專利名稱：一種10kV配電架空線路避雷線架設高度選定方法
技術領域：
本發明涉及配電網線路設計領域，特別涉及一種IOkV配電架空線路避雷線架設
高度選定方法。
背景技術：
配電網是直接向廣大電力用戶分配電能的網絡，因而配電網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的重要組成部分，其自身絕緣水平低、分布復雜，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是當前電網供電穩定性工作中的重要組成部分。目前國內外配電線路防護措施主要有加強絕緣、降低桿塔接地電阻、架設避雷線、架設氧化鋅避雷器、架設放電絕緣子、架設過電壓保護器等。當前，IOkV配電網大量使用配電用避雷器，以免配電設備在雷電過電壓下發生損壞。在運行中，因避雷器質量問題及運行維護不到位而使一些避雷器發生擊穿故障。擊穿后，IOkV線路通過避雷器發生接地，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得到了廣泛的應用。IlOkV及以上等級輸電線路沿全線架設避雷線，而配電網由于線路分布復雜、桿塔尺寸小等缺點，架設避雷線在IOkV配網中較為少見。由于避雷線對導線的耦合作用和屏蔽作用可以明顯降低導線上的感應過電壓，在部分雷害集中、重要跨越、人口稠密地區架設避雷線是有實際可行性的。避雷線的防護機理如下(I)直擊雷防護在IOkv配電網中，對新建或改造線路分段架設避雷線在運行線路上通常是在滿足機械應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。適當增大避雷線與導線橫擔之間的距離可以使上導線出避雷線保護寬度增大并且覆蓋上導線。此外，當雷電擊于線路桿塔時，地線與導線之間存在耦合，它們會降低絕緣子串兩端電壓，使線路耐雷水平提高。當雷擊輸電鐵塔時，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處電壓，這部分電壓通過與導線之間耦合作用疊加在導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)感應雷防護當IOkV架空配電線路無避雷線時，線路感應過電壓的計算公式為UD=-ahDt/ τ f其中，Ud為導線上的感應過電壓，hD為導線等效對地高度，a為雷電流陡度，t為時間，Tf為雷電流波前時間。當線路架設避雷線時，避雷線上同樣會產生一個感應電壓Ug，避雷器接地，為了保持避雷線的O電位，避雷線上會長生一個值為-Ug的電壓，在-Ug的作用下，每根導線都會耦合一個電壓分量，其值為-kUg，k為避雷線與相導線的耦合系數。避雷線的電壓與相導線電壓差別不大，可以認為Ug=u。因此，有避雷線屏蔽作用下相導線感應過電壓的簡化計算公式為U, D=-ahD (l-khB/hD) t/ τ f其中，hB為避雷線等效對地高度；由于離避雷線近的導線耦合系數大，由上式可知，感應雷作用時，對上、中、下導線的耦合作用依次增強。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的上述缺點與不足，提供一種IOkV配電架空線路避雷線架設高度選定方法，提高配電線路防雷性能的經濟性和安全性。本發明的目的通過以下技術方案實現一種IOkV配電架空線路避雷線架設高度選定方法，包括以下步驟(I)構建求取避雷線高度的數學模型(i)檔距中央導線與避雷線間的距離S與檔距長度I滿足以下關系S ^ 1+0. 0121(I)(ii)檔距中央導線與避雷線間的距離S與避雷線高度H的關系滿足下式S=H+fD-fB(2)其中，
權利要求
1.一種IOkV配電架空線路避雷線架設高度選定方法，其特征在于，包括以下步驟 (I)構建求取避雷線高度的數學模型 (1)檔距中央導線與避雷線間的距離S與檔距長度I滿足以下關系 S ^ 1+0. 0121(I) (ii)檔距中央導線與避雷線間的距離S與避雷線高度H的關系滿足下式 S=H+fD-fB(2) 其中
2.根據權利要求I所述的IOkV配電架空線路避雷線架設高度選定方法，其特征在于，步驟(5)所述計算不同避雷線高度下避雷線與相導線的耦合性能，還包括計算不同避雷線高度下相導線上感應過電壓U' D，具體根據以下公式計算
全文摘要
本發明公開了一種10kV配電架空線路避雷線架設高度選定方法，(1)構建求取避雷線高度的數學模型；(2)求取避雷線高度函數最大值；(3)計算當前氣象條件下的相導線應力及避雷線應力(4)算不同檔距長度l下避雷線高度極大值Hm；(5)計算不同避雷線高度下避雷線與相導線的耦合性能；(6)選定合適的避雷線高度。本發明實現了科學合理的從機械應力和電氣耦合性能角度分析選定避雷線架設高度，簡便易行，具有很好的工程使用意義。
文檔編號H02G13/00GK102882176SQ20121025233
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者劉剛, 陳榮鋒, 林杰 申請人:華南理工大學