10kV配电线路的雷电感应过电压特性

架空配电线路绝缘水平低,直击雷及雷电感应过电压导致的雷击闪络事故率很高,为了重点研究考虑大地有限电导率后配电线路雷电感应过电压的波形特性和统计特性,采用时域有限差分(the finite difference-time domain,FDTD)算法求解多导体传输线方程,在算法中考虑了绝缘子的闪络过程以及大地电导率对传输线的影响,给出了线路在几种典型雷击情况(直击雷和雷电感应)下,不同大地电导率时配电线路上的感应过电压发展过程及分布特性.分析结果表明,不考虑大地电导率与考虑大地电导率的计算结果相差很大.还分析了雷电流幅值、上升时间、雷击点与线路距离等因素对雷电感应过电压水平的影响.针对不同大地电导率情况下配电线路的感应过电压进行了统计分析,给出了考虑直击雷及不考虑直击雷两种情况下线路最大感应过电压概率分布、绝缘闪络率以及闪络次数.     

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。     

10 kV配电线路雷电感应过电压在线监测装置及其应用

雷电感应过电压是引起配电网故障的主要因素之一。为收集配电线路上的感应雷过电压数据,研究其波形特性,以期用于指导架空配电线路的雷电防护,文中采用了一个自供电、无线传输的雷电过电压在线监测装置,接触测量了配电线路中雷电感应过电压信号。通过对某10 kV配电线路上雷电感应过电压波形进行观测,并根据波形特征获取过电压相关波形参数。结果显示,感应雷过电压主要以高频分量形式叠加至工频相电压,所观察到的感应雷过电压波表现为波头时间短、波尾出现双极性高频振荡,最终衰减到零的特点,并就耦合地线耦合感应降低线上感应过电压幅值情况进行讨论。     

10 kV配电线路避雷器优化布置研究

雷击跳闸是10 kV配电线路运行维护面临的主要问题之一。文中在Agrawal模型的基础上,在ATP/EMPT建立了计及导线耦合效应的10 kV三相导线雷电感应过电压模块。研究了雷击距离线路50 m情况下的感应雷跳闸概率,结果发现:跳闸所需最小雷电流幅值均随绝缘子50%闪络电压的增大而呈线性增加;分支处更易发生绝缘闪络。研究了避雷器布置方式,结果发现:相同安装密度下,三相避雷器分散安装比集中安装的效果更好;对于分支杆塔,宜在最近干线或支线杆塔上安装避雷器。     

10kV运行配电线路雷电感应过电压波形在线监测

雷电感应过电压是造成配电网故障的重要原因之一,针对雷电感应过电压波形特征不清晰的问题,作者采用过电压在线监测系统,对实际运行的佛山10kV富油甲线雷电感应过电压波形进行观测,根据波形特征给出了过电压的波形参数。结果表明,配电线路各相感应电压叠加在运行电压波形上,不同相上感应过电压与对应的回击电流在幅度、时间间隔和波形上都存在同时性,该线路观测的雷电感应电压波形表现为波头时间短、后续发生双极性高频振荡并逐渐转变为低频振荡的波形特点,首次回击感应过电压幅值大于后续回击过电压幅值,首次回击过电压的波头时间比后续过电压长,观测结果对于配电线路雷电保护具有重要意义。     

10kV配电线路感应雷过电压波形特征实测分析

为获取配电线路上感应雷过电压数据,研究其波形特征,以期指导架空配电线路雷电防护,该文利用线路过电压在线监测系统,对云南省丽江市华坪县某10kV配电线路上感应雷过电压进行了实测,并对其波形特征和影响因素进行了分析。2021年6至8月份,系统记录了该线路雷雨季节内42次雷电感应过电压数据。测得感应雷过电压波形大体表现出3个过程：包括在初始负峰值之前的缓慢升高,随后是快速极性反转以及后续的衰减振荡,其中最后一个过程值得注意。严格来说,所有记录的电压都是双极性的,但实际情况下普遍认为只有一个半周期具有重要影响。实测感应雷过电压波形参数受不同定义标准影响,可能与标准雷电冲击电压(1.2/50μs)有很大不同。依据Piantini提出的感应电压分类标准,单极性波形占总数的19%,大部分数据呈正极性,波头时间平均值、中值分别为14.5μs、13.2μs。双极性波形占总数的81%,其中,63%第一个半周期是负极性的,在91%的情况下,电压峰值出现在第一个或第二个半周期。     

10kV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。     

配电线路感应雷过电压防护措施仿真研究

配电线路雷击跳闸事故主要由感应雷过电压引起,目前线路的雷电防护常采用装设线路型避雷器和保护间隙。为了评估线路防雷措施的雷电防护效果,采用H覬idalen的仿真计算模块,搭建10 k V配电线路感应雷过电压的仿真模型并仿真线路的感应雷过电压幅值及其沿线分布,确定感应雷过电压最严重时的工况条件,并仿真研究了装设避雷器及保护间隙对线路感应雷过电压防护作用以及安装密度不同时线路感应雷过电压的影响。     

架空配电线路感应雷过电压的数值计算

对架空配电线路感应雷过电压进行了数值计算,介绍了数值计算的具体方法,给出了大量的计算结果,并同理论值作了比较,进而分析了配电线路感应雷过电压的特点和分布特性。     

城区配电线路感应雷过电压的防护措施研究

以城区10 kV配电线路为研究对象,建立雷电回击过程中配电线路感应雷过电压的数值计算模型,对配电线路感应雷过电压分布特性进行仿真计算,分析了并联保护间隙和避雷器对配电线路感应雷过电压的限制效果,并对比了5种不同安装密度下并联保护间隙和避雷器的感应雷过电压限制效果。仿真计算结果表明,采用并联保护间隙和避雷器均能降低10 kV配电线路的感应雷过电压;距离落雷位置最近的杆塔上装设保护间隙或避雷器,可有效降低配电线路上的感应雷过电压幅值;距离落雷位置最近的杆塔上未装设保护间隙或避雷器,配电线路感应雷过电压的降低效果不明显。     

10 kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷综合措施研究

为研究10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷措施,计算了其雷电感应过电压和感应电流的幅值,并研究了雷电感应过电压和感应电流对绝缘线路的危害。根据计算结果,感应过电压幅值能够>400kV,超过现有配电网线路的绝缘水平;通过试验,得出架空绝缘线路的绝缘水平以及采用绝缘横担来防止雷击断线的最优参数;同时结合理论分析得出采用400mm绝缘横担能够有效防止雷击断线事故;根据不同运行状况,提出了综合考虑运用绝缘横担、穿刺型防弧金具、防雷支柱绝缘子和氧化锌避雷器来防止雷击断线的措施。该研究为10kV架空绝缘导线的防雷提供了参考。     

配电网架空线路感应雷过电压产生机理与防护

对配电网架空线路感应雷过电压产生机理进行了详细的探讨,提出静电感应分量是配电网线路感应雷过电压的主要构成部分。通过对架空线路雷击静电感应过电压模型的求解,给出了感应雷过电压的计算方法。在配电网输电系统中采用以下措施——架设避雷线;安装避雷器;减小工频电弧建弧率;提高线路耐雷水平,可以有效地防护配电网架空线路感应雷过电压,保证系统安全、经济运行。     

提高35kV架空配电线路防雷性能的分析研究

以北仑地区架空配电线路为研究对象,统计分析了该地区的雷电特性,结合实际线路参数,采用电磁暂态分析程序,主要从降低杆塔接地电阻和安装线路避雷器两方面对提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率进行了分析研究,结果证明：降低杆塔接地电阻和在合理的位置安装线路避雷器,能够有效改善线路防雷性能。     

Detection of Damaged Distribution Surge Arresters Using an Impulse Generator

Distribution surge arresters with an internal series gap have been installed on Japanese distribution lines at high density to reduce lightning‐related overvoltages. In contrast, surge arresters are sometimes damaged by direct lightning strokes, particularly in winter. Measurement of the insulation resistance between the terminals of the surge arrester and measurement of the dc discharge voltage of the surge arrester are generally adopted to detect damaged arresters. However, if metal‐oxide (MO) varistors are damaged and the internal series gap is not damaged, it is difficult to detect damaged arresters by the two conventional methods. Therefore, this paper presents a proposed detection method that can accurately detect damaged arresters. In the proposed method, first, the voltage between the terminals of the surge arrester is measured when the output of an impulse generator is applied to the surge arrester. Second, the damaged arrester is detected by comparison between its voltage waveform and the voltage waveform of the nondamaged arrester. The detection rate of damaged arresters by the proposed method is markedly higher than the rates of detection by the two conventional methods.     

一种防止10 kV架空绝缘导线雷击断线用新型串联间隙金属氧化物避雷器

研制了一种由高压穿刺电极和避雷器本体构成的纯空气间隙金属氧化物避雷器。高压穿刺电极与绝缘导线穿刺接触引出高电位,当感应雷或直击雷产生足够高幅值的过电压作用于绝缘导线时,避雷器间隙击穿,避雷器本体释放雷电能量抑制工频续流起弧,达到保护绝缘导线免于断线的目的。通过对该避雷器进行大量的雷电冲击放电试验,确定了间隙距离和安装位置。     

10 kV配电变压器雷电过电压及其防治方法研究

10 k V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 k V;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。     

1000kV GIS型和瓷套型避雷器研发综述

晋东南-南阳-荆门1000 kV特高压交流试验示范工程已于2009-01-06成功投运,至今系统运行平稳,设备状态良好。电科院东芝避雷器有限公司为该工程提供了GIS型和瓷套型避雷器产品。基于此,较详细地介绍了GIS型和瓷套型避雷器的研发过程和实绩。大容量电阻片、GIS型避雷器和瓷套型避雷器的研发工作都是在株式会社东芝相关关键技术的基础上进行的。大容量电阻片完全满足1000 kV特高压交流GIS型避雷器和瓷套型避雷器要求,具有足够安全裕度,并早已实际应用于500 kV和750 kV瓷套型避雷器。GIS型避雷器电位分布的解析结果和实测结果相当一致,满足标书和技术协议要求。瓷套型避雷器属国际首创产品,应用了4项株式会社东芝具有实际运行业绩的关键技术,特别是减震技术(装置)大幅度减小了瓷套根部应力,从而满足抗地震要求。同时在介绍研发过程和成果的基础上,进行研发工作小结,以便积累经验提高认识,将来更好地为其它特高压交流工程服务。