10kV配电线路的雷电感应过电压特性 李航程.docVIP

精品论文 参考文献 10kV配电线路的雷电感应过电压特性 李航程 李航程 米国锋 　　（国网河南杞县供电公司 河南杞县 475200） 　　摘要：雷电感应过电压是一个值得深入研究的课题，针对10kV配电线路雷电防护系统，最为关键的内容之一便是对雷电感应过电压进行研究。基于10kV配电线路架设期间，架设地线便需要对配电线路雷电感应过电压现象采取有效防护措施。本文重点分析了10kV配电线路的雷电感应过电压特性，希望以此为10kV配电线路雷电感应效果的增强提供一些具有价值的参考建议。 　　关键词：10kV；配电线路；雷电感应过电压；特性 　　 　　 　　在实际工作过程中，10kV配电线容易引发雷电故障，而引发雷电故障最为普遍的因素是架空线路的绝缘水平偏弱。例如：当雷电将线路附近的大地或高大建筑物击中的情况下，便容易使导线形成感应，而当此类感应比电压所承受的能力更大的情况下，便容易引发雷电故障[1]。为了使10kV配电线路的雷电感应得到有效保护，本文对“10kV配电线路的雷电感应过电压特性”进行分析与探究意义重大。 　　1.雷电感应过电压概述 　　对于10kV架空配电线路，在附近有高达的建筑物聚集的情况下，因建筑物的高度要比导线的高速度更高，经建筑物的遮挡屏蔽作用，便能够让导线的弧度大大降低。此情况过程中，雷电以直接的方式将导线击中的几率比空旷地带导线击中率更小[2]。由于高达的建筑物可以以直接的方式将雷电先导形成的电场减弱，进而使局部受到束缚的电荷总量大大下降。在雷击大地的情况下，能够使导线上形成的累过电击得到有效减弱。 　　2.雷电感应电压计算方法分析 　　在对雷电感应电压进行计算过程中，需遵循的计算步骤为：（1）以主放电累电流模式为依据，将离雷电通道不同距离部位的电场分布计算出来。（2）以线路与电磁场之间的关系为依据，将不同雷电电场于配电线路上引发的感应过电压计算出来。在科学技术不断进步的大环境下，FDTD计算方式如今被广泛使用，此类计算方式能够详细分析出大地有限电导率对雷电过电压的影响，同时对于绝缘子闪络对雷电过电压的影响也能够详细分析。和以往传统模式的雷电过电压计算方法相比，能够使时域响应的结果准确地计算出来。 　　3.雷电感应过电压波形特性分析 　　对于最大感应过电压来说，会受到诸多因素的影响：其一，雷击点距离配电线路的距离；其二，雷电流的幅值；其三，配电线路的高度等。经FDTD计算发现，将上述因素除外，雷电流波前时间、回波的传播速度以及接地电阻等，均会影响最大感应过电压。这主要是由于于雷电感应过电压计算期间，未能完全考虑雷电先导的同波速度，与此同时对于接地电阻的考虑也偏小。 因此，综合考虑，对于雷电先导的同波速度、接地电阻于雷电过电压变化期间的影响，通常偏小，进一步则可将其忽略不计。在这里，主要提到最大感应过电压和雷电流幅值之间的联系性及和大地电导率之间的联系性进行分析，具体内容包括： 　　（1）和雷电流幅值之间的联系性。对于配电线路最大感应过电压来说，和雷电流幅值之间呈正相关性。在线路高度和雷电流幅值呈一定的比值的情况下，配电线路便会有线路跳闸等反应出现，进而引发配电线路故障[3]。从实际工作经验来看，倘若能够在雷击点周围的导线对电流将释放通道开放出来，则能够使绝缘子串闪跳闸的发生得到有效避免，进一步使配电线路引发故障的情况得到有效防范。 　　（2）和大地电导率之间的联系性。在雷电感应过电压当中，会在很大程度上受到大地电导率的影响。而对于电压的正负极及其幅值来说，会直接遭遇大地电导率的影响。因此，在大地电导率偏高的情况下，电流幅值便会显得非常大，进而使电压升幅率大大增加。对于大地来说，不是一种理想的导体，存在电阻率，且只能够对局部形成一定的影响。而对于大地电导率来说，则会使高频电磁场引发非常大的影响，随着雷电波于配电线路上所产生的传输过程，基于传输线路当中的每一个节点电压均会产生变化。倘若只是将大地视作一个理想的导体加以考量，虽可促进电波于线路上的传输过程改变电压幅值，但波形通常不会受到影响，其能够和以前的波形维持一致性。因此，在大地电导率降低的情况下，电压幅值会减小，波形则会逐渐扩大，从而使电压正负两极产生很大程度的变化。 　　（2）雷电感应过电压概率闪络特性分析。经FDTD计算，得出结果：在大地电导率增加的情况下，雷电感应过电压相关因素将存在降低的势态，进而可以使配电线路雷击事故的发生几率大大减弱，与此同时闪络率及闪络次数也将大大降低[4]。对于直击雷来说，会使配电线路闪络率引发雷击故障，且此类因素非常普遍。这主要是因为全部的直击雷均会引发配电线路短路故障。一旦配电线路没有高大的建筑物作为保护物体，那么在直击雷的影响下，便会引发配电线路闪络故障。 　　4.结论 　　在上述分析过程中，对10kV配电线路的雷