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[摘 要]配电网遭受雷击,尤其高度的问题,也有其磁场的问题,也有避雷针不合理现象等,针对这些问题,运用算法计算公式,避免雷击造成严重影响。
[关键词]配电网;架空线路;雷击
中图分类号:TP667 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)36-0303-01
1.前言
配电网遭受雷击,往往会产生严重后果,所以如何避免雷击,如何防护雷击,如何将雷击的伤害降到最低,成为我们面临的新挑战。
2. 配电网架空线路感应雷过电压类型
在配电网中,现场架空线路直接暴露于雷雨天气。雷电感应更容易发生,雷电过电压的发生给架空线路的线路安全带来了非常大的隐患,很容易导致线路跳闸失效。在以前的相关研究中,有关架空线路直击雷的研究很多,对架空线雷电感应和雷电过电压的研究相对较少。
架空线路上有两种雷电过电压:一种是雷击引起的直接雷电过电压;另一种是由电磁感应引起的雷电感应过电压。一般而言,110kV以上架空高压线路的雷击故障次数随直接雷击次数而减少。但由于35kV以下架空配电网的绝缘水平较低,雷击引发雷击故障的次数明显较多。据测量,配电网架空线路感应雷电过电压幅值可达500kV左右,对配网线路的绝缘构成较大威胁。因此,计算架空线路感应雷电过电压具有重要意义。从架空线路的实际情况出发,分析了影响架空线路过电压的主要因素,并提出了改进措施,以更好地实现雷电天线架空线路的保护,提高架空线路供电稳定性和可靠供电能力线
3. 架空线路感应雷过电压分析
3.1产生的机理
在雷电放电的引导阶段,架空线路位于雷云的电场和导频信道中。如果雷云被带负电,静电场会沿着导线感应出电场强度分量,将导线的两端和雷云的正电荷吸引到导频通道附近的一段导线上,成为束缚电荷。导线上的负电荷是由导线方向引起的。电场强度分量的排斥力向两端移动,通过系统的线路和中性点的泄漏电导流入大地。由于导频信道的发展速度并不快,导线中的电流一般都很小。由于存在导体对地漏电导,导体的电位将与导体远离雷云的电位相同。
3.2主要因素
雷暴雷电的出现和架空线的建设是架空线路引发过电压的基本条件。在架空线上感应过电压后,会产生感应电荷。感应电荷量与放电通道中的电荷量直接相关。
利用镜像方法监测和分析架空线路导线上感应的过电压,可以发现,架空线路在雷暴天气过程中产生的感应过电压幅度与距绝缘子距离中心的距离有关,感应过压。绝缘体远离雷电感应过电压中心越远,受架空线影响的感应电压越小。绝缘体越靠近雷电感应过电压的中心,感应电压对架空线的影响就越大。
4.架空线路感应雷过电压计算
由于静电分量是架空线路感应雷过电压防护的主要影响因素,因此在感应雷过电压计算中,应以静电感应电压的计算为主。在过电压计算中可假设:先导通道中的电荷均匀分布,其线电荷密度为λ;空间电场由先导电荷形成;先导通道中的电荷在主放电时是全部瞬时被中和,主放电通道是垂直向上,不考虑分支。图1为架空线感应雷过电压计算模型。
如图1所示,设雷击点O到架空线正下方地C点的水平距离为S,导线离地高度为hdg,dC上任意一点A处的电场强度垂直分量为EyA,由静电场中电荷与电场强度的关系可得:
5.架空线路感应雷过电压的防护
架空线感应雷击过电压,更容易导致架空线路故障。因此,必须采取适当措施,对架空线路上的雷电过电压提供良好的保护,并在雷电天气下提高架空线路的运行安全性。
5.1提高架空线的绝缘水平
架空线路的绝缘水平是影响架空线路造成雷电过电压的重要因素。绝缘水平越低,雷雨期间架空线暴露于雷电的可能性就越大。为了提高架空线的绝缘水平,一方面必须使用绝缘导线代替架空线中的裸导线,并且必须增加绝缘件。应在导体和绝缘体之间增加绝缘层,以更好地保护架空线路。其作用是将绝缘性能良好的线路导体与雷电的影响隔离开来;另一方面,要及时更换绝缘子的型号,及时维护好绝缘子,并尽快引入更先进的绝缘子到架空线路中去除。自由电弧对雷电天线架空线过电压的影响。
5.2合理安装避雷器
为有效保护架空线在雷电过电压下的安全,必须在架空线上安装性能良好,具有防雷能力的避雷器。
首先,避雷线应安装在架空线雷电易发部分的塔架上,以尽量减少雷电对架空线路的不利影响。
其次,架空线分支塔上应安装避雷器,以达到对架空线分支的良好保护。
第三,避雷器必须安装在重要的架空线路配电设备上,以实现对架空线路中重要配电设备的良好保护。
第四,架空线绝缘线和电缆线的改造,更容易发生雷击危害。在这里,必须安装避雷器以实现良好的雷电保护。
5.3降低配电线路的雷击建弧率
在架空线路中,消弧线圈中性點对地的应用可以使得架空线路中的单相接地电流得到补偿,从而有利于接地电弧的熄灭,自动补偿装置的应用,还有架空线的电容。准确测量,自动补偿电流在一定范围内,确保其小于灭弧的临界值,从而可以降低配电线路的雷电飞弧率,并更好地保护架空线路。另外,可以通过消弧线圈处理雷电过电压,并将自动跟踪补偿装置安装在配电网中,以便雷电过电压发生时的电流残留值可控制在可接受的范围内,有利于接地弧。迅速灭火,然后降低配电线路的雷电飞弧率。
6.结束语
加强对配电网防雷,避雷措施可以有效保证配电网的安全运行,加大对配电网易雷击的防护,可以有效避免雷击造成的伤害。
参考文献
[1]徐兴发.配电线路感应雷过电压计算与防护的研究[D].广东工业大学,2016.
[关键词]配电网;架空线路;雷击
中图分类号:TP667 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)36-0303-01
1.前言
配电网遭受雷击,往往会产生严重后果,所以如何避免雷击,如何防护雷击,如何将雷击的伤害降到最低,成为我们面临的新挑战。
2. 配电网架空线路感应雷过电压类型
在配电网中,现场架空线路直接暴露于雷雨天气。雷电感应更容易发生,雷电过电压的发生给架空线路的线路安全带来了非常大的隐患,很容易导致线路跳闸失效。在以前的相关研究中,有关架空线路直击雷的研究很多,对架空线雷电感应和雷电过电压的研究相对较少。
架空线路上有两种雷电过电压:一种是雷击引起的直接雷电过电压;另一种是由电磁感应引起的雷电感应过电压。一般而言,110kV以上架空高压线路的雷击故障次数随直接雷击次数而减少。但由于35kV以下架空配电网的绝缘水平较低,雷击引发雷击故障的次数明显较多。据测量,配电网架空线路感应雷电过电压幅值可达500kV左右,对配网线路的绝缘构成较大威胁。因此,计算架空线路感应雷电过电压具有重要意义。从架空线路的实际情况出发,分析了影响架空线路过电压的主要因素,并提出了改进措施,以更好地实现雷电天线架空线路的保护,提高架空线路供电稳定性和可靠供电能力线
3. 架空线路感应雷过电压分析
3.1产生的机理
在雷电放电的引导阶段,架空线路位于雷云的电场和导频信道中。如果雷云被带负电,静电场会沿着导线感应出电场强度分量,将导线的两端和雷云的正电荷吸引到导频通道附近的一段导线上,成为束缚电荷。导线上的负电荷是由导线方向引起的。电场强度分量的排斥力向两端移动,通过系统的线路和中性点的泄漏电导流入大地。由于导频信道的发展速度并不快,导线中的电流一般都很小。由于存在导体对地漏电导,导体的电位将与导体远离雷云的电位相同。
3.2主要因素
雷暴雷电的出现和架空线的建设是架空线路引发过电压的基本条件。在架空线上感应过电压后,会产生感应电荷。感应电荷量与放电通道中的电荷量直接相关。
利用镜像方法监测和分析架空线路导线上感应的过电压,可以发现,架空线路在雷暴天气过程中产生的感应过电压幅度与距绝缘子距离中心的距离有关,感应过压。绝缘体远离雷电感应过电压中心越远,受架空线影响的感应电压越小。绝缘体越靠近雷电感应过电压的中心,感应电压对架空线的影响就越大。
4.架空线路感应雷过电压计算
由于静电分量是架空线路感应雷过电压防护的主要影响因素,因此在感应雷过电压计算中,应以静电感应电压的计算为主。在过电压计算中可假设:先导通道中的电荷均匀分布,其线电荷密度为λ;空间电场由先导电荷形成;先导通道中的电荷在主放电时是全部瞬时被中和,主放电通道是垂直向上,不考虑分支。图1为架空线感应雷过电压计算模型。
如图1所示,设雷击点O到架空线正下方地C点的水平距离为S,导线离地高度为hdg,dC上任意一点A处的电场强度垂直分量为EyA,由静电场中电荷与电场强度的关系可得:
5.架空线路感应雷过电压的防护
架空线感应雷击过电压,更容易导致架空线路故障。因此,必须采取适当措施,对架空线路上的雷电过电压提供良好的保护,并在雷电天气下提高架空线路的运行安全性。
5.1提高架空线的绝缘水平
架空线路的绝缘水平是影响架空线路造成雷电过电压的重要因素。绝缘水平越低,雷雨期间架空线暴露于雷电的可能性就越大。为了提高架空线的绝缘水平,一方面必须使用绝缘导线代替架空线中的裸导线,并且必须增加绝缘件。应在导体和绝缘体之间增加绝缘层,以更好地保护架空线路。其作用是将绝缘性能良好的线路导体与雷电的影响隔离开来;另一方面,要及时更换绝缘子的型号,及时维护好绝缘子,并尽快引入更先进的绝缘子到架空线路中去除。自由电弧对雷电天线架空线过电压的影响。
5.2合理安装避雷器
为有效保护架空线在雷电过电压下的安全,必须在架空线上安装性能良好,具有防雷能力的避雷器。
首先,避雷线应安装在架空线雷电易发部分的塔架上,以尽量减少雷电对架空线路的不利影响。
其次,架空线分支塔上应安装避雷器,以达到对架空线分支的良好保护。
第三,避雷器必须安装在重要的架空线路配电设备上,以实现对架空线路中重要配电设备的良好保护。
第四,架空线绝缘线和电缆线的改造,更容易发生雷击危害。在这里,必须安装避雷器以实现良好的雷电保护。
5.3降低配电线路的雷击建弧率
在架空线路中,消弧线圈中性點对地的应用可以使得架空线路中的单相接地电流得到补偿,从而有利于接地电弧的熄灭,自动补偿装置的应用,还有架空线的电容。准确测量,自动补偿电流在一定范围内,确保其小于灭弧的临界值,从而可以降低配电线路的雷电飞弧率,并更好地保护架空线路。另外,可以通过消弧线圈处理雷电过电压,并将自动跟踪补偿装置安装在配电网中,以便雷电过电压发生时的电流残留值可控制在可接受的范围内,有利于接地弧。迅速灭火,然后降低配电线路的雷电飞弧率。
6.结束语
加强对配电网防雷,避雷措施可以有效保证配电网的安全运行,加大对配电网易雷击的防护,可以有效避免雷击造成的伤害。
参考文献
[1]徐兴发.配电线路感应雷过电压计算与防护的研究[D].广东工业大学,2016.