摘要：架空配电线路的绝缘水平一般较低，这就导致在雷雨天气，配电线路很容易遭受雷击或者是雷电过电压，导致配电线路发生闪络事故，严重影响到线路的正常运行，造成输电中断等事故的发生。基于此，本文着重探讨10kV配电线路中雷电过电压的波形特性以及闪络特性，并提出线路雷电感应过电压特性分析的重要意义，以期为避雷针的安装以及避雷线路的设计提供相应的参考，提高10kV配电线路运行的安全稳定性以及可靠性。
关键词：10kV；配电线路；雷电过电压；特性
就以往对雷电感应过电压的计算而言，一般是采用常规性的简单公式对其电压水平进行计算，并以此为据选用相应的避雷方案。但随着相关研究的逐步深化，国内外学者将雷电感应过电压研究的关注点更多的集中在电压的峰值等波形参数上，极大的提高了雷电感应过电压数值计算的精确性，为配电线路防雷设计的改善提供了有力的理论支持，有效降低了配电线路的雷击事故发生率。
一、10kV配电线路雷电感应过电压的波形特性
1、线路最大感应过电压对10kV配电线路雷电感应过电压波形的影响
在10kV配电线路正常运行过程中，其所遭受到线路最大感应过电压主要是三项因素有关，即雷电流幅值、10kV配电线路相对于地的平均高度以及雷击处与10kV输电线路的最近距离，这三种因素中的无论哪种单独因素都会直接影响到10kV配电线路的的最大感应过电压，进而影响到雷电感应过电压的波形变化。但随着相关研究的不断深入，如Rusck计算公式诞生等，都进一步表明了，除以上三种影响因素外，线路最大感应过电压还会受到其它因素，如雷电先导回波速率与光速的比值以及回波的传播速率、杆塔接地电阻等方面因素的影响，但相对而言，后两项因素对线路最大感应电压的影响比较小。基于此，以雷电流幅值、雷击距离以及回波传播速率三者因素为依据对10kV配电线路最大感应过电压下的波形特性进行分析，具体表现如下：一是雷电流幅值以及回波传播速率一定的情况下，距离雷击点越近的位置，10kV配电线路的感应过电压越大，波形的起伏变化表现为明显的随距离逐渐递减的趋势。
二是在雷电流幅值一定的情况下，离雷击点最近出的配电线路雷电感应过电压值与回波传播速率呈现出明显的正相关性，但不同回波传播速率下的配电线路雷电感应过电压的峰值变化并不明显。
三是在回波传播速率及雷击距离一定的情况下，10kV雷电感应过电压值与雷电流幅值呈现出明显的正相关关系，但不同雷电流幅值下的配电线路雷电感应过电压的波形变化并不大。
2、大地电导率对10kV配电线路雷电感应过电压波形的影响
从物理学的角度来说，大地并不是绝对的导体，而是存在一定的电阻率的。因此，就10kV配电线路的雷电感应过电压波形变化而言，不能单纯的将其置于大地是绝对导体的角度下考虑，而要重视大地所具有的电阻率，以在此基础上计算出10kV配电线路雷电过电压波形精确的变化特性，以为更好的设计避雷路线提供更加准确的数据支持。就大地电导率对10kV配电线路的雷电感应过电压波形影响而言，从图中可以很明显的看出，不同大地电导率下的线路雷电感应过电压变化有着明显的变化，一般而言，大地电导率对线路雷电感应过电压的影响主要体现在其对电压幅值及极性的影响上，即大地电导率越低，电压衰减以及幅值也就随之越低，以此对10kV配电线路雷电过电压波形特性产生相应的影响。
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二、10kV配电线路雷电感应过电压的闪络特性
在研究10kV配电线路雷电感应过电压的闪络特性时，要考虑到两方面的影响因素，即线路感应过电压的概率分布以及大地电导率，具体表现如下：
1、线路感应过电压的概率分布对线路雷电感应过电压闪络特性的影响
在研究线路感应过电压的概率分布对线路雷电感应过电压闪络特性影响的过程中，首先要计算出线路感应过电压的概率分布值，即基于限定雷击区域内的随机雷击点的取值，采用仿真研究系统，使其在雷击区域内随机产生10000次雷击，并对每次雷击产生的线路雷击感应过电压结果进行统计分析，以在此基础上计算出相应线路感应过电压概率值下的10kV配电线路雷电感应过电压的闪络次数，具体计算公式表现如下：
其中的Ni则表示每年每公里10kV配电线路的闪络次数；此外，式中的n表示雷击次数，ni表示n此雷击中引起最大感应过电压≥Ui的次数Td表示被测雷击区域内线路的平均雷暴日数，r表示落雷密度；ymax表示被测雷击区域的宽度
2、大地电导率对线路雷电感应过电压闪络特性的影响
由以上10kV配电线路雷电感应过电压的波形变化分析可知，大地导电率会对线路的感应过电压产生一定的影响，这也就意味着，其亦会影响这10kV配电线路最大感应过电压的概率分布情况。一般而言，在其它因素不变下，大地电导率与线路最大感应过电压以及雷击次数变化速率之间呈现出明显的负相关关系，着也就意味着，大地电导率的增大最终相应的减少10kV线路雷击故障率，并进而降低线路的闪络次数。
三、10kV配电线路雷电感应过电压特性分析的重要意义
有效的数据信息是10kV配电线路避雷设计得以成功的重要基础。就以往10kV配电线路的避雷设计而言，而主要是根据电压规范中的一些计算公式来计算出相应的数据信息，以为线路的避雷设计提供相应的参数支持。但其往往忽略了大地电导率等方面因素对线路雷电感应过电压特性的影响，亦没有详细分析不同条件下线路雷电感应过电压的波形变化及闪络情况等，制约了避雷线路设计效用的最大化发挥。
而基于大地电导率、线路最大感应电压以及电压概率分布基础上的10kV配电线路雷电感应过电压特性分析则很多的弥补了这一空白，将更多的相关因素纳入到影响到线路雷电感应过电压特性的体系中，并针对不同条件下，如不同大地电导率下的线路雷电感应过电压的统计分析，得出了更加精确的配电线路雷电感应过电压波形特性及闪络特性的相关数据，为更加高效、安全避雷线路的设计提供了更加全面、详细的数据支持。
因此说，对10kV雷电感应过电压特性的分析具有非常重要的意义，即为整个配电线路避雷系统中避雷器最佳安装位置的选择提供了有力的数据支持，同时也为更好的应对雷电通道中由雷电流产生的强大电磁场提供了相应的参考依据，如在此基础上计算出10kV配电线路避雷系统中避雷器的可覆盖的保护距离与线路的雷电流幅值呈现出明显的正相关关系，即当10kV配电线路的高度相一致时，雷电流幅值越大，相应的避雷器的保护范围也就越大，这样以来就为更加合理的选择线路避雷器的位置提供了相应的参考。
结语
综上所述可知，加强对线路雷电感应过电压特性的研究具有重要的意义，其对于进一步提高10kV配电线路运行的安全稳定性，降低线路运行故障发生率发挥着重要的作用。因此，在以后相关的研究领域中，要继续重视线路雷电感应过电压特性的研究，并积极探索影响线路雷电感应过电压变化的新因素，归纳线路雷电感应过电压的新特性，以为线路的避雷设计提供更加全面、精确的数据信息支持，促进我国电网系统的可持续发展。
参考文献：
[1]陈思明，尹慧，唐军，陈小平.10kV架空配电线路感应雷过电压暂态特性分析[J].电瓷避雷器，2014，（02）：90-96.
[2]唐军，孔华东，陈焕栋，陈军，许志斌，许志荣，刘刚.10kV架空配电线路避雷器感应雷保护特性分析[J].高压电器，2013，（04）：122-127.
论文作者:杨继方,刘跃鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签：过电压论文; 线路论文; 雷电论文; 感应论文; 波形论文; 特性论文; 电导率论文; 《电力设备》2017年第10期论文;