[發明專利]加裝單相并聯間隙的10kV線路和設備絕緣差異的調節方法及結構

在審

• 申請號: 202110660308.9
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113300345A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 楊鑫;蔣凌峰;王延夫;吳文鋒;姚錚
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H9/04;H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種加裝單相并聯間隙的10kV線路和設備絕緣差異的調節方法及結構，包括：判定10kV配電變壓器的高壓側避雷器的過電壓波能量閾值，包括：確定流經避雷器的過電壓波的電流極值I_k，以及計算避雷器允許穿過的熱電荷傳送值Q_th；對線路加裝單相并聯間隙后的流經高壓側避雷器的最大過電壓波進行計算；以高壓側的避雷器允許通過的過電壓波能量閾值作為判據，分析最大過電壓波對避雷器的安全影響等級；根據最大過電壓波對避雷器的安全影響等級，在配電變壓器前端若干基桿塔依據安全影響等級提供對應的額外的雷電流泄流通道。本發明能顯著減少流經配變高壓側避雷器的過電流水平。

技術領域

本發明涉及10kV配電網架空線路防雷技術領域，尤其涉及一種加裝單相并聯間隙的10kV線路和設備絕緣差異的調節方法及結構。

背景技術

10kV配電網是整個電力系統中的重要組成部分。其覆蓋范圍廣，網絡結構復雜，防雷設施少，導致雷擊故障時配電線路故障的主要原因之一。針對10kV架空線路的防雷措施,國內外學者提出了多種方法，如增加絕緣子片數、安裝線路避雷器以及部分雷電活動頻繁的地區，架設避雷線、降低局部桿塔接地電阻等。以加裝線路避雷器為例，由于10kV MOA的損壞率較高，大量使用會導致后期運維負擔過重，提高了配電線路防雷安全的不穩定性。其他措施也都存在適用性和經濟性問題。

近年來以空氣間隙為代表的“疏導型”防雷手段得到推廣。并聯間隙結構簡單，免維護，在10kV架空裸導線路中安裝并聯間隙是一種經濟有效的防雷保護措施。參見圖1，并聯間隙的單相安裝方式利用了相間短路的跳閘機制和導線間過電壓的耦合原理，可顯著提升線路感應雷和雷擊桿塔的耐雷水平，經計算分別最大提高了162.5％和101.2％，可作為10kV架空裸導線路的重要防雷措施。

然而，10kV架空線路采取了單相安裝并聯間隙的防雷方式后，線路耐雷水平提升，沿線路傳播的最大過電壓波的能量更大，會進一步加大線路與配電設備之間的絕緣水平。威脅了配電設備的安全運行。

運行經驗表明，配電變壓器高壓側的避雷器往往故障率較高，主要原因就在于高壓側的過電壓波的破壞。在單相安裝并聯間隙后，線路過電壓波的進一步增大對高壓側避雷器的破壞性更大。因此，采取合適的措施來調節線路和設備之間的絕緣差異，降低配電高壓側避雷器的損壞率，對配電網的安全穩定運行具有重要意義。

發明內容

本發明提供了一種加裝單相并聯間隙的10kV線路和設備絕緣差異的調節方法及結構，用以解決單相安裝并聯間隙后，線路過電壓波的進一步增大對高壓側避雷器的破壞性更大的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種加裝單相并聯間隙的10kV線路和設備絕緣差異的調節方法，包括以下步驟：

判定10kV配電變壓器的高壓側避雷器的過電壓波能量閾值，包括：確定流經避雷器的過電壓波的電流極值I_k，以及計算避雷器允許穿過的熱電荷傳送值Q_th；

對線路加裝單相并聯間隙后的流經高壓側避雷器的最大過電壓波進行計算；以高壓側的避雷器允許通過的過電壓波能量閾值作為判據，分析最大過電壓波對避雷器的安全影響等級；

根據最大過電壓波對避雷器的安全影響等級，在配電變壓器前端若干基桿塔依據安全影響等級提供對應的額外的雷電流泄流通道。

優選地，根據最大過電壓波對避雷器的安全影響等級，在配電變壓器前端若干基桿塔依據安全影響等級提供對應的額外的雷電流泄流通道，包括：

當避雷器指標為I_k＝3kA、Q_th＝0.23C時，架設3段耦合地線。

當避雷器指標為I_k＝5kA、Q_th＝0.23C時，架設2段耦合地線。