[发明专利]加装单相并联间隙的10kV线路和设备绝缘差异的调节方法及结构

说明书

本发明公开了一种加装单相并联间隙的10kV线路和设备绝缘差异的调节方法及结构，包括：判定10kV配电变压器的高压侧避雷器的过电压波能量阈值，包括：确定流经避雷器的过电压波的电流极值I_k，以及计算避雷器允许穿过的热电荷传送值Q_th；对线路加装单相并联间隙后的流经高压侧避雷器的最大过电压波进行计算；以高压侧的避雷器允许通过的过电压波能量阈值作为判据，分析最大过电压波对避雷器的安全影响等级；根据最大过电压波对避雷器的安全影响等级，在配电变压器前端若干基杆塔依据安全影响等级提供对应的额外的雷电流泄流通道。本发明能显著减少流经配变高压侧避雷器的过电流水平。

技术领域

本发明涉及10kV配电网架空线路防雷技术领域，尤其涉及一种加装单相并联间隙的10kV线路和设备绝缘差异的调节方法及结构。

背景技术

10kV配电网是整个电力系统中的重要组成部分。其覆盖范围广，网络结构复杂，防雷设施少，导致雷击故障时配电线路故障的主要原因之一。针对10kV架空线路的防雷措施,国内外学者提出了多种方法，如增加绝缘子片数、安装线路避雷器以及部分雷电活动频繁的地区，架设避雷线、降低局部杆塔接地电阻等。以加装线路避雷器为例，由于10kV MOA的损坏率较高，大量使用会导致后期运维负担过重，提高了配电线路防雷安全的不稳定性。其他措施也都存在适用性和经济性问题。

近年来以空气间隙为代表的“疏导型”防雷手段得到推广。并联间隙结构简单，免维护，在10kV架空裸导线路中安装并联间隙是一种经济有效的防雷保护措施。参见图1，并联间隙的单相安装方式利用了相间短路的跳闸机制和导线间过电压的耦合原理，可显著提升线路感应雷和雷击杆塔的耐雷水平，经计算分别最大提高了162.5％和101.2％，可作为10kV架空裸导线路的重要防雷措施。

然而，10kV架空线路采取了单相安装并联间隙的防雷方式后，线路耐雷水平提升，沿线路传播的最大过电压波的能量更大，会进一步加大线路与配电设备之间的绝缘水平。威胁了配电设备的安全运行。

运行经验表明，配电变压器高压侧的避雷器往往故障率较高，主要原因就在于高压侧的过电压波的破坏。在单相安装并联间隙后，线路过电压波的进一步增大对高压侧避雷器的破坏性更大。因此，采取合适的措施来调节线路和设备之间的绝缘差异，降低配电高压侧避雷器的损坏率，对配电网的安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种加装单相并联间隙的10kV线路和设备绝缘差异的调节方法及结构，用以解决单相安装并联间隙后，线路过电压波的进一步增大对高压侧避雷器的破坏性更大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种加装单相并联间隙的10kV线路和设备绝缘差异的调节方法，包括以下步骤：

判定10kV配电变压器的高压侧避雷器的过电压波能量阈值，包括：确定流经避雷器的过电压波的电流极值I_k，以及计算避雷器允许穿过的热电荷传送值Q_th；

对线路加装单相并联间隙后的流经高压侧避雷器的最大过电压波进行计算；以高压侧的避雷器允许通过的过电压波能量阈值作为判据，分析最大过电压波对避雷器的安全影响等级；

根据最大过电压波对避雷器的安全影响等级，在配电变压器前端若干基杆塔依据安全影响等级提供对应的额外的雷电流泄流通道。

优选地，根据最大过电压波对避雷器的安全影响等级，在配电变压器前端若干基杆塔依据安全影响等级提供对应的额外的雷电流泄流通道，包括：

当避雷器指标为I_k＝3kA、Q_th＝0.23C时，架设3段耦合地线。

当避雷器指标为I_k＝5kA、Q_th＝0.23C时，架设2段耦合地线。