10kv配电绝缘线路雷击断线机理的分析.pdfVIP

山东电力高等专科学校学报 第 12卷第 5期 JournalofShandongElectricPowerCollege 65 1Okv配电绝缘线路雷击断线机理的分析 AnalysisontheMechanism of10kV DistributionInsulatedLineBrokeOffbyLighting 叶传海 杜景远 马明辉 孟栩斌 济南供 电公司 济南 250022 摘【要】l0kv配电绝缘线偶尔遭遇雷击断线事故，其机理就是导线横截面在感应 电荷 的作用 下场强发生畸变，引导雷击产生。本文分析 了感应电荷在绝缘介质层表面的分布 ，并计算电场 强度。 关【键词】感应电荷 高斯定理 电场强度 【中图分类号】TM726 文【献标志码】A 2007年济南地区发生多起 10kv配 电绝缘导 向向上。见示意图 1： 线雷击断线事故。事故现象大致类似 ．即在导线与 ／ E0 支柱绝缘子相联结部位 ，导线绝缘层在此位置开剥 与绝缘子相联结 ；断线截面平整与导线轴向垂直 ． 』 f一 ～ 一 一 ～ ，… 一 -二=- 似迅速 “切断”所至。基于这类重复发生的现象 ．有 必要对其发生的机理进行探讨 ，以期找到同类事故 发生的内在原因。 图 1 电场示惹 图 假设条件 c：该档导线长度为 ，且与地面平 1 电场模型和估算 行 ，导线横截面内半径为 r。，外径为 ／2，显然有 n 本文从电磁场角度来分析断线 的整个物理过 r2／；导线绝缘介质介电常数为 ￡。 程。当雷电形成时，在导线上方形成带电云层 ，并在 1．2 绝缘导线感应 电荷分布 绝缘导线上感应 电荷 。下面就这个过程进行详细的 处于该匀强 电场的绝缘金属芯导线 ，绝缘层表 物理介绍以及分析 层在电场作用下被极化。根据高斯通量定理．在绝 1．1 电场边界条件假设 缘介质外层表面感应电荷 ，从横截面看 电荷密度 假设条件 a：云层处于导线正上方 ，带 电云层 为： 电荷成均匀分布 ，且该云层面积 (长和宽)都显著大 盯=￡ sin0 (1) 于一档导线的长度 ：10kv配 电绝缘线的一档导线 见示意图2： 正好位于该云层下方的正中位置 ；地面为平整地 面 ；该档导线周围没有任何影响导线感应电荷的人 工和 自然物体 假设条件 b：在满足条件 a的情况下 ．该云层 和地面形成一个均匀的平板电场 ，该档导线位于其 中，设定该场强为 。通常云层带负电荷 ，则 晶方 图2 感应 电荷密度 作者简介 ：叶传海 (1971一)，工程师，长期从事配 电网络研