10kV配电线路感应雷过电压形成机理及计算研究

感应雷过电压是造成中低压配电线路雷击跳闸及导线断线的主要原因.目前配电线路工程中一般采用规程法计算感应雷过电压,该方法简化条件过多使得计算精度较低且未考虑感应过电压的实际物理过程.通过理论分析10kV配电线路上感应雷过电压的物理形成过程,揭示配电线路上感应雷过电压的形成机理;基于该物理过程,建立配电线路的雷电感应过电压计算模型,包括雷电放电通道的传输线模型、场线耦合模型及电力线路模型等;最后,计算分析了两种不同落雷点位置下,10kV配电线路上感应雷过电压波的分布特性.研究工作为10kV配电线路雷电过电压防护及实际防雷工程提供理论参考.     

配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果

雷电感应过电压是配电线路当中的主要保护对象,而架设地线对于雷电感应过电压具有重要保护作用,因而对地线线路感应过电压模型进行计算对地线的架设位置进行研究,对于保护配电线路运行安全性具有重要价值该文主要对配电线路当中架设地线在雷电感应过电压当中的防护效果进行了分析探讨,以期能够不断促进配电线路的发展。     

浅谈输电线路的防雷保护与措施

本文通过对输电线路遭受雷击,感应雷过电压、直击雷过电压形成的机理以及不同雷击所产生的不同效果的阐述,有针对性地提出了降低杆塔接地电阻、安装线路避雷器、提高线路绝缘配合、架设避雷线、增设耦合地线等输电线路的防雷措施,以提高输电线路耐雷水平,降低输电线路的雷击跳闸率。     

架空配电线路耦合导线安装位置的分析

从降低架空配电线路感应雷过电压的角度,分析了10 kV架空配电线路中导线三角形排列和垂直排列情况下耦合导线的安装位置.分析结果表明,无论大地是否为理想导体,耦合导线安装在架空配电线路相导线之间可以更有效地降低架空配电线路上的感应雷过电压.     

10 kV架空配电线路临近变电站防雷保护措施

建立了10 k V配电线路临近变电站直击雷和感应雷过电压计算模型,提出了临近变电站线路段防雷保护措施,获得了直击雷和感应雷作用下变电站入口过电压的大小,分析了不同措施的防雷性能和对变电站入口过电压的抑制效果。结果表明,安装母线避雷器后,变电站入口过电压幅值可大幅度下降;架设避雷线可有效提高线路的耐雷水平,直击雷和感应雷作用下,变电站入口的过电压峰值可分别下降73%和28%左右。安装绝缘线后,避雷器数量和安装位置对耐雷水平和变电站入口过电压的陡度影响较大,当避雷器安装位置位于绝缘线两端时,对变电站入口过电压的抑制效果较好,可使变电站入口感应过电压峰值下降52%左右。研究可为架空配电线路临近变电站的保护方案设置提供参考。     

35 kV配电线路直击雷防护计算

山区配电线路运行时存在雷电直击现象,而目前35 kV配电线路的直击雷过电压研究相对较少。本文采用仿真计算的方法,研究35 kV配电线路耐雷水平变化规律并优化避雷器布置方式。仿真计算结果表明:线路无避雷器时耐雷水平低,装设避雷器可明显提升线路耐雷水平;采用每2至3基杆塔安装1组避雷器的安装方式,只有当雷击发生在安装了避雷器的杆塔附近的导线上时,才能显著提高线路耐雷水平;在易遭雷击的档距的两个杆塔上装设避雷器,线路耐雷水平能明显提升,且当雷击档距中央时耐雷水平最高。研究结论为35 kV配电线路直击雷过电压的防护及差异化防雷提供理论参考。     

考虑土壤电阻率的特高压直流输电线路过电压抑制措施

特高压直流输电(ultra high voltage direct current transmission, UHVDC)以输电容量大、线损少、输送距离远等显著优势成为解决中国能源与需求呈逆向分布问题的重要方案。然而,由于其输送距离远,跨越区域的地形和气候复杂,使线路沿线土壤电阻率分布不均匀。基于准东—皖南±1 100 kV特高压直流输电工程,分析了直流线路过电压机理,并采用电磁暂态计算软件PSCAD,针对直流线路不同平均土壤电阻率和四季实际土壤电阻率进行过电压仿真分析。结果表明,土壤电阻率会对换流站的反射产生影响,以及实际土壤电阻率会使最大过电压位置向送电侧偏移。通过优化线路避雷器的安装位置使过电压的抑制效果更优,为特高压直流输电工程的发展提供重要参考。     

采用长闪络避雷器防止绝缘导线的断线

随着配电线路绝缘导线的应用,由雷电引起的绝缘导线断线已成为配电系统一个新的问题。该文利用俄罗斯PodporkinGV提出采用长闪络避雷器(LFA)提高普通配电线路和输电线路的雷击耐雷水平的思路,提出采用LFA防止10kV中性点不接地配电系统绝缘导线的断线问题。研制了样品,并在清华大学高电压实验室进行了长闪络避雷器与绝缘子的绝缘配合试验,结果表明,长闪络避雷器可以解决10kV中性点不接地配电系统绝缘导线的断线问题。     

配电系统的防雷与接地

本文分析10kV配网防雷中的线路运行的防雷和10kV变压器的防雷。目前10kV线路的防雷主要依靠10kV氧化锌避雷器来实现,本文阐述了在重雷区10kV避雷器的安装有效距离。本文分析了10kV架空绝缘线路、电缆线路长期运行情况带来的雷电破坏情况及解决方法。针对10kV架空线路与电缆线路混合使用情况日益增加的情况,本文分析了由于架空线路和电缆线路两种不同波阻抗形成电波叠加,造成电缆线路的破坏。10kV配电变压器避雷器与中性点同一地点接地时,由于接地电阻在大雷电流作用下形成的中性点电位升高,从而引起10kV配电变压器的损坏,并提出解决方法。     

并行防雷措施在提高线路反击耐雷性能的应用

采用ATP/EMTP软件对220kV输电线路建模,通过软件仿真,分析了避雷器安装方式,工频相位角及耦合地线对线路耐雷性能的影响,在这3个措施的基础上提出了3种不同的并行防雷措施,并分别验证了3种并行防雷措施的效果.结果表明:并行防雷措施比单一防雷措施的防雷效果好得多,而且在A1,A2相装设避雷器,调整工频相位角为120°,同时在离地高16m处架设一根耦合地线对线路耐雷性能的提高最为明显.     

中压系统避雷器的参数选择及安装距离分析

针对目前因避雷器选型或安装位置不当引起的雷电过电压损坏电器设备的问题,提出了金属氧化物避雷器选型时主要参数的选择方法,并具体分析了其在系统中的安装位置,然后通过实例详细地阐述了避雷器的选型及安装距离确定,为用户提供了可直接使用的选择依据。     

高杆塔大跨越榆电线路防雷保护

对跨海特高塔大跨越段的耐雷性能进行了研究，提出了高塔大跨越段输电线路雷电屏蔽模型。该模型模拟了雷电先导向下发展的过程，并考虑了上行先导对下行先导的影响，仿真模型中包括了“回头雷击”的情况，即有可能出现的当下行雷电先导已经下降到低于输电线路高度时还发生雷击导线的情况。针对某海上大跨越段输电线路采用规程法、击距法和本文提出的模型分别计算其耐雷性能，并对计算结果进行了分析比较。由于考虑了“回头雷击”的情况，因此该模型适用于各种高度的线路雷电屏蔽性能估算。     

消雷器静态电场分析的并行计算

以分析新型防雷装置消雷器静态电场为例，提出了一种非常适合于多ＣＰＵ并行计算机上实现的并行算法——“奇偶并行法”．通过算例证实本法既容易实现又效率比较高．同时也很容易推广到其它数值计算领域．最后，给出了伞形导体消雷的静态电场分布，并且首次提出了判别消雷器设计期间的优劣标准，为进一步设计消雷器提供了一定的理论基础．     

配电变压器防雷保护的改进

配电变压器是交流配电系统的重要设备，对配电变压器需采取防雷保护措施．分析了常用的配电变压器防雷保护在多雷区使用时出现的问题，并提出了一系列改进措施，即配电变压器低压侧加装氧化锌无间隙避雷器、配电变压器高压侧另串联一组电抗器和并联一组放电间隙．     

接闪器避雷范围的三维建模

在AUTOCAD平台上,使用AUTOLISP语言二次开发而成的参数化三维绘图软件,建立了接闪器避雷范围的三维模型,包括常规的避雷针系列、平行避雷线和架空地线等防雷模型.为现行避雷系统的可靠性理论的验证提供了依据.     

考虑绝缘闪络和杆塔的冲击电晕对输电线路中雷电波传播的影响研究

在中国设计变电站设备的闪电绝缘时,并未考虑由于冲击电晕效应使入侵波在沿传输线上传播时发生的衰减和畸变,因此对于电气的绝缘要求过于严格,对于交流传输线产生的电晕的研究十分的有必要。在电晕模型中加入了更加符合实际情况的传输线的杆塔模型和绝缘子闪络模型;这一模型更好地模拟出了实际的电晕对传输线的影响过程。利用上述原理建立了基于ATP-EMTP仿真软件应用实际的传输线上的电晕模型。通过仿真计算发现,由于电晕的存在,雷电波波头时间被拉长而且幅值减小,即波形发生了衰减和畸变。雷击点距测量点的距离越远、波头时间越长、畸变现象越严重。考虑了绝缘子闪络和有杆塔时模拟得到的输电线路有电晕情况下的雷电压波形,结果显示幅值小了79.8%;对于指导输电线路终端设备安装电涌保护器具有十分重要的现实意义。     

吉安大桥防雷设计与施工

吉安大桥横跨赣江两岸,是一座钢拱形索拉桥与箱梁式普通桥相结合混合型桥梁,桥拱跨度(单孔)大于150m,因河面宽阔,很容易遭受雷击。该工程主要考虑了防直击雷、等电位联接和防止雷电波侵入大桥照明设施的措施。利用大桥本身顶端的金属构件作为防直击雷的接闪器,把大桥钢筋混凝土构件联结成一个整体,进行等电位处理,对电源电缆进行铠装埋地、安装避雷器等措施,以实现对大桥整体进行综合性的雷电防护。     

区域海拔高度变化对闪电特征影响的初步分析

利用重庆闪电定位系统监测的地闪资料(1999～2008年),通过数理统计、线性回归等方法,重点分析区域海拔高度变化对闪电特征的影响.结果表明:①闪电频次分布最多的是在海拔300～400 m这个高度区间,之后开始随海拔上升逐渐减少;②闪电中负闪次数远远大于正闪,但是在不同海拔时正负闪所占的比例不同,随着海拔高度的增加,特...