《10kV配电线路防雷措施研究的国内外文献综述》2700字

10kV配电线路防雷措施研究的国内外文献综述目录TOC\o"1-2"\h\u1719110kV配电线路防雷措施研究的国内外文献综述 1117221.1防雷措施研究现状 19469（1）架设避雷线 128670（2）提高线路绝缘水平 115197（3）加装避雷器 222920（4）降低杆塔接地电阻 211744（5）装设自动重合闸装置 3218251.2防雷措施评估方法研究现状 31.1防雷措施研究现状雷电是一种无法避免的极端气象灾害，极易引起10kV配电线路故障。目前国内10kV配电线路所采用的防雷措施主要包括架设避雷线、提高线路绝缘水平、加装避雷器与降低杆塔接地电阻等形式。（1）架设避雷线架设避雷线是最直接的防雷击保护措施之一。德国于上世纪初提出接地避雷线的理论，认为其能降低感应过电压；1930年起普遍通过架设避雷线防止击雷，同时也作为防止感应雷过电压导致雷击断线的辅助措施。避雷线一般架设于被保护线路上方，其保护范围通常能够覆盖整条被保护线路，在线路遭受雷击时起分流作用，防止雷电直接击中被保护线路[3]。当发生感应雷过电压时，避雷线能够抑制过电压产生于相导线中，从而起到屏蔽作用[4]。然而常州地区配网线路结构复杂，且受地势环境影响，通过架设避雷线进行防雷的线路还较少。（2）提高线路绝缘水平10kV配电线路的绝缘水平主要因杆塔上绝缘子的类型与材质不同而产生差异。目前提高线路绝缘水平的方法主要有：更换绝缘性能更好的绝缘子，早期10kV配电线路中大部分使用的瓷横担绝缘子，随着电网公司绝缘改造工程的推进，目前使用复合型绝缘子线路的绝缘水平要优于使用瓷横担绝缘子的线路，但该方法投资较大；其次可以通过增加绝缘子片数提高线路绝缘水平，但该方法属于简单改造；此外还可以通过采用不平衡绝缘的方式，保持一回线路绝缘水平不变，同步提高剩余其他回路的绝缘水平。近几年，常州地区合理推广架空绝缘线以及绝缘包封工作，致力于提高配网绝缘水平，增强线路耐雷水平及防鸟害能力，提高供电可靠性。（3）加装避雷器线路遭受雷击后致使绝缘导线闪络并产生工频持续电流是导致10kV配电线路断线的根本原因。当安装避雷器的配电线路出现雷击或感应雷过电压时，能够快速向大地释放电压，从而起到保护线路的作用。避雷器一般安装于线路杆塔之上，装设间距则需因地制宜。目前10kV架空配电线路中较为广泛应用的是氧化锌避雷器，当发生直击雷或感应雷过电压时均能起到很好的保护作用，并能有效截断工频持续电流。但是避雷器只能保护其安装所在杆塔，因此保护距离较短。若在全部线路加装避雷器，则将会大幅提升前期购买、安装与后期运维成本，所以此方法并不现实。除此之外并联间隙绝缘子的击穿电压较低，正常运行期间处于绝缘状态，当发生雷电过电压时击穿间隙，与避雷器性能叠加，从而达到保护线路和相关设备的目的[5]。常州地区从21世纪初就不断推广氧化锌避雷器的应用，目前氧化锌避雷器已经成为常州配网主要的防雷措施。近几年来，常州配网进一步推广复合柱式氧化锌防雷绝缘子，大大优化了其防雷性能与正常使用年限。随着新技术与外部环境因素的影响，电力部门对氧化锌避雷器所使用的绝缘材料也提出了一系列新标准与新要求。作为绝缘材料的硅橡胶与金属接头衔接处所采用的制作工艺是重中之重，是线路避雷器故障率较高的部位[6,7]。（4）降低杆塔接地电阻杆塔的接地电阻与雷电残压和线路的雷电过电压水平成正比。目前降低杆塔接地电阻的方法主要分为化学方法和物理方法，物理方法包含增大接地体尺寸、外延接地体、外引接地、深埋接地极、更换接地区域土壤等；化学方法主要是采用降阻剂，通过特殊防腐剂增加接地区域土壤的膨润度，进而降低接地电阻[8-9]。早期常州地区10kV配电网的接地装置为25mm2的铜线，虽然保护效果较为出色，但是暴露在地表以上，经常发生被偷盗的情况，极大的增加了运维人员的工作难度与财产损失。因此，近些年在城郊结合部地区更多采用钢芯铝绞线与专用接线配合的方式，这样一来整体接地电阻水平就能达到使用铜线时的接地电阻水平。不仅大幅度减少了设备与资产的损失，更使保护措施能够长期稳定存在[10-11]。（5）装设自动重合闸装置由于线路能够恢复绝缘性能的特性，当配电线路遭受雷电灾害的瞬间，雷电闪络会造成稳定的工频持续电弧，进而导致相间短路。在自动重合闸装置的作用下开关跳闸，此时线路中电流无法继续流通，电弧也自然被熄灭。延时一段时间后，开关自动重合，恢复正常供电。相关数据表明，低于10kV的配电网线路重合闸成功概率最高能达75%。所以，雷电多发区域配网线路大多采用此方法，从而进一步提高抗雷害的能力，保证供电可靠性[12]。综上所述，防雷措施的研究已取得了迅猛发展，国内外专家学者对防雷措施的研究也达到了很高的水平。但是，因雷击造成配电线路跳闸的事故依然很多，且上述研究策略在常州地区因其配网线路结构和地势环境的差异，效果不够明显，因此研究导致本地区配网雷击事故诱因，在现有防雷措施上进行优化，对提高本地区10kV配电网供电可靠性与保障电网安全稳定运行具有深远影响。1.2防雷措施评估方法研究现状配电线路雷击过电压事故主要是指发生概率较高的感应雷过电压，也包含少量直击雷过电压。因为10kV配电线路绝缘水平较35kV与60kV配电网低，所以很少遭受直击雷过电压。据统计，感应过电压幅值为400kV左右，导致雷击故障率大于70%，因此配网线路需加大力度防范感应雷过电压[13-14]。由于雷电灾害属于自然现象并且灾害范围较广，严重时会造成巨大经济损失与人员伤亡，所以国际电工委员会(IEC)与国际电信联盟(ITU)先后制定了相应标准，用于雷电灾害风险评估及雷电防护管理技术的研究。我国电力相关科研机构同样进行了相关方面的研究，其中国家电网电力科学研究院根据多方面影响因素，构建了基于输电线路的雷害风险评估模型，并在此基础上建立了“网、线、段、杆”的多方位全层级评估体系，填补了我国在相关领域的空白[15]。该评估模型从雷击发生概率与外部环境因素作为出发点，通过采集雷击重合闸率、线路重要等级等数据进行评估，但随着数据量的剧增会导致误差变大，难以投入实际应用。部分学者提出从地区雷电活动次数、地形地貌等方面着进行差异化计算，从而得出线路整体雷击风险[16]。但是该方法仅将雷击跳闸率作为主要评估指标，缺乏一定实用性。除此之外，在绕击分析法中运用EGM模型将雷电的放电特征与线路的结构尺寸相结合进行模拟分析，但该方式的局限性在于对现场数据的要求较高，反映线路的平均情况。近些年层次分析法、先导传播模型和反击分析法（包含行波法、蒙特卡洛法、故障树法、EMTP-ATP法等）也出现于配网防雷研究中[17-19]。但目前国内评估方法都是基于雷击跳闸率这一数据，通过地理形势、雷电活动情况等方面进行评估[20-22]。