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1、西南交通大学硕士学位论文10kV配电线路防雷水平分析及提高方法的研究姓名：黄兰英申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：吴广宁20090501西南交通大学硕士研究生学位论文 第l页于两 芰lOkV配电线路是配电网的重要组成部分，分布广、绝缘水平低。在配电线路运行的总跳闸次数中，由雷击引起的跳闸次数所占比例很大。雷害事故导致配电设备和用户设备的损坏，造成大匿积停电，严重的情况下甚至造成人身伤亡，给工农业生产带来损失，给人们日常生活带来不便，因此需要研究lOkV配电线路防雷现状，找出提高线路防雷水平的措施，降低雷击跳闸率，减少配电设备雷击损坏率，确保企业用电的畅通、用电人员的安全及配电
2、网的安全可靠运行。本论文针对lOkV配电线路雷击跳闸问题，分析指出引起配电线路cjJ络的主要原因是感应雷过电压。文中对配电线路感应雷过电压产生机理进行了探讨，指出静电感应分量是配电线路感应雷过电压的主要构成部分，分析了感应雷过电压危害。通过对架空线路雷击静电感应过电压模型的求解，给出了感应雷过电压的计算方法。介绍了电磁仿真软件PSCADEMTDC在分析架空线路雷电暂态过电压上的应用，分析了常用的防雷措施的作用，指出耐雷水平和雷击跳闸率是反映线路防雷水平的重要指标。论文结合lOkV东城线，采用电磁分析法、建立仿真模型，分析该线路目前的防雷水平，研究影响线路耐雷水平和雷击跳闸率的因素，最后根据研究
3、的结果结合国内外研究成果，提出通过降低杆塔高度、加强线路绝缘、降低接地电阻、安装线路避雷器、安装避雷线等措施来提高线路防雷水平。关键词：配电线路；雷击过电压；耐雷水平；防雷水平；接地电阻Abst ractThe l OkV distribution line is import part of distribution network，widedistribution and low insulation levelLightning stroke tnp rate occupms a fmrlYlarge proportion of all trip rate on 1 0 kV distr
4、ibution LinesDistribution equipmentsand user equipments are damaged by lightning accidents，lightning accidents catlselarge area blackout，even personal injury at serous situation，bring losses toindustrial and agricultural production，bring inconvenience to peoples life，SO thecurrent state of lightning
5、 protection should be study and find measures to 1reproVelevel of lightning protection，reduce lightning trip。out rate and damage rate ofdistribution equipments，sure unblocked of business electrical，safety of user,safeand reliable operation of distribution networkAim at lightning trip of 1 0kV distri
6、bution line，analysis that the lightningindueed voltage aie the main cause of flashover on distribution lineThe generationmechanism of lightning induced voltages on distribution line is studied in this paper,it is pointed out that electrostatic induction component is main part of lightninginduced vol
7、tage，analysis harm of lightning induced voltagesCalculation method oflightning induced voltage is given by solving electrostatic induction voltage modelof overhead lineThis paper introduces use of electromagnetic simulation softwarePSCADEMTDC on lightning transient Over-voltage of overhead line，anal
8、ysis iseof common lightning protection measures，it is pointed the important indexes onlevel of lightning protection are lightning withstand level and lightning tripout rateCombining with 1 0kV DONGCHENG line，use method of electromagneticaIlalysis、establish simulation model，analysis present level of
9、lightning protectmnonline，study factors to effect lightning withstand level and lightning trip。out rate ofline，at last，according to result and Combining research results，propose measures toimprove level of lightning protection on line by reducing pole and towe(s height，strengthen line insulation，red
10、uce grounding resistance，fix line anester and lightningshield line，ectKev Words：Distribution Line；Lightning Strike Over-voltage；Measure ofLightning Protection；Level of Lightning Protection；Grounding Resistance西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研
11、究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。喜多麦川o,f0西南交通大学曲南父遗大罕学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1保密口，在 年解密后适用本授权书；2不保密回，使用本授权书。(请在以上方框内打“)学位论文作者签名：童爹蓑同期：研夕二7指导老师签名：乎鹱了日期：
12、只r-矽西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页11研究的意义第1章绪论电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的系统。输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组成部分。配电网是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的重要环节，由架空线或电缆配电线路、配电所或配电变压器、断路器、补偿电容、各种开关、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等组成，除因电网结构薄弱、停电检修、拉闸限电等因素会导致配电网供电可靠性下降外，雷击也是造成配电网供电可靠性下降的一个重要因素。0-5lOkV配电线路是配电网的重要组成部分，分布广、绝缘水平低，
13、连接着变电站和众多用户，在雷雨季节，经常因雷害事故引起配电设备和用户设备的损坏，如绝缘子击穿或爆裂、配电线路断线、避雷器爆裂、配变毁坏、家用电器损坏，造成大面积停电，严重的情况下甚至造成人身伤亡等，给工农业生产带来损失，给人们日常生活带来不便。电网故障分类统计表明，在配电线路运行的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数约占总跳闸次数70，-80E6。7】，尤其在多雷、土壤电阻率高、地形复杂、档距大的地区，雷击配电线路引起的故障率更高。lOkV配电线路能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，用电人员的安全，而且涉及到电力系统能否正常的运行，因此需要进行lOkY配电线路防雷水平分析
14、及提高方法的研究，降低雷击跳闸率，减少配电网雷击损坏率，提高配电网供电可靠性，确保配电网的安全运行。12国内外研究现状配电线路纵横延伸，地处空旷地带时，高出地面，具有引雷作用。lOkV架空线路防雷保护包括架空裸导线防雷保护和架空绝缘导线防雷保护。西南交通大学硕士研究生学位论文 第2页121 1 OkV架空裸导线防雷措施目前，国内外常用降低lOkV架空裸导线配电线路雷击跳闸率的主要措施有：加强线路绝缘、加装线路避雷器、降低杆塔接地电阻、装设自动重合闸装置、架设避雷线、合理使用消弧线圈等。1、加强线路绝缘为了提高lOkV配电线路的耐雷水平，需加强线路绝缘。瓷横担的耐雷水平是铁横担针式绝缘子的3倍多
15、，因此，在lOkV线路中应尽量选择瓷横担。对于现有铁横担线路，应更换成高一级的绝缘子。将线路上的P-IO型针式绝缘子更换为FPQW一10型复合绝缘子(转角杆处更换为P-15型针式绝缘子)时，线路的雷电冲击闪络电压可由75kV提高到1 lOkV。【8】表1-1绝缘子串冲击闪络电压绝缘子型号 XP-70 XP-70 XP-70 XP-70片数 1肯 2片 3片 4片冲击闪络电压(kV) 115 230 324 367增加绝缘子片数，可提高线路的雷电冲击闪络电压，见表卜l，2片XP70绝缘串冲击闪络电压是1片XP一70绝缘子冲击闪络电压的2倍，3片XP一70绝缘子串冲击闪络电压是1片XP一70绝缘子
16、冲击闪络电压的282倍，4片XP70绝缘子串冲击闪络电压是1片XP-70绝缘子冲击闪络电压的319倍。可见，每增加一片绝缘子，冲击闪络电压几乎提高l倍。p12、装设线路避雷器lOkV配电线路上，每隔一定的间隔(6到7基杆塔)安装一组硅橡胶氧化锌避雷器(型号为HY5WS-1750)，是配电线路防雷的有效措施。特别是在lOkV配电线路的绝缘薄弱点，如个别金属杆塔、特别高的杆塔、个别铁横担、带拉线的杆塔和终端杆处，应装设避雷器进行保护。通常，保护绝缘子的线路避雷器与线路绝缘子并联安装。在线路加强绝缘后，从节约技改费用考虑，在线路上不再等间隔大量安装避雷器，但在以下特殊部位安装带脱离器的氧化锌避雷器作为附加保护。 (1)西南交通大学硕士研究生学位论文 第3页在有配变的地方、在配变前2基杆塔的地方加装一组避雷器， 兼做线路保护和配电变压器的保护； (2)为防止开路反射，凡柱上断路器无避雷器保护的，在电源侧增装一组避雷器，其接地线与断路器金属外壳相连。
