷 电不 同通 电位 置的 电场分布情 况 ; 其次, 根 据线路 和电磁场 在风力 的影 响下会产生一定 的震动 , 需要采取防震锤 降低节点 的震动 。 随着 电力产业 的发展 以及科学技 之间的作 用关 系 , 计算不 同雷 电场在 配电线 路不 同区段上形成 的感 一些发达 国家在超高压线路 的架设过程 中已经开始应 用 应 过电压。 几年来 , 随着科学技术 的进步 , 一种新 的计算方式进入 了 术 的进步 , 良导线具有强度高 、 稳定性强 、 耐用 、 导电率高等特点 , 可以 人们 的视野 , 这种计算方式就是 F D T D计算 模式 。这种计算模式通 良导线 。 过计算 大地的有限电导率和绝缘子对雷 电过 电压 的影 响 , 有效 的提 有效提高雷电过电压 预防的效果 。 5 . 2 安装施工工艺的改进 。 保 护角的控制是 1 0 k V配 电线路雷电 高了雷电过电压的计算精度 , 弥补 了传统计算方式的缺陷和不 足。 感应过 电压预防的关键环节 。 因此 , 在配电线路的架设 过程 中 , 必须 3雷 电感应过 电压波特性 影响雷 电感应 过 电压形成 的 因素包 括雷 电与配 电线路 之间 的 重视对保护角的设置 。可 以在监 控线路 中设置小保护角避雷线 , 这 还可 以适 当的减 少保 护 距离 、 雷 电流波动 的距离 、 配电线路的高度 等。 除了上述 的主要 因素 样可以起到 良好 的规 避雷击 的作用 。此外 , 这样可 以有效 的提高导线对 雷电 外, 雷 电流波前 时间 、 回波速度 、 大地导 电率 、 接地 电阻等都会 对雷 角 的数量或增大导线 的保护 面积 , 电感 应过电压的形成产生影响 。在雷 电感应过 电压 的计算过程 中 , 的屏蔽效果 。在 配电线路 的安装 和架设 过程 中 , 必须采用科 学合 理 并 积极 的开展技术 的创新 , 尽 可能降低 避雷线 的保 接地 电阻和雷电同波速度很 小 , 因此可 以忽 略不 计 , 相应 的 , 雷 电同 的工艺 和技 术 , 这样就能预 防绕击现象的发生。 波速度和接 地电阻在雷 电过 电压 的变化 过程 中所产 生的影 响也很 护角 , 5 . 3严格技术规范。配 电线路的改造是一个复杂的过程 , 尤其 是 小, 同样的可 以忽略 。 输电线路的改造等工作具有周期长 、 涉及技术多 、 3 . 1 最大感应过 电压与雷 电流 幅度 的关 系。雷电流变化幅度与 杆塔结构的改造 、 配电线路 中最 大感 应过电压呈正比关 系。 但是 当线路 的高度和雷 电 成本高等特 点 , 在进 行这些改造 时必 须严格遵守技术 规范 , 结合 地 经济发展状况等选择合适 的技术进行线路 的改造 。 流 的增加 幅度 达到一定 的数 值时 ,配电线路会发生跳 闸的现象 , 从 理环境 、 而导致严 重的安全 事故。 这时需要 采取 的措施是立 即对雷击点附近 结 束 语 本文主要对 l O k V配电线路雷 电感应过 电压 的特点现状进行 了 的导 线进行通 道的开放 , 使 电流 能够及时 的流 出 , 这 样就能避 免绝 分析 , 并结合其特性提出了具体的措施来加强雷 电过 电压预 防的效 缘子 串出现跳 闸的现象 , 进而避免更严重的故障发生 。 3 . 2最大感应过 电压与大地 电导率 的关 系。在所 有影 响雷 电感 果。希望通过本文 的研究和 阐述 , 能够为配 电线路 的架设和改造提 从而促进 我国电力产业 的长期有序发展。 应过 电压 的因素中 , 大地 电导率是最为重要 的因素。大地 导电率直 供一定 的参考 , 接影 响着 电压 的正 负极 以及 电压 的增 长幅度 , 大地导 电率 的升高会 参 考 文 献 l 】 陈思明, 尹慧. 1 O k V 架 空 配 电线 路 感 应 雷 过 电压 暂 态特 性 分 析 [ J ] . 导致 电流增 幅以及 电压增 幅的提 升。大地具有较高的电阻率 , 并 不 【 是理想 的导体 ,因此 只能对 配电线路的局部感应过电压产生影 响, 电瓷避 雷 器 , 2 0 1 4 ( 2 ) : 9 0 — 9 6 . 2 】 甄雄辉. 1 O k V 配 电线路 架设 地 线对 雷 电感 应 过 电压 的 防 护 效 果 分 但是大地 的导 电率对高频 电磁场会产生较大的影响 。 当雷 电波在线 【 J J . 中国高新技术企业, 2 0 1 5 ( 2 9 ) : 1 3 5 — 1 3 6 . 路 中传输 时, 线路上各个节点上 的电压都会发生相应 的改 变。如果 析【 3 】 边凯, 陈 维江 . 配 电线 路 架 设 地 线 对 雷 电 感 应过 电压 的 防护 效 果 [ J ] . 将大地看做一个理想 的导体 , 虽然大地能够影 响电波在线路传 输过 【 2 0 1 3 ( 4 ) : 9 3 — 9 9 . 程 中电压的变化 幅度 , 但 是大地却无 法影响 电波 的波形 , 因此 波形 高 电压技 术, 始终是保持一致 的。 因此 , 当大地的导电率上 升时 , 电压的增加幅度
10kV配网线路防雷措施

10kV配网线路防雷措施雷云击中杆塔、电力装置等物体时,强大的雷电流流过该物体泻入大地,在该物体上产生很高的电压降称为直击雷过电压。
由于线路的引雷特性,当雷击点与线路的最近距离小于65m时,雷电直击线路概率较大[1]。
雷电直击配电线路可产生远高于线路绝缘水平的过电压,通常会导致设备损坏。
(二)感应雷过电压当雷电击线路附近的大地时,导线上由于电磁感应产生过电压称为感应雷过电压。
配网线路中,感应过电压故障一般占雷击故障的 80% 以上[1]。
根据实测数据,感应过电压峰值一般可达300kV-400kV[2]。
在开阔地区,配电线路遭受直击雷概率增加;附近有高耸建筑物、构筑物或高大树木屏蔽,遭受直击雷的概率大幅下降,遭受感应过电压的概率增大。
二、配网典型雷害(一)雷击跳闸目前10kV线路通常设置了零序保护,雷击线路发生闪络后电弧持续燃烧,线路上采集到零序电流,将导致线路跳闸。
对于同杆架设的多回配电线路,在雷电直击或较高感应过电压的作用下,容易发生多回线路同跳故障。
此外,由于各回路间距离较小,若雷击闪络后工频续流较大,持续的接地电弧将使空气发生热游离和光游离,同样会导致多回短路故障和同时跳闸。
(二)线路故障1.配电线路雷击断线线路使用绝缘导线,雷击造成单相闪络或相间短路时,绝缘击穿最易发生在靠近绝缘子的位置,被击穿的绝缘层呈针孔状,并靠近绝缘子两侧特别是负荷侧。
工频短路电流的电弧弧根受周围绝缘层阻隔,固定在击穿点燃烧,在较短时间内烧断导线。
而当线路采用裸导线时,电弧在电磁力的作用下,高温弧根沿导线表面不断滑移,直至电弧熄灭,不会集中在某一点燃弧,因此不会严重烧伤导线,通常在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前,就会引起断路器动作切断电弧,因此,裸导线的雷击断线故障率明显低于绝缘导线。
由于绝缘导线易断线,宜采取雷击断线保护措施,可采取加强绝缘(如采用柱式绝缘子)、装设架空地线及安装线路避雷器(无间隙、带间隙)等堵塞式防雷措施,或安装防弧金具(剥线型、穿刺型)、放电钳位绝缘子(剥线型、穿刺型)、长闪络路径熄弧装置等疏导式防雷措施。
10kV线路雷击过电压分析及防雷措施

10kV线路雷击过电压分析及防雷措施作者:何伟兵来源:《科学与财富》2019年第27期摘要:10kV配电线路在电力系统中发挥着十分重要的作用。
但是10kV配电线路的雷击过电压严重影响着配电线路的安全、稳定与可靠运行。
本文首先对10kV线路的雷击过电压形式进行了简要的阐述,其次,对10kV线路雷击过电压的原因进行了详细的分析,再次,对10kV线路雷击过电压危害进行了阐述,最后,在此基础上有针对性地提出了一些10kV线路雷击过电压的防范措施,可以为保障10kV线路的安全、稳定与可靠运行提供一定的借鉴与参考。
关键词:10kV线路;雷击过电压;防雷1引言随着社会的不断前进发展,电力在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,已经成为人们日常生活中不可缺少的重要组成部分。
与此同时,社會发展与人们的生活对电力的需求在不断的增长,这对电力系统运行的安全、稳定与可靠运行提出了更高的要求与标准。
虽然,近些年来,我国的配电系统的供电质量在不断的提升,但是,线路的雷击过电压现象仍然严重威胁着电网系统运行的安全与可靠。
10kV配电线路作为我国电力系统的重要组成部分,在电力输送与电力分配中发挥着不可缺少的重要作用。
由于防雷意识的缺乏、防雷技术的不成熟及电力系统防雷工作的疏忽等原因,导致10kV配电线路雷击过电压现象时有发生,不仅给电力系统的安全、稳定与可靠运行带来了严重的威胁,甚至还有可能导致安全事故的发生,严重影响到人们的正常用电,并给电力企业带来不可估量的经济损失。
因此,本文开展10kV线路雷击过电压分析分析及防雷措施的研究具有一定的现实意义。
本文从安装架空地线、安装氧化锌避雷器和完善10kV线路的防雷设施管理三个方面提出了一系列有效防范雷击过电压现象的措施与建议。
2 10kV线路雷击过电压的形式2.1 直击雷过电压通常情况下,雷云相对于地面具有较高的电压,巨大的电压差之下,雷电很容易通过电力设备来传输到地面,例如:配电线路等。
探讨10kV配电线路雷击故障特性分析及防雷策略

探讨10kV配电线路雷击故障特性分析及防雷策略摘要:10kV配电线路在电力系统中的应用非常普遍,但其容易受到外界因素的一些影响而发生故障。
因此本文简要介绍10kV配电线路雷击事故的原因和影响并主要分析其故障特性和防雷措施,仅供相关工作人员参考借鉴。
关键词:10kV配电线路;防雷击;故障特性引言:10kV配电线路极易发生雷击事故,尤其在夏天,雷击故障会严重影响电力系统正常工作,还可能给周边人员造成人身威胁。
因此分析故障产生的原因,制定合理有效的防雷击措施非常重要。
110kV配电线路雷击事故产生的原因及影响1.1雷击事故产生的原因(1)管理制度缺失:分析大部分10kV配电线路雷击故障可以发现,很多雷击故障频发的区域,其配电线路的管理都缺乏完善的管理制度,使得10kV配电线路的防雷击工作落实不到位,且缺乏有效的监管,防雷作业到底能够发挥多大作用不能被有效保障。
(2)方案缺乏针对性:雷击事故的发生有明显的区域性特点,在制定防雷击方案时,若没有充分考虑当地的实际情况,就会影响方案的防雷效果。
(3)重视程度不足:我国10kV配电线路主要用于中小城市、乡村等地的电力系统中,相关部门对其重视程度并不高。
财政支持的缺乏就使得防雷系统升级困难,防雷设备、线路等的配置与现实需要相差甚远。
(4)维护工作疏忽:日常维护检修工作不到位,使得10kV配电线路中存在的一些问题、漏洞不能被及时发现,影响其本身的防雷性能,为事故埋下隐患。
1.2雷击事故对10kV配电线路的影响雷击是一种自然想象,无法避免,只能通过一定的手段来减轻雷击带来的伤害。
雷击会对10kV配电线路的导线、元器件、配电线缆等造成严重的影响。
雷击事故发生时,10kV配电线路会受到过高的电压,甚至可能高于电气设备的绝缘体,从而导致跳闸故障,影响周围区域的正常供电[1]。
比较严重的故障,还可能导致火灾、行人触电等,带来严重的经济损失。
210kV配电线路雷击故障特性分析雷击故障在10kV配电线路总体故障中站的比例较高,因此掌握当地发生雷击事故的特点和有效的预防措施非常关键。
10kV配电系统防雷分析与应对措施

/2024 0310kV配电系统防雷分析与应对措施杜晓昕(国网山阴县供电公司)摘 要:在配电网运检工作中,防雷是一项重要的工作。
本文首先对10kV配电系统防雷进行了分析,从雷云的形成、雷电参数和雷电跳闸计算三个方面分别对雷电进行了论述。
最后,针对10kV配电系统,提出了六点防雷措施。
关键词:雷云;雷电参数;雷电跳闸;防雷措施0 引言电能作为现代社会生活不可缺少的一部分,在各行各业中,配电网系统肩负着重大的责任,为避免供电不稳定而影响社会生活用电,许多学者均对10kV配电系统进行研究,以保证配电网稳定、安全地运行。
雷电作为影响配电网安全稳定运行的一个重要现象,防雷一直是学者们的研究重点。
学者们分别从雷云的形成、雷电参数、雷电跳闸等方面做了详细的研究分析。
作为影响配电系统稳定运行的最重要的一个参数,雷电跳闸计算也成为防雷分析的重要参考。
本文将从雷云的形成、雷电参数、雷电跳闸计算三个方面进行防雷分析。
最后,针对目前的配电网系统,提出了相应的防雷措施。
1 10kV配电系统防雷分析1 1 雷云形成雷云的形成是一个极其复杂的过程。
我们生活的地球,可以看作是一个巨大的电容,在地表上存在着约50000C的电荷,同时在距地表约6000~8000m的高处,存在着一个电荷都为正极性的电离层,地表与电离层共同形成了一个电压约为3000kV的巨大电场。
随着地球上大气循环的进行,地表水分跟随大气循环,蒸发上升至电离层,在正负极的作用下发生极化,水蒸气遇冷凝成水成物。
正负电荷在重力与电场力的共同作用下,向下运动,其下落的速度明显增快。
在下落过程中,电荷粒子与周围的云粒子发生不规则碰撞,碰撞后,水成物和云粒子相互吸收,水成物吸收了部分云粒子,而云粒子也吸收了水成物的部分正电荷。
相互吸收了对方的粒子后,水成物的下降速度进一步增快,而带有正电荷的云粒子的下降速度由于受到电场力的作用而变缓。
两者速度的不同,使得带有正电荷的云粒子聚集于云层顶部,而带有负电荷的水成物聚集于云层底部,构成了一个巨大的空间电场,其场强的方向与地表和电离层形成的电场方向相同。
10kV线路雷击过电压分析及防雷措施研究

10kV线路雷击过电压分析及防雷措施研究摘要:随着经济的不断发展,社会在不断的进步,本文对10kV架空线路感应雷击过电压的产生机理进行了探讨;通过建立雷击静电感应过电压模型并求解,给出了感应雷过电压的计算方法,通过计算绘制出感应雷过电压波形图;针对感应雷的危害,提出了避雷线、降低杆塔接地电阻、氧化锌避雷器(MOA)等多种感应雷击的防护措施,分析其在应用中的不足,结合10kV水头线多次感应雷断线情况,采用无工频续流放电间隙装置对线路进行防雷综合治理,通过改造前后防雷击断线效果比对,说明其实施效果。
关键词:架空线路雷击跳闸配网防雷放电间隙引言配电线路是电力输送的重要媒介,我国电力系统中以10kV配电线路居多,针对10kV配电线路的检修维护一直以来都是电力企业关注的重点。
在新形势下,电力用户数量的提升使得电网负荷不断增加,对配电线路的安全性和可靠性提出了更高的要求。
本文探究降低10kV线路故障率的有效措施,对我国电力事业的发展具有重要意义。
1雷击过电压产生的机理10kV线路的雷击过电压有两种形式:直击雷过电压和感应雷过电压。
经调查,10kV线路中绝大多数的线路闪络或者其他雷击故障都是由感应雷过电压引起的,约占雷害事故的75%。
因此本文主要讨论对感应雷过电压的研究。
以负极性雷云为例,绘制其感应雷过电压的形成过程如图1所示。
在雷云放电初始阶段的先导放电过程中,雷云与先导通道形成一个沿导线方向的电场,场强Ex将对导线两端的正电荷产生吸引力,将其束缚在靠近先导通道的一段导线上;同时,场强Ex 将对导线上的负电荷产生排斥力,使其转移到导线两端,通过泄漏电导流入大地。
先导通道缓慢扩展,使得导线上电荷的转移也较为缓慢,不会形成明显的电流,且导线电位将与远离雷云处的导线电位相同。
在雷云放电的瞬间,先导通道中的负电荷将被迅速中和,电场强度Ex急剧下降,使得导线上的束缚电荷突然得到释放沿导线两侧运动,形成感应雷过电压。
同时,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,该电磁场的变化也将使导线感应出很高电压。
10kV配电线路雷击故障特性分析及防雷策略

10kV配电线路雷击故障特性分析及防雷策略摘要:在我国配电网系统中10kV配电线路属于重要的组成部分,其为中高压线路,因为线路长期暴露于外界环境中,在雷雨天气中很容易受到雷击危害,导致电力的正常输送受到影响,因此需要对雷击故障特性进行分析,并结合雷击故障采取相应的防雷措施降低雷击几率。
关键词:10kV配电线路;雷击故障特性;防雷措施引言雷击属于自然现象,其具有突发性、不可预测特点,因此需要提前做好防雷措施,避免出现重大安全事故。
本文首先简述10kV配电线路防雷重要性,然后分三点分析10kV配电线路雷击故障特性,概括雷击种类与危害,最后提出10kV 配电线路防雷策略。
1 10kV配电线路防雷重要性10kV配电线路因为长期暴露于外部环境中,在夏季多雷雨天气中很容易受到雷击而出现故障。
10kV配电线路为中高压线路,主要架设于交通不便的偏远地区或农村地区,导致10kV配电线路维护工作难以得到有效及时地开展。
众所众知,越空旷、海拔越高的地区更容易受到雷击,10kV配电线路架设因为多在农村地区,场地空旷,或者架设在海拔较高地区,配电线路受到电击引发故障几率越大[1]。
如果没有积极做好防雷击措施,很容易因自然天气因素,对10kV配电线路的正常送电造成影响,影响用户用电质量,对10kV配电线路相关电气设备造成损坏,甚至对配电线路范围内用户生命安全造成威胁。
相关统计报告表明,10kV配电线路故障发生多是因雷击因素导致的,故障主要表现是跳闸故障。
跳闸故障的发生对10kV配电线路正常运行造成严重的影响,因此做好10kV配电线路防雷工作能够有效降低故障发生几率,避免电气设备损坏,从而实现电力企业经济效益提升,促进电力企业健康、长久发展。
2 10kV配电线路雷击故障特性10kV配电线路雷击故障特性主要包括三点:首先,10kV配电线路受到雷击后会出现明显的雷击点。
如果10kV配电线路架设在场地空旷,海拔较高的地区,受到雷击几率也将有所提升,导致10kV配电线路频繁发生跳闸故障。
10kV配电线路雷击故障特性分析及防雷策略

10kV配电线路雷击故障特性分析及防雷策略摘要:10KV 配电线路系统是和用户直接相连的重要环节,在安全和稳定运行的过程中,要想不断提高企业的经济效益,就必须加强对配电线路故障原因的分析,充分做好防范工作,确保企业和居民的用电安全性和稳定性。
基于此,本文就针对0kV配电线路雷击故障特性进行分析,同时提出相应的防雷策略。
关键词:10kV配电线路;雷击故障;特性分析;防雷策略1雷击分类以及危害1.1雷击分类直击雷:直击雷主要就是指带电的云层直接对某物进行猛烈地放电,其破坏力十分巨大。
根据我国相关规定和标准,10kV及以下的配电线路和设备并不会单独设立相应的避雷线和避雷针,其主要原因是因为直接击中配电线路的雷电比较少。
感应雷:雷击过电压。
雷云在进行放电之前,线路上的正电荷逐渐吸引到靠近电场突变点附近的导线上,转变为束缚电荷,负电荷将会被排斥到两侧运动。
雷云在进行放电的时候,负电荷会迅速地中和,正电荷逐渐会失去束缚力,最终以电压波的形式向两端迅速传播,形成了静电感应过电压。
另外,直击雷放电逐渐会形成强大的脉冲磁场,磁力线会穿过配电线路导线与大地之间形成的电气回路,瞬间就能够产生电磁感应过电压。
静电感应过电压和电磁感应过电压会逐渐叠加,从而形成感应雷过电压,幅值可以高达400kV~500kV,远远超过了设备的雷电冲击耐压,进而出现故障,最终导致跳闸等现象的发生。
1.2 10kV配电线路雷击过电压的危害虽然科学技术得到了空前的发展,但是雷害事故还是无法完全避免的,只能采取一些预防措施降低雷击的概率,雷害事故一旦发生必然会带来一定程度的危害,尤其是通电线路、输电设施以及配电电缆等比较近的一些建筑物。
雷害事故发生的时候,雷害过电压会比较高,甚至会超过电气设备的绝缘体,进而会出现跳闸的现象出现,最终导致周围区域的电力供应中断,甚至还会出现比较严重的火灾事故和触电事故,给人们带来人身伤亡和财产损失。
2 10KV 配电线路当中的防雷问题2.110KV 配电线路不受重视问题相对于整体来讲,我国10kV配电线路的建设并没有得到相关部门的重视,进而导致财政支持力度比较小,导致防雷水平还比较低,防雷装置的数量远远没有达到相关要求。
10kV配电线路感应雷过电压特性及影响因素 梁文忠

10kV配电线路感应雷过电压特性及影响因素梁文忠摘要:本文首先介绍了10kV配电线路感应雷过电压的特性及影响因素,分析了感应雷的保护范围。
感应雷过电压会造成配电线路频繁跳闸,因此供电企业应当加强对配电线路感应雷过电压特性及影响因素的分析,保障我国供电线路的安全。
关键词:10kV配电线路;感应雷;过电压特性感应雷过电压可以使配电线路频繁跳闸,这就会影响电力系统的正常运行,同时还会引发雷电事故。
因此相关部门应当重视研究感应雷过电压的影响因素及特性,深入研究感应雷过电压的形成机理,这样才能有效减少雷击事故的发生。
1 10kV配电线路感应雷过电压特性落雷位置不同对过电压波形以及幅值的影响也不同,配电线路两端感应雷的电压幅值会随着落雷点同线路之间的距离增大而增大。
雷电流幅值只能影响感应雷过电压的幅值,不会影响其波形。
感应雷过电压波头陡度和幅值会受雷回击速度的影响,而配电线路两端的感应雷过电压会因为雷电流幅度增加而增大,随着波头时间增大而减小,随着雷电回击速度增大而增大。
10kV配电线路感应雷过电压幅值还会随着大地电导率的增加而减小,大地电导率较小则其对感应雷过电压的幅值影响会增强。
大地电导率增大对电压幅值的影响也会降低。
相关技术分析人员可以采用不同的数值计算方法来计算雷电参数、大地参数以及感应雷过电压的影响等,减少雷电对配电线路的影响。
直击雷过电压可以保护避雷器安装塔,但是没有外延保护范围,因此安装人员需要在每个输电塔上安装线路避雷器,而感应雷过电压控制可以在雷电击中大地之后迅速中和先导通道中的电流,这时通道中的电场会迅速降低,继而释放导线上的束缚电荷,使导线两侧运动而产生感应雷过电压。
由此可见,工作人员在导线上放置更多的束缚电荷可以降低感应雷过电压的影响,保障线路的供电安全。
2 10kV配电线路感应雷过电压的影响因素10kV配电线路感应雷过电压会受落雷电分布位置、雷电流参数、大地电导率以及线路参数的影响。
雷电感应过电压特性在10kV配电线路中的探讨

雷电感应过电压特性在10kV配电线路中的探讨发表时间:2017-08-08T19:36:22.427Z 来源:《电力设备》2017年第10期作者:杨继方刘跃鹏[导读] 摘要:架空配电线路的绝缘水平一般较低,这就导致在雷雨天气,配电线路很容易遭受雷击或者是雷电过电压(国网河南孟津县供电公司)摘要:架空配电线路的绝缘水平一般较低,这就导致在雷雨天气,配电线路很容易遭受雷击或者是雷电过电压,导致配电线路发生闪络事故,严重影响到线路的正常运行,造成输电中断等事故的发生。
基于此,本文着重探讨10kV配电线路中雷电过电压的波形特性以及闪络特性,并提出线路雷电感应过电压特性分析的重要意义,以期为避雷针的安装以及避雷线路的设计提供相应的参考,提高10kV配电线路运行的安全稳定性以及可靠性。
关键词:10kV;配电线路;雷电过电压;特性就以往对雷电感应过电压的计算而言,一般是采用常规性的简单公式对其电压水平进行计算,并以此为据选用相应的避雷方案。
但随着相关研究的逐步深化,国内外学者将雷电感应过电压研究的关注点更多的集中在电压的峰值等波形参数上,极大的提高了雷电感应过电压数值计算的精确性,为配电线路防雷设计的改善提供了有力的理论支持,有效降低了配电线路的雷击事故发生率。
一、10kV配电线路雷电感应过电压的波形特性1、线路最大感应过电压对10kV配电线路雷电感应过电压波形的影响在10kV配电线路正常运行过程中,其所遭受到线路最大感应过电压主要是三项因素有关,即雷电流幅值、10kV配电线路相对于地的平均高度以及雷击处与10kV输电线路的最近距离,这三种因素中的无论哪种单独因素都会直接影响到10kV配电线路的的最大感应过电压,进而影响到雷电感应过电压的波形变化。
但随着相关研究的不断深入,如Rusck计算公式诞生等,都进一步表明了,除以上三种影响因素外,线路最大感应过电压还会受到其它因素,如雷电先导回波速率与光速的比值以及回波的传播速率、杆塔接地电阻等方面因素的影响,但相对而言,后两项因素对线路最大感应电压的影响比较小。
10kV配电线路的雷电感应过电压特性分析

10kV配电线路的雷电感应过电压特性分析摘要:10kV架空配电线路雷电防护系统的主要研究课题是雷电感应过电压现象,在10kV配电线路的架设过程中架设地线能够有效防护配电线路雷电感应过电压现象,已经成为电力领域广泛关注的话题。
相关电力研究结果显示,将地线架设在到线上方,在满足底线和导线之间距离科学要求的情况下,使底线和导线距离缩短,电杆会实现自然接地。
伴随大地电阻率增大和绝缘子闪络电压的降低,线路的雷电感应过电压闪络率将逐步提高,所以架设地线能够有效的降低线路雷电感应过电压闪络率。
关键词:10kV线路;雷电;感应过电压概率分布前言10kV配电线路雷电故障频发的原因是架空线路的绝缘水平普遍较低。
其中绝大部分的隐患来自于雷电击中线路附近的大地或者高大建筑物时,在导线上产生的感应超过电压承受能力引发的。
早在20世纪初期,相关学者已经提出通过在架空配电线路中架设地线的方法有效防护雷迪纳感应过电压现象。
因此作者针对“10kV配电线路的雷电感应过电压特性”这一课题的研究具有现实意义。
1 雷电感应过电压当10kV架空配电线路周围聚集高达的建筑物时,由于建筑物的高度普遍高于导线的高速度,通过建筑物的遮挡屏蔽,使导线的弧度大为减小,在雷电直接击中导线的概率相对于空旷地带的导线击中率减小。
因为高大的建筑物能够直接减弱雷电先导产生的电场,从而使局部被束缚的电荷总量降低,当雷击大地时,可以有效降低导线上产生的雷过电击。
2 雷电感应过电压的计算方式雷电感应过电压数值的计算方式:首先,依据主放电雷电流模式计算出离雷电通道不同距离位置的电场分布;然后依据线路和电磁场的关系计算不同雷电电场在配电线路上产生的感应过电压。
随着科学的进步,FDTD(finite difference tima domain)计算模式产生并被广泛应用,FDTD计算模式能够同时对大地有限电导率和绝缘子闪络对雷电过电压的影响进行同时考虑。
相比与传统雷电过电压计算方式,可以得出准确的时域响应结果,具有创新意义[1]。
10kV配电线路的雷电感应过电压特性

10kV配电线路的雷电感应过电压特性发表时间:2020-12-14T07:09:58.842Z 来源:《防护工程》2020年25期作者:申建亮[导读] 新时期背景下,电网建设的速度加快,而10kV配电线路也逐渐成为组成电力系统的主要部分,在系统运行以及社会发展方面发挥着重要的作用。
但是,10kV配电线路本身的绝缘水平并不高,很容易受到雷电感应过电压的影响引发一系列的安全事故,给电力设备带来了不可估量的损坏。
基于此,文章以10kV配电线路为研究重点,阐述了其雷电感应过电压的特性,以供参考。
申建亮国网平顺县供电公司山西省长治市平顺县 047400摘要:新时期背景下,电网建设的速度加快,而10kV配电线路也逐渐成为组成电力系统的主要部分,在系统运行以及社会发展方面发挥着重要的作用。
但是,10kV配电线路本身的绝缘水平并不高,很容易受到雷电感应过电压的影响引发一系列的安全事故,给电力设备带来了不可估量的损坏。
基于此,文章以10kV配电线路为研究重点,阐述了其雷电感应过电压的特性,以供参考。
关键词:10kV配电线路;雷电感应过电压;特性;分析随着电力系统的快速发展,电网规模也呈现出不断扩大的趋势。
目前,10kV配电线路是配网建设中的重要组成,所以,运行的实际效果会对供电系统运行以及社会生产生活产生直接的影响。
然而,10kV配电线路通常暴露在外部空气中,受雷击的几率较大,严重损坏供电设备。
除此之外,配电线路的防雷工作正处于发展初期,所以,必须要深入分析配电线路的雷电感应过电压特性,尽可能减少雷击事故发生的几率。
一、有关雷电感应过电压的研究从本质上来讲,雷电感应过电压具体指的就是电气设备周边的地面受到雷击以后放电。
而在这一过程当中,因空间内部电磁场发生了突然转变,即便未受到雷电击中的电气设备也会形成感应过电压。
将负雷电作为研究案例,由于雷云与先导通道电场中存在线路,且会形成束缚电荷。
在这种情况下,先导通道内部并不会形成显著的电流,而在位于线路周边地面的时候,雷云一旦放电,那么就会将所聚集的所有负电荷马上中和,先导通道电场也会随即降低。
10kV配电线路的雷电感应过电压特性

对比: ① 绝缘 子无穷大, 且沿线无保护 的情况 ; ②雷击 点两侧杆塔 分别安 装了绝缘子 的情 况; ③雷击 点两侧杆塔分别 安装了避雷针 的情况 , 对 这
三 种情况分别用 P S C A D算 法和模 型算法进行计算 ,看两种计算方法 的 对于 1 0 k V配电线路雷电感 应过 电压的计算,一般要先根据主放 电 误 差情况 。 雷电流的模 型计算 出距离雷 电通道 不同距 离的 电磁场分布情况 , 并根据 3 1 0 k V配 电线 路的 雷 电感 应过 电压 特性 电磁场和配 电线路 的耦 合关系来计算 出上述 电磁场在 配 电线路 中产生 3 . 1 感应 过 电压 波 形 特 性 的感应 过电压, 具体的计算方式如下 : 在 以往 的研 究中, 证 明最 大感应过电压与雷击点距离线路 的最近距 2 . 1 平行 多导 线 F D T D计算方法 离、 雷 电流幅值 、 配电线路对地 的平 均高度三个 因素有关 , 而近些 年来 , 利用平 行多导线 F D T D计算方法对 1 0 k V配电线路雷 电感应过 电压 经过 相关专家学者 的实验证 明最大感 应过 电压不仅 与 以上三个 因素有 的计算 , 将 线路 中带有支路导体 的多导体传输线系统 , 其计算方程为: 关, 与光速的 比值 以及雷 电先 导回波速 率也有着 密切的关系, 此外 , 根据 以上 的算 法来看 , 感应 过 电压除 了与以上的因素有关 之外 , 与大 地的导 x, t ) +L— 一I ( x, t ) +RI ( x , t ) =一— 一 ( x , t ) +E ( x , t ) — : 一 u( dx dt dx 电率 、 雷 电流的波前时 间、 回波 的传播速 率等 因素有关。通过实验 , 在 以 上所有影响感应过 电压的 因素之 中, 杆塔 的接地 电阻以及回波的传播速 率对最大感应过 电压产生 的影 响与其他 的因素比起 来,影响相对较小, 式 中: U( x , t ) 与I ( x , t ) 分别是第 n × 1相对于参考 导体 的电压 以及 电 因此 , 在 计算的过程 中, 可以将杆塔 的接地 电阻 以及 回波 的传播速 率忽 流 的向量 , R、 L 、 C分别是 导线单位长度 的电阻量、 电感 以及 电容矩 阵; E 略, 此外 , 通过计算 , 可以得出, 回波 的传波 速率越大 , 距离雷击点越 近, ( x , t ) 是n x l垂直 分布在 导线的 电场 量; E 1 ( x , t ) 是n  ̄ l平行 于导线 分布 更容易达到峰值。 的 电场分量 ; I 是输出 电线的分支 电流 向量 ,以上 两个方程均使用 二阶 3 . 2 大 地 电导 率对 过 电压 特 性 的 影 响 集中差分算法 的计算方式进行计算。 大地并不是理 想的导体 , 其本 身具有一定 的电阻率 , 如果将大地 作 2 . 2 绝缘子支路模型的建立 为有损导体进 行考虑和计算 ,将 1 0 k V配 电线路作 为多导体传输 线路 模 为了更好的分析 1 0 k V配电线路的雷 电感应过 电压 ,需要将绝 缘子 型,使用 F D T D算法对大地导 电率进行计算可以看出, 1 0 k V线路的末端 模型进行 简化 , 将其 简化为一个理想 的开关 , 如 果绝 缘子两端 的 电压超 感应过 电压波形 的形状对 于局部有着极为重要 的影响 , 如果将大地作 为 过临界 电压的 1 . 5倍时, 绝 缘子就会 出现 闪络 的情况 , 就成为一个简化 的 理想 电阻, 在起始 的计算 阶段 , 其 电压为正极性 , 如果将大地 电阻作为 非 闭合开关, 据有关数据统计表明, 绝缘子发生闪络 的概率 大约 有 5 0 %, 这 理想 电阻进行计算 , 那么在起始计 算阶段 , 其 电压 为负极性 , 可 以看 出, 种闪络情 况可以将其看做间隙放 电, 间隙放 电具有 伏秒的特征, 因此 , 在 大地 的电阻率对于 电压 的极性 以及 幅值 有着较大的影响, 大地 的电阻率 计算时, 计算系数设置为 1 . 5 。在建立好绝缘子支 路模 型后, 需要对有损 越低 , 其幅值越低 , 电压的衰减也会越大 。 大地对传输线 参数 以及 电磁 场的影响进行探 究 , 一般情 况下 , 虽 然一些 3 . 3 其他 因素对过电压特性 的影响 位 置雷 电出现 的电磁场 电场分量并不大 , 但是 由于 大地本身存在 的导 电 根据改进 的感应过 电压数值 阶段方 式, 将大地导率对雷 电产生的线 率对 电场 分量有 着巨大的影响, 因此 , 需要精确 的计算 出电场 分量情况 , 路参数 以及 电磁场的参数影响计算汲取 , 其计算和分析 的结果与 P S C A D 具体的计 算方 式如下 : 的仿真计算结果大致相同。比较 了大地不同的电导率, 线路不 同的位置 , E ’ z I j  ̄ ) = E r p ( r , z , j 并考虑到绝缘子 闪络对 电压特性 的影响, 证 明大地导电率对 电压的极性 以及幅值都有着较大 的影 响, 大地 的电导率越 低, 那么幅值越低, 电压 的 式 中: E r ( r , z , j 是 大地有 损状况下 的水平 电场 分量�
10kV配电线路感应雷过电压特性及影响因素

10kV配电线路感应雷过电压特性及影响因素摘要:在科技快速发展的今天,很多地方的10kV配电线路,都表现为积极建设的态势,整体上的发展速度是比较快的,各方面未出现严重的缺失和不足。
从客观的角度来分析,10kV配电线路的建设,必须要充分考虑到多个方面的影响因素,坚持从长远的角度来出发。
文章针对10kV配电线路的雷电感应过电压特性展开讨论,并提出合理化建议。
关键词:10kV配电线路;感应雷过电压;特性;影响因素1 雷电感应过电压概述雷电感应过电压,实际上就是指电气设备的附近地面被雷击中后会进行放电,在此过程中由于空间内的电磁场出现了突然性的变化,在没有被雷直接击中的电气设备出现了感应的过电压。
以负雷电为例,在雷云和先导通道的电场中存有线路,并在导线上形成束缚电荷,这时在先导通道中并不会形成明显的电流;当雷云在线路的附近地面进行放电的过程中,之前所聚集的负电荷会被快速的中和,使得先导通道的电场快速的下降,导线上的束缚电荷在得到释放之后会沿着导线的两侧运动,因此便形成了雷电感应过电压。
感应雷过电压的数值计算通常情况下首先是根据主放电雷电流模型计算出不同距离位置处的电磁场分布,然后再根据线路和电磁场的耦合关系计算出在对应电磁场中的感应过电压。
210kV配电线路雷电感应过电压的计算关于电压的计算方式,首先要建立一个雷电回击的模拟,再建立雷电通道附近的电磁场,并计算出产生出来的电磁场,接着,建立电磁场与传输线的耦合模型,最后,用物理数学方法计算出雷电感应过电压。
雷电回击电流模型有传输线和传输电流源两大类。
在这两种雷电回击电流模型的基础上,国内外的学者对它们进行了完善和发展,又分别提出了MTLL模型、MTLE模型,以及DU模型,目前我们采用最多的便是第一种MTLL模型和第二种MTLE模型。
用这两种模型,能够有效地再现雷电通道附近的电磁场状态,可以让运维人员较为准确地计算出雷电感应过电压。
耦合模型现下也有最为广泛的三种,分别是:Taylor场线耦合模型、Agrawal场线耦合模型,以及Rachidi场线耦合模型。
10kV配电线路的雷感应过电压特性解析

Power Technology︱240︱2017年3期10kV 配电线路的雷感应过电压特性解析黄颖彬国网福建省电力有限公司莆田供电公司,福建 莆田 351100摘要:10KV 配电线路在配电网中占据着主导性位置,应用范围宽泛,其运行状态关乎着供电安全。
在常规条件中,10KV 配电线路大多裸露于空气中,一旦进入雷雨天气,面临着被烧毁和损坏的危险。
而本文笔者将联系现有的经验成果,以10KV 配电线路为研究对象,着重探究雷感应过电压特性。
关键词:10KV 配电线路;雷感应;过电压特性中图分类号:TM726 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2017)03-0240-01电力系统运行关乎着社会的稳定和区域的发展,10KV 配电线路为电网的基本组成,它决定着电力系统的实际运行。
其中雷击事故为10KV 配电线路的基本故障内容,为提升电力安全,一定要强化雷击防护。
因此,本文关于10KV 配电线路内容的研究具有重大意义。
1 雷电感应过电压特性简析 雷电感应过电压具体指代电气设备周边地面遭受雷击,使得空间电磁场出现变化,导致未被雷击设备内产生感应过电压。
如果雷云夹带较多负电荷,且先导通道和雷云电场内部存在线路,便会在线上产生束缚电荷,在此环节,先导通道中并未出现显著的电流,然而,当雷云面向10KV 配电线路进行放电时,则雷云积攒的负电荷将和大地立即中和,先导通道内部的电场马上下降,待束缚电荷完全释放后依附导线运动,最终产生过电压。
常规条件下,经由主放电雷电流可明确各个部位电磁场的实际分布,再依照电磁场和线路耦合关系求取磁场内部的感应过电压。
1.1 概率与闪络特性 常规条件,待大地导电率提升时,则雷击线路极限感应过电压可能会大幅降低,进而使得雷击频率变化速率缩小,同时,当雷击线路内部过电压值超过规定值时,则电力线路被雷击频率会减小,换而言之,即线路雷击概率和闪络率会大幅降低。
当大地导电率减小时,则绝缘闪络次数和闪络率等可能会上升。
10kV配电线路的雷电感应过电压特性

10kV配电线路的雷电感应过电压特性摘要:在电力系统中各种架空线路的绝缘水平较低,在运行过程中除了长期受到工作电压的作用外,还会受到各种比工作电压高很多的雷击感应过电压短时作用,出现对绝缘有危险的电压升高和电位差升高,由于配电线路分布面积广,易于受雷击,在雷电的感应下,容易出现各种闪络事故,就会引起电力系统的绝缘故障和停电事故,近年来,很多学者也重视架空线路的上升时间,电压峰值的变化参数,对于配电线路雷电过电压的特性有了更深入的分析。
下面,就利用参数模型计算方式对10KV配电线路的雷电感应特性进行研究。
关键词:10KV线路过电压雷电感应配电线路1.前言目前,随着电力的不断改革和科技创新,我国的电力行业也得到了十分迅速的发展,10KV架空配电线路分布较广,相比而下,架空配电线路的绝缘水平较低,在雷电感应下,容易出现各种闪络事故,就会引起电力系统的绝缘故障和停电事故,近年来,很多学者也重视架空线路的上升时间,电压峰值的变化参数,对于配电线路雷电过电压的特性有了更深入的研究分析。
但是有些专家在研究的过程中往往忽略了绝缘子串闪络问题,那么电力工作人员就难以利用这些研究数据对配电线路的耐雷设计进行试验分析,因此,必须全面对配电线路的雷电感应特性进行研究,研究调查表明,10KV配电线路一般会受到附近建筑物或其他高空物体的影响,也就会引起雷击过电压事故,下面对10KV配电线路的雷电感应过电压特性进行研究分析。
2.10KV配电线路感应雷过电压的计算在输电线路过程中,由于雷电放电的复杂性,通过工程分析雷电感应过电压得到的计算结果是作为衡量线路防雷性能的相对指标,一般对于10KV配电线路雷电感应过电压的计算,主要先根据主放电雷电流的参数计算出距离雷电通道不同距离的电磁场分布情况,并根据雷电通道周围电磁场和配电线路耦合的数学模型关系来计算出电磁场在配电线路中产生的过电压,具体计算方法如下:2.1输电线路时域有限差分法的计算方法时域有限差分法是一种应用非常广泛的电磁场数值计算方法,通过计算传输线上电场磁场和电流分布,然而对10KV配电线路雷电感应过电压的计算,其计算方程如下:式中:分别是参考导体的电压以及电流的向量,r,l,c,g分别是导线单位长度的电阻,电感电容以及电导量,是分布在导线的电场量,是输电线电流向量。
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10kV 配电线路安装避雷器后雷电感应过电压特性分析
摘要:配电网10kV 配电线路由雷电引起的绝缘子闪络或线路故障跳闸的主要因素,也称之为感应雷过电压。
感应雷过电压导致线路故障所占的比例在10kV 配网故障中非常大。
因此,本文对10kV 配电线路雷电感应过电压的特性分析,旨在提高农网配电线路的供电可靠性。
关键词:配电线路;雷电感应过电压;模型计算;特性分析
中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2015)02-0000-01
雷电是一种在大气中激烈的静电中和现象,雷电灾害是指遭受
直击雷、感应雷或雷电侵入而造成的人员事故、财产损失和供电伤害。
可以这么说,前两种危害大多数都没有什么特别的方式手段来降低它的伤害率,除了具有较强的自我安全意识和其他外界因素,没有太多的可能性做到防患于未然。
但是供电伤害这一点,供电企业还是可以通过当代技术来降低它的发生的可能性,至少可以说能够降低它的伤害性。
现在,国内外的配电线路大多数都是以架空线路为主,
这些架空路线,常年都裸露在户外,不仅要经受狂风暴雨等自然现象的洗礼,而且偶尔也会有一些鸟类等在上面栖息,或多或少都会受到一定的损害,因此,配电系统的安全运输便显得非常重要。
这不仅仅是对于广大用电居民的一种安全保护,也是对于社会的一种安全保护。
雷电放电容易引起配电线路过电压,主要包括有:雷击架空线
路附近大地时引起感应雷过电压,雷击杆塔塔顶引起反击过电压,以及雷击架空线路引起直击雷过电压。
架空配电线路绝缘水平低,导致的事故率很高,为了减少这样的危害,因此对10kV 配电线路安装避雷器后雷电感应过电压特性分析。
一、10kV 配电线路雷电感应过电压的计算关于电压的计算方式,首先要建立一个雷电回击的模拟,再建立雷电通道附近的电磁场,并计算出产生出来的电磁场,接着,建立电磁场与传输线的耦合模型,最后,用物理数学方法计算出雷电感应过电压。
雷电回击电流模型有传输线和传输电流源两大类。
在这两种雷电回击电流模型的基础上,国内外的学者对它们进行了完善和发展,又分别提出了MTLL 模型、MTLE 模型,以及DU 模型,目前我们采用最多的便是第一种MTLL 模型和第二种MTLE 模型。
用这两种模型,能够有效地再现雷电通道附近的电磁场状态,可以让运维人员较为准确地计算出雷电感应过电压。
耦合模型现下也有最为广泛的三种,分别是:Taylor 场线耦合模型、Agrawal 场线耦合模型,以及
Rachidi 场线耦合模型。
这三种模型都是同一射入电子场分量引
起的感应电压和电流对总
电压等,通过这些模型可以计算出接近实际情况中的总电压与总电流。
有了电流模型和场线耦合模型,接下来就可以来计算雷电感应过电压的数值了。
上文进行了平行多导线的FDTD 算法,根据带有支路的导体的多导体传输线MTL 系统,得出一个带有向量的MTL 方程,采用装有绝缘子的杆塔制作一个模型,将其转化为一个简易的开关,当两端的电压超过1.5 倍时,冲击闪络电压后,绝缘子闪
络,就等于开关闭合。
通过这些,再采用Rubinstein 提出的方法计算近似值,就能算出考虑有损大地时的水平电场分量,进而就能够算出雷电感应过电压的数值了。
二、雷电感应过电压波形特性在模型过程中,回波传播速率和塔杆接地电阻对最大感应过电压的影响比较小,所以在计算雷电感应过电压时可以忽略回波传播速率和塔杆接地电阻这两个的影响。
在计算过程中可以得知,回波传播的速率越大,距离雷击点最近处的电压达到峰值就会越快,并且还可以发现,峰值越大,它所对应的感应过电压也就越大。
但是如果速率不同的话,它所对应的峰值变化也不会特别大了。
另外,波前时间如果越短的话,距离雷击点最近处的电压达到峰值也会更快,并且峰值更大,不同波前对应的峰值变化也会很大。
因为考虑到大地具有一定的电阻率,在FDTD 算法分析中,
可以发现,线路末端的感应电压的波形形状基本都是一致的,
但是这对局部也有很大的影响。
如果大地电导率越低,那么电压就衰减越大,幅值也就越低。
三、雷电感应过电压的概率和闪络特性根据对雷电流幅值进行取值,采用蒙脱卡罗方法,随机选取了采集点,并且随机产生多次雷击,对这些雷击所产生的最大感应过电压的结果进行统计分析,通过这个统计结果,有n次所引起的最大感应过电压大于等于U,然后再计
算出每年每百公里配电线路产生的总次数N,当U为1.5倍CFO 时,N 就是每年每百公里配电线路的闪络次数。
同时,出于对
有损大地的考虑,对采用的MTL 模型也进行了分析,结果可以发现,随着大地电导率的增大,雷击引起的线路最大感应过电压也会随之减小,雷击次数的变化速率也会随之减小,雷击感应过电压超过某一个特定电压过电压值的次数也会随之减少。
换句话来说,就是指相应的线路中雷击故障率和闪络率降低了。
另外,在雷击事件中,直击雷占的比例比较大,与之相比,伴随着大地电导率的加大,雷电感应所引起的闪络次数减少的速率也增大,而直击雷受到大地电导率的影响却比较小,因此,直击雷所导致的闪络算是最直接最重要的因素。
四、配电线路雷电感应过电压的防护措施通过以上对雷电感应
过电压的特性分析,对症下药,来
谈一谈对它的保护措施
第一,提高线路的绝缘水平。
要提高配电线路的绝缘水平,就必须使用高质量的安全线路,不能使用劣质的绝缘子,并且要定期检查,如果发现有劣质的绝缘子要尽早更换。
从而能够提高线路的可靠性,降低因遭受雷击产生的闪络次数。
第二,要保护好间隙。
可调间隙防雷装置可以有效地保护间隙。
这也需要通过绝缘子的高压试验,选取质量较好的装置,在过电压情况下,保护间隙会先于被保护绝缘子动作,从而有效防止了线路故障。
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