江北地区10kV绝缘导线线路防雷综合措施应用研究

论文摘要

城市10kV配电线路是电力系统的重要组成部分,保证配电网安全、可靠的运行是电力工作者一直追求的目标。架空绝缘导线以其安全、可靠、经济、建设维护方便等优势越来越受到人们的青睐。城市10kV配电线路逐渐实现了绝缘化,但研究结果及运行经验均反映架空绝缘导线雷击易断。因此,迫切需要对10kV配电线路防雷性能进行研究,提出经济合理的防雷措施。本文以重庆市江北局辖区10kV配电线路为研究对象,针对10kV配电网实际运行中的雷害情况和典型事例,结合雷电定位系统收集相关的雷电参数,进而全面分析江北局10kV配电网的防雷现状。根据10kV配电网的实际参数,采用国内外通用的电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立10kV配电线路雷电过电压仿真计算模型,研究10kV架空绝缘线路的雷电过电压水平,分析影响线路耐雷水平的因素;并通过数值计算,分析研究雷击造成10kV线路发生短路故障时的电磁暂态过程及工频短路电弧电流的大小;综合分析引起10kV架空绝缘线路雷击断线的机理。分析计算表明:杆塔接地电阻、导线高度、线路绝缘水平、绝缘子形式等各种因素均对配电线路绝缘的雷击闪络率有很大的影响;引起架空绝缘线路雷击断线的主要原因是雷击过后接续的工频续流受到导线绝缘的阻隔,集中在导线上的击穿点燃烧而产生大量的热量,在极短的时间内将导线整齐的烧断。通过分析研究,针对江北局10kV配电网的具体情况,提出了采用降低杆塔接地电阻,增强线路绝缘水平,采用线路型避雷器来提高线路耐雷水平等措施来降低雷击闪络率;并根据架空绝缘导线雷击断线的机理,经过对国内外现有的各种防止绝缘导线雷击断线措施的分析比较,提出在直线塔上采用防弧金具配合防雷支柱绝缘子来防止雷击断线事故。这些有针对性的、经济合理的综合防雷措施的应用,在一定程度上提高了线路耐雷水平,有效保证10kV配电网安全、可靠的运行。对穿刺型防弧金具配合防雷支柱绝缘子在实际运行线路中试用效果经过一年的跟踪考察,结果表明装设穿刺型防弧金具配合防雷支柱绝缘子能有效提高10kV架空绝缘线路的耐雷性能,防止绝缘导线雷击断线的发生。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 雷击断线的机理
• 1.2.2 防止绝缘导线雷击断线措施
• 1.3 主要内容
• 1.4 小结
• 2 输电线路雷电过电压及雷电参数
• 2.1 线路雷电过电压
• 2.1.1 线路雷电过电压类型
• 2.1.2 线路防雷性能指标
• 2.1.3 线路雷击跳闸的条件
• 2.2 雷电参数
• 2.2.1 重庆江北区雷电流幅值概率分布
• 2.2.2 雷电日、雷电小时和地面落雷密度
• 2.3 江北局10kV配电线防雷现状
• 2.4 小结
• 3 直击雷电过电压分析与计算
• 3.1 计算模型
• 3.1.1 雷电流模型
• 3.1.2 杆塔模型
• 3.1.3 绝缘子串闪络模型
• 3.1.4 线路参数
• 3.1.5 杆塔接地电阻模型
• 3.1.6 避雷器参数
• 3.1.7 计算流程
• 3.2 直击雷作用下线路耐雷水平分析
• 3.2.1 雷直击杆塔塔顶线路耐雷水平分析
• 3.2.2 雷直击导线线路耐雷水平分析
• 3.3 直击雷作用下线路雷击闪络率分析
• 3.3.1 研究方法
• 3.3.2 雷直击杆塔塔顶线路雷击闪络率分析
• 3.3.3 雷直击导线线路雷击闪络率分析
• 3.4 小结
• 4 感应雷过电压分析与计算
• 4.1 研究方法
• 4.2 感应过电压计算
• 4.3 感应过电压作用下绝缘子闪络率
• 4.4 小结
• 5 线路短路故障电流计算及断线机理分析
• 5.1 松树桥变电站等值接线图
• 5.1.1 系统主接线
• 5.1.2 运行方式
• 5.2 参数计算
• 5.2.1 系统等值参数
• 5.2.2 主变压器
• 5.2.3 接地变压器
• 5.3.4 输电线路
• 5.3 短路电流计算
• 5.3.1 短路计算概述
• 5.3.2 单相接地短路
• 5.3.3 两相短路
• 5.3.4 三相短路
• 5.4 架空绝缘导线雷击断线机理分析
• 5.5 小结
• 6 综合防雷措施
• 6.1 防雷措施分析
• 6.1.1 降低杆塔接地电阻
• 6.1.2 采用消弧线圈接地方式
• 6.1.3 提高线路绝缘水平
• 6.1.4 串联间隙金属氧化物避雷器
• 6.1.5 支柱绝缘子配合穿刺型防弧金具
• 6.2 综合防雷措施
• 6.3 其他应当注意的问题
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献