關(guān)于10KV配電線(xiàn)路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓特性研究

王虎英

摘要：10KV配電線(xiàn)路在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，受到雷擊容易發(fā)生安全事故，之所以會(huì)出現(xiàn)這一問(wèn)題，主要是因?yàn)榫€(xiàn)路絕緣水平不達(dá)標(biāo)，基于此，本文研究10KV配電線(xiàn)路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓特性，從雷擊的概率、大地導(dǎo)電率、新型材料的應(yīng)用等方面入手展開(kāi)分析，希望能為關(guān)注此話(huà)題的研究者提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：雷電感應(yīng)過(guò)電壓;閃絡(luò)特征;大地導(dǎo)電率

引言：

雷擊高發(fā)路段的大地和線(xiàn)路周邊的高層建筑會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)路產(chǎn)生過(guò)大的電壓，此時(shí)10KV配電線(xiàn)路就很有可能發(fā)生安全事故，在架空配電線(xiàn)路中架設(shè)接地線(xiàn)能預(yù)防雷電感應(yīng)過(guò)壓的不良情況，本文分析10KV配電線(xiàn)路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓特性，探究加強(qiáng)雷擊防護(hù)的有效措施。

一、高大建筑物附近的雷電感應(yīng)過(guò)電壓低

當(dāng)高大建筑物聚集在10kV架空的配電線(xiàn)路周?chē)鷷r(shí)，建筑物的高度普遍高于導(dǎo)線(xiàn)的高度，建筑物會(huì)遮擋屏蔽導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)的弧度大大減小。與空曠地帶相比，雷電擊中導(dǎo)線(xiàn)的概率會(huì)大大減小。高大的建筑物會(huì)導(dǎo)致雷電先導(dǎo)產(chǎn)生的電場(chǎng)減小，導(dǎo)致被束縛的電荷總量明顯降低，雷擊大地時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)上產(chǎn)生的雷過(guò)電擊會(huì)明顯減少。在計(jì)算雷電感應(yīng)過(guò)電壓時(shí)，要依據(jù)主放電雷電流模式，明確雷電通道不同距離和位置的電場(chǎng)分布情況。把線(xiàn)路和電磁場(chǎng)的關(guān)系作為可靠依據(jù)，計(jì)算出不同的雷電電場(chǎng)在配電線(xiàn)路上所產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓?，F(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)水平在不斷提高，產(chǎn)生了FDTD這一計(jì)算模式，同時(shí)也獲得了廣泛的應(yīng)用。FDTD能同時(shí)計(jì)算大地有限電導(dǎo)率和絕緣子閃絡(luò)，在此基礎(chǔ)上判斷這兩個(gè)參數(shù)對(duì)雷電過(guò)電壓所產(chǎn)生的影響，與傳統(tǒng)的雷電過(guò)電壓計(jì)算方式相比，得到的時(shí)域相應(yīng)結(jié)果更為準(zhǔn)確，這是一項(xiàng)非常有突破的創(chuàng)新舉動(dòng)。最大感應(yīng)過(guò)電壓的具體情況會(huì)受到多種因素的影響，這些因素包括配電線(xiàn)路的距離、雷電流幅值、配電線(xiàn)路的高度。FDTD得到的結(jié)果不僅僅包括上述因素，還指明大地電導(dǎo)率、接地電阻、回波的傳播速度、雷電流波前時(shí)間這些因素也會(huì)影響最大感應(yīng)過(guò)電壓。在計(jì)算雷電感應(yīng)過(guò)電壓時(shí)，不需要過(guò)多考慮雷電先導(dǎo)的同波速度和接地電阻，二者對(duì)雷電過(guò)電壓的變化所產(chǎn)生的影響可忽略不計(jì)[1]。

二、雷擊的概率和閃絡(luò)特征

通常情況下，如果大地的導(dǎo)電率有所增加，就會(huì)出現(xiàn)雷擊線(xiàn)路最大感應(yīng)過(guò)電壓明顯減小的情況，此時(shí)雷擊次數(shù)的變化速率就會(huì)有所降低。另外當(dāng)雷擊線(xiàn)路的感應(yīng)過(guò)電壓數(shù)值大于某一個(gè)特定的過(guò)電壓數(shù)值，電力線(xiàn)路遭到雷擊的可能性就會(huì)明顯降低，這說(shuō)明線(xiàn)路的雷擊概率和閃絡(luò)概率也明顯降低。導(dǎo)致電力下路絕緣閃絡(luò)次數(shù)、雷電感應(yīng)閃絡(luò)率上升的原因是大地的導(dǎo)電率有所降低。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)直擊雷閃絡(luò)率對(duì)線(xiàn)路導(dǎo)電率產(chǎn)生的影響比較小，如果發(fā)生了直擊雷，電力線(xiàn)路就更有出現(xiàn)閃絡(luò)情況的可能。在沒(méi)有建筑物和樹(shù)木的開(kāi)闊區(qū)域內(nèi)，很有可能發(fā)生雷擊閃絡(luò)的不良現(xiàn)象，導(dǎo)致配電線(xiàn)路短路。

三、最大感應(yīng)過(guò)電壓和大地導(dǎo)電率相互之間的關(guān)系

最大感應(yīng)過(guò)電壓和大地導(dǎo)電率相互之間的關(guān)系有一定規(guī)律可循，大地電導(dǎo)率所有影響雷電感應(yīng)過(guò)電壓中的一項(xiàng)重要因素，大地電導(dǎo)率對(duì)電壓正負(fù)極和電壓的增長(zhǎng)幅度有一定影響，當(dāng)大地的導(dǎo)電率有所升高，電流會(huì)有所增加，電壓變大的幅度也會(huì)有所增加。大地的電阻率會(huì)明顯升高，不是理想的導(dǎo)體，在此條件下，只有配電線(xiàn)路的局部感應(yīng)會(huì)受到影響，而高頻電磁場(chǎng)所受到的影響卻非常明顯。當(dāng)線(xiàn)路中有雷電波通過(guò)，線(xiàn)路上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓都會(huì)發(fā)生改變，把大地當(dāng)做是一個(gè)理想的導(dǎo)體，雖然大地會(huì)影響電波在線(xiàn)路傳輸過(guò)程中電壓的變化幅度，但是電波的波形卻不會(huì)受到影響，正是因?yàn)槿绱耍€(xiàn)路中的波形能始終保持一致。如果大地的導(dǎo)電率有所下降，而波形始終處于不變的狀態(tài)，最終會(huì)導(dǎo)致電壓正負(fù)極互換。為了防止這一不良情況的發(fā)生，工作人員在安裝電路的工作中，應(yīng)該嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求展開(kāi)各項(xiàng)工作，完成配電線(xiàn)路的改造是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，尤其是改造桿塔結(jié)構(gòu)，改造輸電線(xiàn)路這項(xiàng)工作要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的周期，也要用到多項(xiàng)技術(shù)，需要花費(fèi)較高的成本。改造工作的進(jìn)行要與地理環(huán)境相結(jié)合，同時(shí)也要考慮到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展情況。

四、應(yīng)用新型材料提高線(xiàn)路的防雷性能

要想提高10KV配電線(xiàn)路的防雷性能，可使用鋼絞線(xiàn)，同時(shí)這也是目前為止的一種最佳選擇。通常情況下，要在配電線(xiàn)路桿塔的最高點(diǎn)架設(shè)避雷線(xiàn)。從而保證避雷效果能夠得到最大限度的發(fā)揮。在目前的發(fā)展階段中，我國(guó)配電線(xiàn)路包括超高壓輸電線(xiàn)路、普通高壓輸電線(xiàn)路，這兩種線(xiàn)路的制作材料是鍍鋅鋼絞線(xiàn)，對(duì)橫截面積有特殊的要求[2]。比較常見(jiàn)的絞線(xiàn)是25mm、50mm、70mm這三種規(guī)格。原則上來(lái)說(shuō)，絞線(xiàn)的橫截面積越大，避雷線(xiàn)的橫截面積也越大。由于受到強(qiáng)風(fēng)的影響和干擾，避雷線(xiàn)很有可能會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，導(dǎo)致線(xiàn)路的穩(wěn)定性受到不利影響。對(duì)此應(yīng)該采取有效的措施避免發(fā)生震動(dòng)的不良情況，防震錘有降低節(jié)點(diǎn)的作用，運(yùn)用該方式能有效緩解線(xiàn)路雷電感應(yīng)的過(guò)電壓現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，促進(jìn)電力企業(yè)的供電水平持續(xù)上升。鉛包鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、不生銹、導(dǎo)電率更好。在很多發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)，超高壓的輸電線(xiàn)路的架設(shè)把改良導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)用其中，導(dǎo)電率更高，也更加耐用、穩(wěn)定。

總結(jié)：

10KV配電線(xiàn)路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓特性的主要表現(xiàn)是高大建筑物附近的雷電感應(yīng)過(guò)電壓低;應(yīng)用新型材料提高線(xiàn)路的防雷性能。對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)，電力資源的穩(wěn)定性在其中發(fā)揮非常關(guān)鍵的作用。研究10KV配電線(xiàn)路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓特性，并找到有效防止雷擊的措施，保證供電系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李揚(yáng).10kV配電線(xiàn)路架設(shè)地線(xiàn)對(duì)雷電感應(yīng)過(guò)電壓的防護(hù)效果[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（19）：58-59.

[2]王建欣，沙忠旗.配電線(xiàn)路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓特性分析[J].黑龍江科技信息，2014（33）：9.