10 kV配电线路避雷器防护分析

雷电是威胁配电线路安全可靠运行的关键因素,开展10 kV配电线路避雷器防护性能研究对提升避雷器安装技术经济成效具有重要意义。本文基于10 kV配电线路雷击电磁暂态EMTP模型,研究了避雷器在直击雷和感应雷下的防护性能。结果表明,雷击导线时避雷器保护范围与雷电流波头、波在线路上的传播速度等因素有关,避雷器最大吸收能量并非随着雷电流的增大而持续增大,分布在首尾安装有避雷器的杆塔之间的杆塔,其耐雷水平近似呈“U型”分布规律,安装时上相建议采用通流容量更大的避雷器;感应雷下闪络发生在未安装避雷器的杆塔,对于安装避雷器的杆塔应尽量控制接地电阻≤20Ω;配电线路每隔2基塔安装避雷器时,宜配合使用架空地线才能取得不错的雷击防护效果。     

雷击输电线路时全波电磁暂态特性研究

研究遭受雷击时输电线路的全波电磁暂态特性,可以得出雷击时输电线路出现闪络现象的概率,避免输电线路发生破损,提高其安全性和稳定性。构建输电线路雷击仿真模型,包括杆塔、雷电流和输电线路模型,模拟输电线路受到雷击的情况,并分析其在雷击作用下所产生的2类电压,包括直接雷过电压和感应过电压,以此为依据分析输电线路在雷击作用下的全波电磁暂态特性。结果表明,当中间杆塔上相被60 kA雷电流击中时,导线相本基杆塔和邻近杆塔在受到雷击1 s内容易出现闪络现象;绝缘子被雷击时产生500~600 kA的电弧电流,造成绝缘子破坏;在输电线路的导线中安装避雷器,可避免其被雷击时的跳闸现象。     

避雷器提高10kV架空绝缘线路耐雷性能研究

采用电磁暂态计算软件(EMTP)建立仿真计算模型,比较、分析了线路避雷器不同安装方案对线路耐雷水平的改善效果,分析了杆塔冲击接地电阻及雷击导线位置对耐雷水平的影响;采用Chowdhuri-Gross模型计算感应过电压水平,分析了避雷器对感应过电压的抑制效果。结果显示:装设线路避雷器能够有效提高线路耐雷水平,抑制感应过电压;通过降低杆塔冲击接地电阻、安装线路避雷器、安装穿刺型防弧金具能够有效降低10 kV架空绝缘线路雷击跳闸及断线率。     

后续雷击对10kV配电线路耐雷性能及防雷措施的影响

为分析负极性后续雷击对10 kV线路耐雷性能和防雷措施效果的影响,将蒙特卡罗法、电气几何模型和ATP-EMTP软件相结合,提出线路反击、直击和感应雷跳闸率的评估方法,采用Eriksson配电线路雷击统计数据验证了评估方法的有效性,采用该方法对上海电网典型10 kV绝缘导线线路进行分析。结果表明:绝大多数情况下,首次直击、反击和感应雷跳闸率大于后续雷击,大地电导率对首次感应雷跳闸率的影响更大;首次和后续雷击下,架设避雷线或耦合地线、增强线路绝缘和安装防弧间隙有相近的改造效果;降低杆塔接地电阻对降低首次反击跳闸率有效,面对后续反击跳闸率影响很小;安装线路避雷器后,后续感应雷跳闸率的降低远不如首次雷击,在防雷措施选择方面,与只考虑首次雷击不同,考虑后续雷击时,不建议降低杆塔接地电阻,而是建议提高线路避雷器的安装密度。     

雷电诱发500kV变电站5台电流互感器故障分析

为分析某500 kV变电站5台电流互感器故障是否可能因雷电过电压激发而产生,针对故障时站内避雷器放电计数器均未动作的情况,分析了避雷器的动作特性,搭建了线路及变电站雷电过电压计算模型,研究了雷击导线及杆塔时可触发避雷器放电计数器动作的最小雷电流幅值与传导距离的关系,计算了雷击杆塔时传导至变电站各故障点的过电压幅值。研究结果表明:雷击导线及杆塔时,可触发变电站避雷器放电计数器动作的最小雷电流幅值与传导距离基本都呈线性关系;雷击杆塔时,导线上感应到的过电压难以触发变电站避雷器放电计数器动作,而相比之下,绕击导线时则容易的多;当雷击杆塔时,雷击处三相导线均感应出过电压,传导至变电站时,即使线路间隔装设有避雷器,故障电流互感器承受的过电压最高仍可高达666 kV。如果5台故障设备此前均已存在绝缘缺陷时,有可能在此过电压的激发下加速故障过程。     

进贤10kV配电线路雷害事故分析及防雷措施研究

根据江西进贤10kV岚湖线的雷害情况和典型事例,仔细分析了10kV配电线路跳闸的原因。结合相关理论分析计算后得出:感应雷过电压是造成10kV配电线路跳闸的主要原因,对均高15m的架空配电线路,若雷击点距此线路65m,雷电流幅值为100kA,感应雷过电压可以达到576·9kV。结论认为:控制杆高、更换线路绝缘子、加装氧化锌避雷器、改造杆塔防雷接地和安装自动跟踪补偿消弧装置可以有效提高10kV配电线路防雷水平,降低线路雷击跳闸率。     

石山地区110～220 kV输电线路易击杆塔的防雷措施探讨

分析了增加杆塔绝缘子串片数、架设耦合地线、旁路避雷针、降低杆塔接地电阻、安装线路避雷器、安装线路型消雷针专利产品等防雷措施的优缺点。线路型消雷针专利产品通过屏蔽杆塔,避免雷击杆塔现象的发生,使雷电的击杆率降低为零,从而大幅度降低线路的雷击跳闸率,是石山地区110-220kV输电线路易击杆塔的经济适用、实施简便快捷、经久耐用的有效防雷措施。采用线路型消雷针专利产品对石山地区的4条110-220kV输电线路的45基易击杆塔进行防雷改造,带电安装、挂网运行半年来,安装杆塔均未发现绝缘子串的雷击闪络事故,为降低线路的雷击跳闸次数,积累了一定的运行经验。     

安装避雷器后10 kV 配电线路的雷电感应过电压特性

安装避雷器是减少配电线路雷击故障的主要措施.采用时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)算法求解多导体传输线场线耦合方程,重点研究安装避雷器的配电线路雷电感应过电压的波形特性和统计特性.对比分析了10 kV 配电线路在有/无避雷器,不同避雷器安装密度时感应过电压的波形和幅值.对不同避雷器安装密度时是否考虑直击雷的情况下线路最大感应过电压特征进行了分析,给出了安装避雷器后最大感应过电压概率分布、绝缘闪络率和闪络次数等统计结果,以及配电线路避雷器的推荐安装密度     

装配避雷器的同塔混压四回输电线路反击防雷性能分析

针对1 000 kV/500 kV同塔混压四回线路易受雷击发生反击跳闸问题。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,在考虑工频电压的影响下建立绝缘子闪络模型、杆塔多波阻抗模型等电力元件仿真模型,并对线路的反击耐雷水平进行了仿真分析。对输电线路绝缘子易闪络相加装线路避雷器,计算线路避雷器不同位置下线路的耐雷水平和雷击跳闸率。计算结果表明同塔多回混压线路非全相安装避雷器时,防雷效果与避雷器安装位置密切相关。对于绝缘子易闪络相加装避雷器,只在同压同相装设避雷器的情况下,建议在1 000 kV两回A相各装一只避雷器。对同塔四回混压易闪络相均装设避雷器,防雷效果最佳。     

金属氧化物避雷器在输电线路防雷中的应用

对采用金属氧化物避雷器提高110 kV输电线路易击段与易击杆塔的耐雷水平进行了计算分析。比较了安装金属氧化物避雷器前后雷击杆塔与雷击输电线路的耐雷水平;分析了接地电阻、线路挡距等对线路耐雷水平的影响,并用电气几何模型分析了导线雷电绕击。     

1 000 kV大跨越直线塔防雷间隙取值及优化

为评估1000kV交流特高压大跨越线路的耐雷性能,首先依据设计规范要求,计算了直线塔雷电过电压间隙取值,随后利用ATP-EMTP建立仿真模型,研究了大跨越线路的反击及绕击耐雷水平和雷击跳闸率,最后分析了线路避雷器对耐雷性能的影响。研究结果表明：直线塔下相安装避雷器,可显著提高大跨越线路的耐雷性能,使雷击跳闸率降低66%;安装避雷器后,上、中相雷电过电压间隙可减小1.5m,此时雷击无故障时间为99年,这有利于降低塔高、节省塔材。     

针对某35kV配电线路防雷问题的探讨

雷击是导致35 kV配电线路故障的重要原因之一。丘陵地区雷电活动频繁,对35 kV架空线路的安全运行危害极大。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。分析了河南某35 kV线路防雷现状,认为线路耐雷水平不高、运行维护不到位、防雷措施不够完善是导致35 kV配电线路雷击跳闸率高的重要原因。结果表明:采取全面检测绝缘子,更换劣质绝缘子、加装带间隙的线路避雷器、提高线路的绝缘水平、采用输电线路绝缘子并联间隙技术保护改造方案、架设避雷线等多种措施进行综合治理,可以大幅度减少雷害事故。     

10 kV配电变压器雷电过电压及其防治方法研究

10 kV台区配电变压器是配电网最重要的设备之一,但在多雷区时常发生雷击损坏故障。根据台区典型设计和现场勘查结果,建立了雷电直击导线和雷电感应下的电磁暂态仿真模型,分析了配电变压器高压侧绝缘的雷电过电压,结果如下:雷电直击导线后,变压器绝缘承受的电压为避雷器残压和接地引下线电压之和,过电压幅值极易超过标准雷电耐受电压75 kV;雷电感应的能量较小,过电压幅值超过标准雷电耐受电压的概率非常小。同时,研究了加装避雷线对雷电直击过电压的防治效果,发现避雷线可大幅降低过电压幅值,若在此基础上缩短避雷器横担至变压器支架的电气距离,可大大降低变压器损坏概率。     

单避雷线对10kV配电线路防雷建设的影响

为探究单避雷线对10 kV配电线路防雷建设的影响,文中采用ATP-EMTP电磁暂态软件建立雷击配电线路仿真模型,计算单避雷线配置下线路的相间闪络耐雷水平;计算10 kV配网常用绝缘子的单相及相间建弧率,为配网防雷建设提供参考;采用基于规程法的改进公式进一步计算雷击跳闸率;结合广东省配网防雷典型设计数据进行算例分析,分析结果表明,配置单避雷线能有效提高配电线路的相间闪络耐雷水平,其中在雷击杆塔情况下的耐雷水平提升尤为明显;在配网防雷建设中,配置单避雷线与提升绝缘子50％冲击闪络电压、降低杆塔接地电阻两个措施配合进行才能起到良好的防雷效果.     

750kV单回和同杆双回输电线路反击耐雷性能

利用ATP-EMTP仿真程序对单回和同塔双回750 kV输电线路典型杆塔的反击耐雷性能及其影响因素进行了仿真计算研究。研究中杆塔采用了多波阻抗模型,考虑了雷电波在杆塔中的传播速度、杆塔呼称高度及杆塔接地电阻等因素的影响,采用统计法确定750 kV超高压线路的反击耐雷性能。研究结果表明:杆塔中的传播速度影响不可忽略;随着杆塔高度的降低,冲击接地电阻的减小,线路反击性能增强;导线排列方式和档距的变化,对线路反击性能影响很小;对于ZB329和ZGU315型杆塔,仅其单回反击跳闸率都会高于预期雷击跳闸率,因此在建设750 kV输电线路时,需要认真计算研究输电线路的反击耐雷性能。     

采用线路型避雷器提高35 kV输电线路的耐雷水平

研究了在35 kV输电线路雷电"易击段"绝缘子串上并接线路避雷器来提高线路耐雷水平的方法。建立了雷电波作用下35 kV输电线路电磁暂态仿真计算模型,借助电磁暂态软件(ATP_EMTP)仿真分析了线路避雷器对35 kV输电线路耐雷水平的影响。计算结果表明,在"易击段"架设线路避雷器后,可明显提高35 kV输电线路的耐雷水平,尤其雷直击导线时,线路避雷器的作用效果更加明显;雷击杆塔塔顶时,杆塔接地电阻是影响35 kV输电线路耐雷水平的重要因素。最后,仿真估算了不同避雷器架设方案下35 kV输电线路的耐雷水平。本研究对于平原地区35 kV输电线路的线路防雷具有重要意义。     

500 kV线路避雷器保护失效分析及改进措施研究

线路避雷器是防止输电线路雷击跳闸的有效手段,随着高电压等级线路避雷器的使用,出现了因安装方式导致的线路避雷器保护失效问题。针对某500 kV输电线路发生的线路避雷器在大幅值雷电流反击下对绝缘子串保护失效的问题,采用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了仿真分析模型,分别对雷电流绕击和反击情况下绝缘子串和线路避雷器两端承受的电压进行了量化,得出了导致反击情况下线路避雷器保护失效的原因;提出了对现有500 kV线路避雷器安装方式的改进方案,并对改进方案下反击雷电流导致的绝缘子串和线路避雷器两端电压波形进行了比较,验证了改进措施的有效性。所研究成果对于500 kV及以上电压等级线路避雷器的使用具有重要参考价值。     

定海-甬东特大跨越线路段的耐雷性能

为确保定海—甬东特大跨越输电线路的耐雷可靠性,采 用电气几何模型与电磁暂态程序计算其绕击、反击跳闸率,并 分析了绝缘配置、避雷线保护角、杆塔接地电阻和线路型避雷 器对线路耐雷性能的影响。计算结果表明,对于该大跨越线 路,绕击是雷击跳闸的主要原因,杆塔的接地电阻对反击耐雷 水平影响很小,且加装线路型避雷器后能显著降低雷击跳闸 率。提出了适合该特大跨越线路的防雷方案,即避雷线采用 0°保护角设计,并在最边相导线上安装避雷器。     

1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能

在线路走廊比较紧张的东部地区,特高压电网考虑架设同塔混压多回输电线路,特高压同塔混压多回输电线路相比常规线路在防雷性能上有没有其自身的特点,这是目前期待解决的问题。针对这一问题,利用电磁暂态程序（PSCAD/EMTDC）和改进的电气几何模型（EGM）计算了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路的反、绕击跳闸率,分析了避雷线保护角θs、1000 kV线路底层横担和500 kV线路顶层横担之间距离H及500 kV线路顶层横担宽度l对线路绕击跳闸率的影响,比较了1000 kV/500 kV同塔混压4回输电线路和其他电压等级同塔混压线路的防雷性能。结果表明,线路的反击跳闸率较低,但存在500 kV双回反击跳闸的可能性。线路的绕击跳闸率高于其他电压等级的同塔混压线路,1000 kV绕击跳闸率随着θs和H的增加而增大,随着l的增加而减小。500kV绕击跳闸率不受θs的影响,随着H的增加而先减小后增大,随着l的增加而增大。线路整体绕击跳闸率随着θs、H和l的增加而增大。为了减小线路的绕击跳闸率,可减小θs和H,在19.06～25.06 m范围内适当增加l。     

配电线路避雷器雷电感应过电压防护研究

应用ATP-EMTP对配网架空线路雷电感应过电压下,线路避雷器的保护效果进行了仿真计算研究。仿真计算结果表明,安装线路避雷器可以对配网架空线路雷电感应过电压进行防护,其保护效果与避雷器的配置方式及线路杆塔接地电阻有关,降低杆塔接地电阻可以减小线路避雷器的安装密度。