10kV配网避雷器运行状态技术的分析研究

10kV配网避雷器运行状态技术的分析研究

李希明

李希明

（广东电网有限责任公司佛山顺德供电局广东顺德528000）

摘要：10KV配网系统运行过程中，电力设备所面临的主要风险有感应雷以及对所连架空线直击雷。对于没有与架空线相连的电缆系统而言，故障造成的过电压占比较大，而且会产生一定的雷电感应过电压，造成闪络或者相关设备严重受损。本文通过对电路进行仿真建模分析，以佛山顺德供电局龙江供电所为例，就10kV配网避雷器安装及运行管理，谈一下自己的观点和认识，仅供参考。

关键词：10kV配网；仿真建模；避雷器；运行管理

避雷器是10kV配网系统过电压保护过程中的主要设备，又称之为过电压限制器。实践中，将避雷器与相关绝缘设备适当配合应用，可以有效减少或避免10kV配网避雷器运行故障问题发生。

1、仿真建模

1.1建模

实践中，为了能够对10kV配网避雷器运行状态进行研究，采用仿真建模方式对类电路等的因素进行分析。建模过程中，应当对架空线布设进行综合安排，充分考虑雷电波瞬时高频性，以便于能够更好展现雷击状态下的应用效果。在架空线应用过程中，可通过一模块布设、建立模型等方式，控制线路绝缘性，从而使拉线钢筋混凝土等都达到模拟数值。

（图1：建模结构示意图）

本文采用EMTP软件进行仿真实验，在避雷器设计安装过程中，应当准确把握雷击杆塔时的雷电流最大幅值，并且结合文献资料，了解雷电流大于350kA时的情况。同时，还要对雷击电流在雷电流幅值比例情况对比分析，按照分析结果分类疏导雷电流，从而实现避雷效果。基于EMPT程序的仿真实验，可得到以下相波抗阻结果，如表1、表2所示：

表1：自波、互波阻抗

（图2：雷击电流及波值变化趋势示意图）

10KV配电线路是本文研究避雷器防雷效果时，应当考虑的内容。对其建模分析，应当建立频率模型等，并且通过其分布参数等的描述来分析雷电所引起的电磁反应情况，以此来对架空电路等进行分析。

1.2仿真分析

在模型建立分析的基础上，对避雷器的使用情况进行仿真架构，来分析其具体应用中的情况。以建模思想为基础，构建一个完整的10KV的配电系统，并且对线路中的雷击电流进行调整和控制，通过对杆塔各项电流和电压情况进行比较分析，从而更好的了解避雷器的情况。在避雷器受到雷击的情况下，电压电流情况会随之发生相应的变化，线路中的暂态峰值电流会达到较高的水平，瞬间电流变化较大，并且随着电流波等的变化电压也会产生相应的变化，如下图所示：

（图3：线路电压值变化示意图）

对于仿真结构而言，导线之间存在着耦合作用，相点位不同，发生的变化也不尽相同，以致于导线、塔顶之间的电位差比绝缘串子小。在此情况下，可以有效避免闪络等故障问题的发生。而不同相的应用也会在某种程度上提高了线路整体的耐雷水平，但是在应用中会使得电压以及电流的情况产生较大的差异。具体的应用中，要综合考虑雷击发生时电流和电压的变化情况，同时也要考虑线路应用和改造的成本等，从而实现其防雷的效果。仿真架构的分析中，要考虑所使用的避雷器的数量以实现较好的防雷效果，此外，还应该结合线路中导线的结构形式，以对雷电感应等进行分析，对避雷器及线路中雷电的感应值等进行计算，以更好的分析其对雷电流的分流效果，从而实现模型分析的意义。

（图4：雷击观测示意图）

如上图所示，对于线路中雷击的情况等选择适宜的观测点，并且以累计点位原点建立坐标来计量和分析所观测的数值，并在此基础上线路的分析计算，以更好的实现避雷防雷效果。

2、10kV配网避雷器施工安装

10kV配网避雷器施工安装过程中，应当注意以下几个方面的问题。第一，直立安装。利用下电极螺栓，在支撑角钢上安装避雷器，并且对电极设置引接地线，然后在将避雷器安全接地。在此过程中，需要注意的是接地线一定要尽可能的短；第二，不能将避雷器用作支持绝缘子。第三，避雷器施工安装过程中，应当尽可能的靠近保护设线闸刀常开接点控制，而电压输入回路中的继电器用的是双位置继电器接点。

宁波公司的电压切换信号反措就是要将“切换继电器同时动作”信号从单位置接点改由双位置继电器的接点引出。这样就能真正意义上监视电压二次回路的并列情况，及早发现事故隐患。

缺陷消除及思考

对于本文所述的两个现场缺陷，经检查发现原因都在于母线闸刀常闭接点分合不到位所致，更换闸刀常闭接点后恢复正常。

淞浦变的此缺陷是在我班进行完电压切换反措后发生的，而这也验证了反措的效果及其必要性，因为若没有进行本次反措，这个问题是不会被发现的，而淞浦变110kV二次正副母电压长期异常并列的情况也不会被发现，一旦进行110kV付母停役操作，就极有可能导致前面分析的严重后果。

结语

本文分析了现场发生的两起缺陷，在以后工作中，要结合各类反措要求，及时发现安全隐患，确保电网的稳定运行。

参考文献

沈诗佳.电力系统继电保护及二次回路[M].北京:中国电力出版社,2007.11.

许建安，连晶晶.继电保护技术[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

国家电网公司.企业标准Q/GDW1161-2013线路保护及辅助装置标准化设计规范[S],2013.

作者简介：

徐灵江1（1973-），男，硕士研究生在读，从事电力系统继电保护研究。

康权2（1986-），男，从事变电二次运维检修工作。

王露民2（1987-），男，从事变电二次运维检修工作。

叶天波2（1989-），男，从事变电二次运维检修工作。