配电线路防雷措施研究及新型线路避雷器的运用

架空绝缘导线存在两种雷击断线形式。工频续流建弧与否决定绝缘导线是否断线,击穿点的与绝缘子横担的距离决定断线形式。防止雷击后工频续流建弧是解决配电线路雷害的主要方法。配电线路避雷器基本要求是:免维护;运行状态在巡视时可一目了然;安装时不与导线直接相连;能与各种绝缘子配合;损坏时不影响线路供电;可带电拆卸。     

10kV架空绝缘导线雷击断线原因机理分析及防护措施

10 kV配电网架空绝缘导线经常发生雷击断线事故,严重影响配电线路的供电可靠性。笔者结合海南地区某10 kV配电线路的具体实际情况,通过现场调研及大量的理论分析计算,对架空绝缘导线雷击断线事故的原因和机理进行了深入剖析,并提出了提高线路绝缘水平和安装引弧跳线等预防架空绝缘导线雷击断线的措施,现场运行表明,这些措施对预防绝缘导线断线事故的发生效果十分显著。     

一种防绝缘导线雷击断线用带导弧角的串联间隙避雷器及其间隙距离确定

通过分析架空输电线路雷击断线机理,设计了一种由避雷器本体与高压穿刺电极组成的新型金属氧化物避雷器。高压电极与绝缘导线穿刺连接,在直击雷或感应雷作用下,引出高电位对避雷器本体顶端进行放电,即使发生避雷器本体损坏的情况,工频续流弧根也能转移至导弧角上灼烧,避免绝缘导线因烧灼而断线。并基于间隙放电电压的不稳定性,提出了基于韦伯分布的带间隙避雷器的间隙距离确定方法,通过大量的雷电冲击放电试验和数据处理分析,得到了高压穿刺电极的安装位置与间隙距离,避免了绝缘导线因雷击而发生断线故障。     

10kV架空配电线路防雷措施配置方案分析

根据配电线路感应雷跳闸特征,建立了感应雷跳闸计算模型。通过感应雷跳闸计算模型,分析了10 kV配电线路在更换绝缘子、不平衡绝缘、采用绝缘横担三种方案的感应雷跳闸频率变化情况,得出:更换绝缘水平更高的绝缘子是提高10 kV配电线路耐雷水平的最直接措施;在同塔双回线路中,一相安装避雷器能使线路防雷效果提高50%以上,且安装在中相导线时的提高幅度更大。根据10 kV配电系统一般为中性点不接地系统,两相安装避雷器时,可使感应雷引起的跳闸事故大幅降低;对于绝缘子等配电设施容易损坏的配电线路,在允许一定跳闸率的前提下,可安装保护间隙。     

降低配电线路雷击相间闪络概率对策研究

配电线路遭受雷电直击极易引发相间闪络,需要合理计算相间闪络概率,研究相应防护措施。利用EMTP软件建立10 kV配电线路模型,计算线路遭受雷击时发生相间闪络概率,分析导线布置方式和杆塔接地电阻对相间闪络概率的影响。讨论不同绝缘措施、避雷器安装方式和设置间隔等防护措施的防护效果。研究结果表明:导线垂直布置方式下,雷击导线时三相电位差最大,相间闪络概率也最高;雷击线路相间闪络概率随着杆塔接地电阻的增大而显著增加。增大线路绝缘子串闪络电压对于改善线路相间闪络效果不明显,采用绝缘导线时相间闪络概率远低于裸导线。雷电流波头时间均值越短,导线相间闪络概率越高。安装线路避雷器能够有效降低相间闪络概率,避雷器安装数量越多,设置间隔越密,相间闪络概率越低。避雷器防护效果受接地电阻阻值影响,需要尽可能降低杆塔接地电阻。     

基于ATP-EMTP的配电线路避雷器防雷效果及保护范围仿真分析

由于10～35 kV配电线路的绝缘水平普遍较低,因此在我国配电线路雷电保护设计中经常采用氧化锌避雷器进行雷电防护。通过建立模型开展数值仿真计算,进行10 kV配电线路安装线路避雷器的雷电防护效果研究,分析不同避雷器类型、不同杆塔冲击接地电阻以及雷击位置等对避雷器防护效果的影响并并分析其保护范围。结果表明,加强线路绝缘、增加配电线路中的避雷器数量可显著提高整条配电线路的耐雷水平,是提高配电线路防雷效果的两个重要措施;雷击位置对线路耐雷水平的影响则与避雷器雷电保护范围密切相关,当雷击位置距离线路避雷器较远时,线路耐雷水平的下降较为明显;具有避雷器的配电线路,由于避雷器存在一定的保护距离,因此单纯依靠安装线路避雷器来提高耐雷水平则需要每隔6～8基杆塔安装一组避雷器。     

关于农网35kV线路防雷措施探讨

雷击是导致农网35kV线路故障的重要原因之一。衡量线路防雷性能优劣的重要指标有两个:一是线路雷击跳闸率;二是线路耐雷水平。分析了35kV线路防雷现状,认为线路绝缘水平低,绝缘子老化严重,导线老化和线径过小,极易造成雷击闪络时绝缘子损坏和导线断线。提出了在现有防雷措施的基础上,安装线路型避雷器,降低杆塔接地电阻,在单相接地电流大于10A的35kV电网采用中性点经消弧线圈接地的运行方式,可降低线路的雷击跳闸率。     

配电变压器雷害绝缘故障影响因素及其防护措施研究

配电变压器的安全运行面临着严重的雷害威胁,需要合理分析其雷害绝缘故障影响因素。通过EMTP软件计算配电变压器遭受的雷电直击过电压和感应过电压,根据雷电过电压和绝缘故障出现的随机特性,利用区间组合统计法考虑雷电流幅值、雷电流波头陡度、雷击方位等因素的影响,计算配电变压器雷害绝缘故障概率。讨论线路安装避雷器、变压器高压侧安装避雷器对于降低配电变压器雷害绝缘故障的防护效果。分析结果表明:配电变压器雷电过电压波形均存在一定程度振荡,感应过电压波形振荡更为剧烈,但雷电直击过电压对变压器绝缘危害更大;配电变压器过电压概率密度分布曲线随着雷电流波头时间的减小、雷击点距线路水平距离的减小而整体右移,出现高幅值过电压的概率增大,导致变压器绝缘故障概率随着波头时间的减小、雷击点距线路水平距离的减小而增大。配电线路和变压器高压侧安装避雷器能够有效减少变压器雷害绝缘故障,但防护效果受接地电阻影响非常大,因此需要尽可能降低避雷器接地电阻以减少绝缘故障。     

一种新型10kV耐张棒式防雷绝缘子的设计与应用

针对目前10 kV架空绝缘导线配电线路耐张杆处绝缘导线雷击断线现象,在直线杆PSL-12/4防雷绝缘子和耐张杆非防雷绝缘子的研究基础上,提供解决耐张杆处绝缘导线防止雷击断线措施:通过设计一种特殊放电间隙结构,研究开发关键元器件与制造工艺,并给出实际应用时的安装流程。实验测试结果表明,新型10 kV耐张防雷绝缘子的整体性能优异,该方案具有极强的应用价值和经济效益。     

黑龙江地区10kV配电线路防雷研究

以黑龙江地区典型配电线路为研究对象,采用ATP-EMTP对配电线路杆塔进行仿真分析,发现杆塔耐雷水平随接地电阻的升高而降低;提高线路绝缘水平对于线路防雷性能有直接而且明显的提升;避雷器对于裸导线和绝缘导线的耐雷水平提升均在90%以上;最后,以雷击跳闸次数为指标,对典型配电线路进行了雷害风险评估,并依据评估结果,制定了针对性的防雷方案:对雷害风险在C级的13基杆塔,加装避雷器;对雷害风险在B级的34基杆塔,更换接地模块来改善接地电阻;对于雷害风险在A级的其余杆塔,在日常巡视中多加注意。     

35kV线路避雷器在电网中的防雷应用

从线路避雷器防雷的工作原理入手,介绍了线路避雷器具有很好的钳制电位作用,可以确保绝缘子串不发生闪络,从而达到防止输电线路雷击跳闸事故发生的目的。通过四川某电业局配网针对线路避雷器在35 kV线路应用及防雷效果,证明线路避雷器可以有效降低雷击跳闸,从而为线路提供可靠保护。并且从技术经济角度考虑,根据线路历年雷击跳闸记录、雷电分布及雷击跳闸类型可进行选择性安装。通过对线路避雷器的运行情况进行调查、分析和总结,建议每5年对运行中线路避雷器进行一次抽查试验,对其性能进行评估。鉴于目前的防雷形势,建议继续推进线路避雷器的防雷应用,但由于线路避雷器大量挂网,一定程度上增加了线路的维护压力,同时线路避雷器对整条线路的防雷效果主要取决于正确选定易击段、易击塔、高阻区,因此强调应适度控制安装规模和注重安装选点工作。     

线路用避雷器应用中的几个关键问题

采用线路用避雷器是提高输电线路耐雷水平十分重要的措施。笔者重点讨论了线路用避雷器应用中有关线路防雷对线路用避雷器的要求、结构类型和选择、线路用复合外套避雷器本体结构及串联间隙设计、参数以及线路用避雷器的安装位置等关键技术问题     

10kV配电用避雷器常见故障类型分析

为了分析10 kV配电线路避雷器的故障情况,以珠江三角洲某地区2010年10 kV配电线路避雷器故障数据为样本,分别从污闪和避雷器质量两方面对避雷器故障进行研究。通过对不同部位避雷器污染进行分析,结合对避雷器自身的电阻片特性和密封性能的研究,得出造成避雷器故障的原因主要是避雷器自身电阻片以及密封性能存在缺陷,少数受污严重的避雷器在潮湿环境中发生闪络。     

避雷器的常见故障及红外诊断

对运行中的避雷器进行在线红外诊断是电力设备带电诊断行之有效的技术手段。分析了FS、FZ、FCZ、FCD型避雷器和金属氧化物避雷器在正常状态和故障状态的发热特点,认为避雷器故障主要是受潮引起的,热像特征主要表现为局部温升。用红外热像仪对运行中的避雷器进行红外测温和故障分析,结果表明,应用红外诊断技术检测避雷器故障,可靠性较高。     

110kV线路避雷器在输电线路防雷中的应用研究

对于雷电活动强烈、地形复杂、土壤电阻率高的山区线路 ,采取各种传统综合防雷措施有时难以奏效。由于近些年 1 1 0 k V及以上电压等级的复合外套金属氧化物避雷器 (简称线路避雷器 )的研制成功 ,为解决线路的防雷提供了一种新的手段。从分流的角度 ,通过对雷击杆塔时 1 1 0 k V线路避雷器的仿真实验 ,在理论上分析了线路避雷器在输电线路防雷中的作用效果及其影响因素 ,指出了线路避雷器在实际运用中应该考虑的一些问题     

金属氧化物避雷器用脱离器的关键技术研究及标准制定的建议

脱离器可以将故障避雷器隔离出运行系统,并给出明显、永久的脱离标示,是金属氧化物避雷器的主要附件之一。IEC60099-4、GB11032等避雷器标准规定了脱离器的技术要求和试验方法。但是,在实际运行中脱离器出现不少质量问题,严重影响到电网的安全。我们在脱离器工作原理的基础上,对其关键技术进行了较深入的研究,建议尽快制定金属氧化物避雷器用脱离器的行业标准。     

CT型避雷器智能在线监测装置的研究

目前国内许多避雷器智能监测系统都要求采用非接触监测方式(CT型)。这种监测方式可实现监测装置与避雷器非电气连接,杜绝了地电位升高对监测装置的影响。当避雷器通过高幅值冲击电流时,在CT二次侧会产生过电压,对监测系统造成损坏。本文论述了能耐受高幅值冲击电流的CT结构和放大器保护系统,以及避雷器阻性电流的测量方法。     

影响10kV复合外套避雷器大电流冲击耐受能力的研究分析

在电力系统中使用的10 kV避雷器数量巨大,其质量对10 kV架空线路防雷水平至关重要。通过对10 kV复合外套金属氧化物避雷器进行整只4/10μs、65 kA大电流冲击耐受试验,分析结果得出:10 kV复合外套避雷器生产工艺对其大电流冲击耐受能力有重要影响,在非电阻片因素下,通过改进生产工艺可提高大电流冲击耐受能力。     

输电线路融冰装置用直流避雷器研究

在输电线路直流融冰装置中所用避雷器的运行工况不同于交流系统中的避雷器,施加在避雷器上的运行电压是直流、工频和谐波的叠加。在该装置中对各种避雷器的能量吸收能力和保护水平要求各有不同。介绍了直流融冰装置中避雷器的运行特点,针对运行特点开展融冰装置用避雷器的关键技术研究,研制的避雷器已在输电线路融冰工程中得到应用。