專利名稱：一種10kV配電架空線路避雷線架設(shè)高度選定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配電網(wǎng)線路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種IOkV配電架空線路避雷線架設(shè)
高度選定方法。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)是直接向廣大電力用戶分配電能的網(wǎng)絡(luò)，因而配電網(wǎng)的安全和供電可靠性越來越受到重視。IOkV架空配電線路是配電網(wǎng)的重要組成部分，其自身絕緣水平低、分布復(fù)雜，跳閘故障率居高不下。在配電線路跳閘事故原因中，雷擊引起的事故占總事故的70%-80%。配電線路的雷電防護(hù)是當(dāng)前電網(wǎng)供電穩(wěn)定性工作中的重要組成部分。目前國(guó)內(nèi)外配電線路防護(hù)措施主要有加強(qiáng)絕緣、降低桿塔接地電阻、架設(shè)避雷線、架設(shè)氧化鋅避雷器、架設(shè)放電絕緣子、架設(shè)過電壓保護(hù)器等。當(dāng)前，IOkV配電網(wǎng)大量使用配電用避雷器，以免配電設(shè)備在雷電過電壓下發(fā)生損壞。在運(yùn)行中，因避雷器質(zhì)量問題及運(yùn)行維護(hù)不到位而使一些避雷器發(fā)生擊穿故障。擊穿后，IOkV線路通過避雷器發(fā)生接地，須停電才能處理隔離故障，故在一定程度上降低了供電可靠性。由于避雷線在防止雷電直擊和提升線路耐雷水平具有顯著效果，其在輸電線路的防雷措施已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。IlOkV及以上等級(jí)輸電線路沿全線架設(shè)避雷線，而配電網(wǎng)由于線路分布復(fù)雜、桿塔尺寸小等缺點(diǎn)，架設(shè)避雷線在IOkV配網(wǎng)中較為少見。由于避雷線對(duì)導(dǎo)線的耦合作用和屏蔽作用可以明顯降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓，在部分雷害集中、重要跨越、人口稠密地區(qū)架設(shè)避雷線是有實(shí)際可行性的。避雷線的防護(hù)機(jī)理如下(I)直擊雷防護(hù)在IOkv配電網(wǎng)中，對(duì)新建或改造線路分段架設(shè)避雷線在運(yùn)行線路上通常是在滿足機(jī)械應(yīng)力和電氣距離要求的前提下需要在塔頂向上延伸一段塔頭，通過金具連接支持。適當(dāng)增大避雷線與導(dǎo)線橫擔(dān)之間的距離可以使上導(dǎo)線出避雷線保護(hù)寬度增大并且覆蓋上導(dǎo)線。此外，當(dāng)雷電擊于線路桿塔時(shí)，地線與導(dǎo)線之間存在耦合，它們會(huì)降低絕緣子串兩端電壓，使線路耐雷水平提高。當(dāng)雷擊輸電鐵塔時(shí)，避雷線分流一部分雷電流，由于避雷線與桿塔相連，其電壓等于桿塔連接點(diǎn)處電壓，這部分電壓通過與導(dǎo)線之間耦合作用疊加在導(dǎo)線上從而降低了絕緣子串兩端電壓，使線路耐雷水平提高。(2)感應(yīng)雷防護(hù)當(dāng)IOkV架空配電線路無避雷線時(shí)，線路感應(yīng)過電壓的計(jì)算公式為UD=-ahDt/ τ f其中，Ud為導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓，hD為導(dǎo)線等效對(duì)地高度，a為雷電流陡度，t為時(shí)間，Tf為雷電流波前時(shí)間。當(dāng)線路架設(shè)避雷線時(shí)，避雷線上同樣會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓Ug，避雷器接地，為了保持避雷線的O電位，避雷線上會(huì)長(zhǎng)生一個(gè)值為-Ug的電壓，在-Ug的作用下，每根導(dǎo)線都會(huì)耦合一個(gè)電壓分量，其值為-kUg，k為避雷線與相導(dǎo)線的耦合系數(shù)。避雷線的電壓與相導(dǎo)線電壓差別不大，可以認(rèn)為Ug=u。因此，有避雷線屏蔽作用下相導(dǎo)線感應(yīng)過電壓的簡(jiǎn)化計(jì)算公式為U, D=-ahD (l-khB/hD) t/ τ f其中，hB為避雷線等效對(duì)地高度；由于離避雷線近的導(dǎo)線耦合系數(shù)大，由上式可知，感應(yīng)雷作用時(shí)，對(duì)上、中、下導(dǎo)線的耦合作用依次增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，提供一種IOkV配電架空線路避雷線架設(shè)高度選定方法，提高配電線路防雷性能的經(jīng)濟(jì)性和安全性。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種IOkV配電架空線路避雷線架設(shè)高度選定方法，包括以下步驟(I)構(gòu)建求取避雷線高度的數(shù)學(xué)模型(i)檔距中央導(dǎo)線與避雷線間的距離S與檔距長(zhǎng)度I滿足以下關(guān)系S ^ 1+0. 0121(I)(ii)檔距中央導(dǎo)線與避雷線間的距離S與避雷線高度H的關(guān)系滿足下式S=H+fD-fB(2)其中，
權(quán)利要求
1.一種IOkV配電架空線路避雷線架設(shè)高度選定方法，其特征在于，包括以下步驟 (I)構(gòu)建求取避雷線高度的數(shù)學(xué)模型 (1)檔距中央導(dǎo)線與避雷線間的距離S與檔距長(zhǎng)度I滿足以下關(guān)系 S ^ 1+0. 0121(I) (ii)檔距中央導(dǎo)線與避雷線間的距離S與避雷線高度H的關(guān)系滿足下式 S=H+fD-fB(2) 其中
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IOkV配電架空線路避雷線架設(shè)高度選定方法，其特征在于，步驟(5)所述計(jì)算不同避雷線高度下避雷線與相導(dǎo)線的耦合性能，還包括計(jì)算不同避雷線高度下相導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓U' D，具體根據(jù)以下公式計(jì)算
全文摘要
本發(fā)明公開了一種10kV配電架空線路避雷線架設(shè)高度選定方法，(1)構(gòu)建求取避雷線高度的數(shù)學(xué)模型；(2)求取避雷線高度函數(shù)最大值；(3)計(jì)算當(dāng)前氣象條件下的相導(dǎo)線應(yīng)力及避雷線應(yīng)力(4)算不同檔距長(zhǎng)度l下避雷線高度極大值Hm；(5)計(jì)算不同避雷線高度下避雷線與相導(dǎo)線的耦合性能；(6)選定合適的避雷線高度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了科學(xué)合理的從機(jī)械應(yīng)力和電氣耦合性能角度分析選定避雷線架設(shè)高度，簡(jiǎn)便易行，具有很好的工程使用意義。
文檔編號(hào)H02G13/00GK102882176SQ20121025233
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者劉剛, 陳榮鋒, 林杰 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)