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摘要:在非常广地区的低压配电网络上发生雷电过电压受到该地区的地形、气象条件雷雨日数、雷云的移动路径、雷击电流峰值的颁高低压配电线路的架设密度和对地雷击密度等的影响。在这些因素中,对在低压配电线路上发生雷电过电压峰值的频率统计是重要的。
关键词:低压配电线路;防雷措施;雷电;频率
1.雷电过电压的情况分析
从配电线路上一直采取的防雷措施进行的研究来看,已考虑到在低压配电线路上发生雷电过电压的因素有:直击雷(直接雷击到低压配电线路上);感应雷(雷击到低压配电线路附近的地区时,对配电线路感应生成的感应雷);高压侧的雷电过电压是侵入低压侧的雷电过电压的原因,由于避雷器动作使大地(接地)电位上升,从柱上变压器的高压侧过渡到低压侧的雷电过电压。实际上,除了在低压配电线路上发生雷电过电压之外,还有雷击电流直接侵入配电线路附近的建筑物上设置的避雷针,使得大地电位上升影响到配电设备的接地系统的场合应考虑这些是产生雷电过电压的合成原因。
1.1从高压侧过渡到低压侧的雷电过电压
压配电线路上发生雷电过电压各种情况进行一般的研究,将高压配电线路上的雷电过电压侵入低压配电线路上发生雷电过电压所产生的各种情况,进行一些试验性的研究。这些研究中,应在实际规模的高压配电线路上施加了雷电脉冲电压。由于配电用避雷器的放电使大地电位上升,通过柱上变压器的过渡电压,使低压配电线路上发生雷电过电压。
1.2感应雷过电压
作为对象,对有关低压配电线路上发生雷电过电压的情况的试验进行研究。为了模拟在近处有雷击时的配电线路和雷电通道,架设一条现行标准配电线的模型线路,还从气球上吊下电线。这根电线有脉冲电流渡过,这时,测定在配电线路的导体上感应的电压波形。感应的电压波形,就有下列两种情况:抑制低压配电线的架空地线和共用架空地线的雷电过电压效果,在接地电阻值是小的显著的;由于高压配电线路的避雷器出现适中动作,高压配电线处于接地状态,也同时有抑制低压电线的架空地线的雷电过电压的效果。
2.配电设备的耐雷特性分析
作为雷电过电压烧坏对象的低压配电设备,连接到低压配电系统的电源端子之间的距离为5mm~10mm的空气间隙,是没有用耐雷元件保护的设备。雷电过电压会击穿端子之间的空气间隙,产生火花放电。火花放电时有大电流流过端子之间空气层,流过的时间非常短,约1us~1ms左右,因为其电能量很小,这时设备端子上的火花放电处只有非常小的放电痕迹,不至于烧坏端子。
上述第(1)点的火花放电路径因为与低压配电系统的线间电压(100v或200v)有关,这时满足以后叙述的条件的场合会继续过渡为电弧放电。这个放电是工频电压下的适中电流。
在上述第(2)点实为线间短路状态。如有大电流(2000-3000a)流过时会烧坏低压配电设备。通常在数周波一10周波左右之后,熔断器等保护装置会动作,断开短路电流。但是,在烧坏配电设备或者熔断器熔断之前的电弧放电,很多场合会自然消弧,这时,可能认为配电设备不会受到雷击损害。
2.1低压配电设备用材料的v-t特性
从续流电弧的触发到达火花放电的性能,通过试验来调查低压配电线路上用的各种设备材料的v一t特性。再断时间为1一3us左右的再断电压峰值为一密切协作一的范围内,低压干线和dv进线大约为50kv,变压器二次测大约为30kv,低压配电设备上约为10kv。从结果值来看,电度表、低压进线箱等低压配电设备很容易是受到雷电过电压损坏的设备。
2.2低压配电设备的电弧特性
在模擬低压配电设备的电源端子的电极之间要施加工频电压,用设定可能的雷电脉冲电压重叠在任意的接通相位上的方法,对再现电弧我的试验进行调查。
在单相供电系统中,侵入到模拟电极的雷电脉冲接通相位与电弧电流峰值的关系图。雷电过电压的接通相位对供电电源电压影响是大的。
三相三线式供电系统,在三个线间电压之中至少有一个线间电压常常在其低压配电设备固有的最低电弧电压以上的场合,在任何相位时,雷电过电压的侵入会发生电弧续流的情况。
3.防雷措施
配电线路的防雷措施,到目前为止,还没有进行一般性的研究。
但是,在有关的配电线路的耐雷设计指南,因为在柱上变压器安装地点,低压配电线路的中性线进行了重复种接地,由于有了这个合适的接地,就能防止危险的雷电过电压。
作为低压配电线路的防雷措施,低压配电设备要有高的绝缘强度,在个别配电设备上安装耐雷元件,除此之外,进行多重接地系统也能抑制雷电过电压。
如配电线路的架空地线的接地线,避雷器接地线的单独连接或者共用连接在一起的场合由于直击雷或者感应雷而产生的架空地线接地电流和避雷器放电电流使接地电位上升,因为雷电过电压会侵入那样的低压配电线路,必须要有抑制雷电过电压的防雷措施。
架空共用地线的感应雷的效果,架空地线同样也能抑制由于相互的电磁感应在配电线路上发生的感应雷电过电压,就能说明架空共用地线可抑制低压配电线路的感应雷电过电压。
当设计多重接地系统时,接地间隔、单独接地阻抗和合成接地阻抗等应该有所规定。如果考虑了这些规定值而设计好的接地系统,高压配电线路的耐雷效果是更高的,同时抑制在低压配电线路上发生的雷电过电压也是有贡献的。
为用连接到这根接地相和各个电压相的进入线供电,不仅有雷电过电压的对地电压成分,而且其线间电压成分可能威胁低压配电系统和室内配线等点处还有必须抑制线间电位差的雷电过电压。
压配电线路的防雷措施时,有必要充分考虑到目前为止已知道的发生雷击损害的原理、抑制低压配电线路的雷电过电压和限制续流电弧等,以及低压配电线路的主要防雷措施。
4.结语
综上所述,为了防止雷电过电压在电气设备的端子之间产生火花放电,有关单位与管理人员应当注重降低雷电过电压的措施,确保低压配电线路的稳定与安全。
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