10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构及其测试方法，该结构包括：在10kV配电线路中，同一基杆塔的一回线路仅在一相安装并联间隙，左右相邻的二基杆塔的两个并联间隙分别安装在三相中的另外两相，每三基相邻杆塔配合安装一组三个并联间隙。该方法包括在仿真软件中模拟10kV配电线路中安装并联间隙的单相安装结构，进行仿真，得到并联间隙的单相安装结构的感应雷和直击雷下的10kV配电线路的感应雷击跳闸率以及直击雷下的反击跳闸率。本发明专利技术可在保护绝缘子等配电设备的基础上，进一步提高10kV配电线路耐雷水平，并降低其感应雷跳闸率，提高配电网的运行可靠性。

Single phase installation structure and test method of parallel clearance of 10kV distribution line

The invention discloses a single-phase installation structure and a test method for the parallel clearance of 10kV distribution lines. The structure includes: in 10kV distribution lines, a circuit of the same base tower is only installed with the parallel clearance in one phase, two parallel clearances of the two adjacent left and right base towers are respectively installed in the other two phases of the three phases, each three adjacent towers are installed with a group of three parallel clearances Gap. The method includes simulating the single-phase installation structure of the parallel gap in 10kV distribution lines in the simulation software, and getting the induced lightning trip rate of the single-phase installation structure of the parallel gap and 10kV distribution lines under the direct lightning and the counterattack trip rate under the direct lightning. The invention can further improve the lightning resistance level of 10kV distribution line, reduce its induced lightning trip rate, and improve the operation reliability of distribution network on the basis of protecting distribution equipment such as insulator.

【技术实现步骤摘要】
10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构及其测试方法
本专利技术涉及10kV配电线路的防雷领域，尤其涉及一种10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构及其测试方法。
技术介绍
10kV配电网网络结构复杂，防雷措施少，耐雷水平低，雷电过电压下配电网的雷击故障率较高，需要采取有效措施以降低配电网的雷击故障率和雷害损失。在10kV配电线路中，防雷措施有装设线路避雷器、采用带并联间隙的绝缘子等。在10kV配电网中安装并联间隙是一种经济有效的防雷保护措施，间隙放电电压低于绝缘子的闪络电压，故在产生雷电过电压的情况下，间隙先与绝缘子放电，通过间隙释放雷电流的能量，同时保护绝缘子。并联间隙在配电网中的应用研究主要侧重在结构设计、间隙距离确定及安装密度方面，在10kV配电线路中，传统的并联间隙的安装方式均为同基杆塔一回线路的三相同时安装，由于间隙的放电电压和放电距离都要小于绝缘子，导致间隙的建弧率也要大于绝缘子。因而，在三相安装并联间隙的方式下，更易发生线路两相或三相短路，导致配电线路雷击跳闸率提高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构及其测试方法，用以解决三相安装并联间隙易发生线路两相或三相短路，导致配电线路雷击跳闸率高的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，包括：在10kV配电线路中，同一基杆塔的一回线路仅在一相安装并联间隙，左右相邻的二基杆塔的两个并联间隙分别安装在三相中的另外两相，每三基相邻杆塔配合安装一组三个并联间隙。优选地，包括：并联间隙并联在绝缘子或绝缘子串上，由两个电极构成，一个电极安装在高压侧，一个电极安装在地电位侧，并联间隙的间隙距离小于绝缘子或绝缘子串的结构高度，两个电极均为不锈钢材料的球形电极，两个电极为球对球的间隙安装。优选地，当10kV配电线路中的杆塔位于感应雷过电压影响区域时，并联间隙的放电电压为111.2kV；当10kV配电线路中的杆塔位于直击雷影响区域时，并联间隙安装的并联间隙的放电电压为83.4kV。优选地，当10kV配电线路中的杆塔位于感应雷过电压影响区域时，采用电极的球直径为25mm时，并联间隙安装的间隙距离为189.45mm～203.79mm，优选为203.79mm；当10kV配电线路中的杆塔位于直击雷影响区域时，采用电极的球直径为25mm时，并联间隙安装的间隙距离为147.19mm～161.14mm，优选为147.19mm。优选地，直击雷影响区域为空旷地带和\或山区；感应雷过电压影响区域为除直击雷影响区域之外的区域。优选地，10kV配电线路中的多基杆塔以相邻的三基杆塔为一杆塔组，同一10kV配电线路中所有杆塔组中三相的三个并联间隙的次序相同。本专利技术还提供一种根据上述的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构的测试方法，包括以下步骤：在仿真软件中模拟10kV配电线路的线路所有杆塔组中安装并联间隙的单相安装结构，进行仿真，得到并联间隙的单相安装结构的感应雷和直击雷下的10kV配电线路的感应雷击跳闸率以及直击雷下的反击跳闸率。优选地，感应雷击跳闸率n1通过如下公式计算得到：n1＝NP1η(1)式(1)中：N为某一定长度配电线路周围每年遭受雷击的次数，P1为雷电流幅值大于反击耐雷水平I的概率，η为建弧率；直击雷下的反击跳闸率n2通过如下公式计算得到：n2＝N1P1gη(2)式(2)中：N1为某一定长度配电线路每年遭受雷击的次数，P1为雷电流幅值大于反击耐雷水平I的概率，η为建弧率，g为雷电击中配电线路杆塔的击杆率。优选地，建弧率η计算公式如下：η＝4.5E0.75-14(％)(3)式(3)中：E为绝缘子的平均运行电位梯度(有效值)，单位为kV/m；在10kV配电线路中，式(4)中：UN为线路额定电压(有效值)，单位为kV；l1为绝缘子的放电距离或并联间隙放电距离，单位为m；l2为横担线路的线间距离，单位为m。优选地，雷电流幅值大于反击耐雷水平I的概率P1计算公式如下：本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，由于对10kV配电线路来说，相间短路才会引起跳闸，允许单相接地故障短时带电运行。因此一相间隙放电，通过相间耦合可以提高同基杆塔另外两相绝缘子的绝缘水平，并联间隙的单相安装方式可以显著提高配电线路的感应耐雷和反击耐雷水平。通过本专利技术的测试方法可测得，相对于不加间隙时，本专利技术的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构感应耐雷和反击耐雷水平分别最大可提高162.5％、101.2％；相对于三相安装方式下，分别最大提高了642.25％、313.79％。并联间隙的单相安装方式下配电线路的感应雷跳闸率和反击跳闸率分别对三相安装方式来说最大可降低89.42％、63.66％。且并联间隙的单相安装方式可显著降低配电线路的感应雷跳闸率，最大可降低48.08％。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的并联间隙的单相安装方式示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本专利技术的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，包括：在10kV配电线路中，同一基杆塔的一回线路仅在一相安装并联间隙，左右相邻的二基杆塔的两个并联间隙分别安装在三相中的另外两相，每三基相邻杆塔配合安装一组三个并联间隙。在实施时，10kV配电线路中的多基杆塔以相邻的三基杆塔为一杆塔组，同一10kV配电线路中所有杆塔组中三相的三个并联间隙的优选安装方式为次序相同。由于对10kV配电线路来说，相间短路才会引起跳闸，允许单相接地故障短时带电运行。因此一相间隙放电，通过相间耦合可以提高同基杆塔另外两相绝缘子的绝缘水平，并联间隙的单相安装方式可以显著提高配电线路的感应耐雷和反击耐雷水平。本实施例中，并联间隙并联在绝缘子或绝缘子串上，由两个电极构成，一个电极安装在高压侧，一个电极安装在地电位侧，并联间隙的间隙距离小于绝缘子或绝缘子串的结构高度，两个电极均为不锈钢材料的球形电极，两个电极为球对球的间隙安装。本实施例中，当10kV配电线路中的杆塔位于感应雷过电压影响区域时，感应雷过电压影响区域为除直击雷影响区域之外的区域(一般典型区域)，感应雷过电压是引起跳闸的主要原因。安装单相并联间隙的放电电压取111.2kV，采用电极的球直径为25mm时，并联间隙安装的间隙距离为d＝203.79mm。可使得10kV配电线路在感应雷过电压下雷击跳闸率最低，降低了48.08％。在直击雷的反击下雷击跳闸率也处于最低水平。当10kV配电线路中的杆塔位于直击雷影响区域时，直击雷影响区域为空旷地带和\或山区；安装单相并联间隙放电电压取83.4kV，采用电极的球直径为25mm时，并联间隙安装的间隙距离为d＝147.19mm。此时在10kV配电线路在直击雷的反击下，配电线路的耐雷水平最高，可达17.1kA，提高了101.2％；感应雷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，其特征在于，包括：在10kV配电线路中，同一基杆塔的一回线路仅在一相安装并联间隙，左右相邻的二基杆塔的两个并联间隙分别安装在三相中的另外两相，每三基相邻杆塔配合安装一组三个并联间隙。

【技术特征摘要】
1.一种10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，其特征在于，包括：在10kV配电线路中，同一基杆塔的一回线路仅在一相安装并联间隙，左右相邻的二基杆塔的两个并联间隙分别安装在三相中的另外两相，每三基相邻杆塔配合安装一组三个并联间隙。2.根据权利要求1所述的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，其特征在于，所述并联间隙并联在绝缘子或绝缘子串上，由两个电极构成，一个电极安装在高压侧，一个电极安装在地电位侧，所述并联间隙的间隙距离小于所述绝缘子或绝缘子串的结构高度，所述两个电极均为不锈钢材料的球形电极，两个电极为球对球的间隙安装。3.根据权利要求1所述的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，其特征在于，当所述10kV配电线路中的杆塔位于感应雷过电压影响区域时，所述并联间隙的放电电压为111.2kV；当所述10kV配电线路中的杆塔位于直击雷影响区域时，所述并联间隙安装的并联间隙的放电电压为83.4kV。4.根据权利要求3所述的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，其特征在于，当所述10kV配电线路中的杆塔位于感应雷过电压影响区域时，采用电极的球直径为25mm时，所述并联间隙安装的间隙距离为189.45mm～203.79mm，优选为203.79mm；当所述10kV配电线路中的杆塔位于直击雷影响区域时，采用电极的球直径为25mm时，所述并联间隙安装的间隙距离为147.19mm～161.14mm，优选为147.19mm。5.根据权利要求1所述的10kV配电线路的并联间隙的单相安装结构，其特征在于，所述直击雷影响区域为空旷地带和\或山区；所述感应雷过电压影响区域为除直击雷影响区域之外的区域。6.根据权利要求1至5中任一项所述的10kV配...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，祝欢欢，钟淼龙，孙浩天，丁学辉，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43