清远地区10kV架空配电线路架设避雷线提高耐雷水平的研究

摘要

中国10kV架空配电线路普遍绝缘水平较低，易出现雷害事故，尤其是雷电活动频繁的山区，由雷害引起的事故占整个配网事故总数的30%。因此加强配网防雷，提高10kV配电线路耐雷水平对提高配网供电质量，确保配网安全运行具有重要意义。 论文选取雷电活动剧烈、雷害事故严重的清远地区10kV架空配电线路为研究对象，在现有防雷手段很难有效的进行防雷的条件下，提出在10kV架空配电线路上架设避雷线提高其耐雷水平。为此，论文针对清远地区特殊的地形地貌和雷电活动特征，开展了10kV架空配电线路上架设避雷线提高耐雷水平可行性研究。主要工作如下： 1)搜集了清远地区近6年雷电活动信息和雷害统计数据。清远地区多山区、少平原，极易形成雷云，导致雷电活动强烈；尤其是4-6月是该地区雷电活动高发期，雷电事故频发。简言之，该地区的雷电活动具有雷暴天数多(最高可达339天)、落雷密度大、雷害事故严重等特征。 2)在雷害事故分析的基础上，分析了感应雷和直击雷的产生机理，讨论了雷电流幅值大小、落雷位置以及线路信息对感应雷过电压和直击雷过电压的影响；同时分析了清远地区直击雷的特点，在上述条件下，对清远地区绝缘水平相对较低的10kV架空配电线路来说，极易遭受直击雷过电压并引发雷害事故； 3)选取10kV高田线对架设避雷线前后雷击跳闸率进行计算。为计算雷击跳闸率，建立了架空配电线路雷击模型，并重点分析了接地电阻对架设避雷线后雷击调整率的影响，得到架设避雷线时最佳接地电阻值。仿真表明在架设避雷线后，接地电阻的阻值越低，雷电流的泄放能力越高，线路的耐雷水平越高，但雷电流的泄放速度越慢。综合以上分析结合清远的地区特点将接地电阻为20Ω； 4)在高田线架设避雷线后的实际运行效果表明，架设避雷线后雷击跳闸率从17.63次/(100km?年)降到3.346次/(100km?年)，表明在清远地区架设避雷线提高耐雷水平是可行的。 论文的工作表明清远地区由于其地形地貌的特殊性，架设避雷线是行之有效的提高10kV耐雷水平方法，论文的研究结果为与清远地区具有相同地形地貌地区10kV配电线路提高耐雷水平提供了一种新思路和解决办法。

目录

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主要符号表

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 配电网防雷现状

1.2.2 电网防雷性能评估现状

1.3 本文研究内容

第2章 清远地区10kV架空配电线路雷害事故特征

2.1 清远地区雷电活动分析

2.1.1 清远地区雷电活动情况分析

2.1.2 清远地区10kV架空配电线路雷害事故情况

2.2 清远地区10kV架空配电线路防雷现状

2.2.1 清远地区架空配电线路易击段防雷措施

2.2.2 架空配电线路易击段防雷效果

2.3 清远地区10kV架空配电线路防雷目前存在的问题

2.4 架设避雷线提出

2.5 本章小结

第3章 雷击过电压产生机理分析

3.1 感应雷过电压形成机理

3.1.1 感应雷过电压产生机理

3.1.2 感应雷过电压特征分析

3.2 直击雷过电压形成机理

3.2.1 直击雷过电压形成机理

3.2.2 直击雷过电压特征分析

3.3 清远地区直击雷特征分析

3.4 本章小结

第4章 清远地区10kV架空配电线路架设避雷线模型

4.1 拟架设避雷线的线路数据信息

4.2 架设避雷线后耐雷水平分析模型的建立

4.2.1 雷电流模型

4.2.2 架空配电线路及避雷线模型

4.2.3 绝缘子模型

4.2.4 杆塔模型

4.2.5 接地装置模型

4.3 本章小结

第5章 架设避雷线后清远地区架空配电线路耐雷水平分析

5.1 雷电击中杆塔

5.2 雷电击中避雷线

5.3 雷电绕击导线

5.4 避雷线与接地装置配合

5.5 线路雷击跳闸率计算

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后期展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果