CN111740349B - 一种配电网的架空地线配置方法和架空地线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电网的架空地线配置方法，包括：在目标配电线路区域上方设置主架空地线；确定所述目标配电线路区域的易击路段；其中，所述易击路段表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路段；确定位于所述易击路段中的易击杆塔；其中，所述易击杆塔表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路杆塔；在所述易击杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。本发明还公开了相应的配电网的架空地线。采用本发明实施例，能有效减少通过主架空地线的雷电流值，从而降低配网变压器的损坏概率，提高配网变压器的防雷性能，提高配电网供电的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统防雷技术领域，尤其涉及一种配电网的架空地线配置方法和架空地线。
背景技术
随着电力系统技术领域的不断发展，输电线路跨越的地域越来越广阔，在雷雨季节，输电线路容易遭受雷击而引起送电中断，成为电力系统发生停电事故的主要原因之一。目前，配电网中配电变压器的防雷措施主要采取安装避雷器、增加人工接地装置等方式，少数地区还采用架设架空地线，以降低配电变压器发生损坏的概率。
然而，在实施本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：当配电变压器位于强雷区的山区区段时，如果发生较大幅值的雷击，即使采取了减小接地电阻，安装架空地线等方式，也会存在避雷器因容量不足而发生故障损坏，严重的将导致山区线路停电。且输电线路绝缘水平较低情况下，雷击架空地线往往引起反击，对周围的建筑物、人和电力设备等造成很大的危害。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种配电网的架空地线配置方法和架空地线，能有效减少通过主架空地线的雷电流值，从而降低配网变压器的损坏概率，提高配网变压器的防雷性能，提高配电网供电的安全可靠性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种配电网的架空地线配置方法，包括：
在目标配电线路区域上方设置主架空地线；
确定所述目标配电线路区域的易击路段；其中，所述易击路段表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路段；
确定位于所述易击路段中的易击杆塔；其中，所述易击杆塔表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路杆塔；
在所述易击杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。
作为上述方案的改进，所述架空地线配置方法还包括：
在设置有配电变压器的线路杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。
作为上述方案的改进，所述分流架空地线通过分流地线支架支撑于分流杆塔的上方，并通过分流杆塔内部的分流接地引下线和分流接地装置，形成与大地的连接。
作为上述方案的改进，在所述目标配电线路区域上，所述主架空地线通过地线支架支撑于线路杆塔的上方，并通过线路杆塔内部的接地引下线和接地装置，形成与大地的连接。
作为上述方案的改进，所述目标配电线路区域为强雷电山区的配电线路区域。
作为上述方案的改进，所述易击路段包括但不限于经过山坳口、迎风坡、正山顶、江河、湖泊、水库、水田、金属矿体的空旷地区的线路段。
作为上述方案的改进，所述易击路段包括但不限于邻近高压输电线路、通信铁塔、避雷器、孤立高突物的线路段。
作为上述方案的改进，所述易击路段包括在近三年内累计发生6次及以上的雷击跳闸的线路段，或在上一年度发生3次及以上的雷击跳闸的线路段。
作为上述方案的改进，所述易击路段的长度为1至3千米。
本发明实施例还提供了一种配电网的架空地线，包括：主架空地线和至少一分流架空地线；所述架空地线通过如上述任一项所述的配电网的架空地线配置方法进行配置。
与现有技术相比，本发明公开的一种配电网的架空地线配置方法和架空地线，通过在目标配电线路区域上方设置主架空地线，并确定所述目标配电线路区域的易击路段和位于所述易击路段中的易击杆塔，从而在所述易击杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。本发明的架空地线配置方法，通过在易击杆塔和设置有配电变压器的线路杆塔处增设分流架空地线，以分流经过主架空地线的雷电流值。通过主架空地线和分流架空地线的配合，能够降低侵入配电线路的雷电流，减少通过主架空地线和避雷器的雷电流值，从而降低配电变压器损坏的概率，提升配电变压器的防雷性能，提高配网供电可靠性。同时，减少输电线路和相关电力设备的损坏概率，也能有效节约维修的人力和物力资源，节省经济成本。
附图说明
图1是本发明实施例中一种配电网的架空地线配置方法的步骤流程示意图；
图2是本发明实施例中另一种配电网的架空地线配置方法的步骤流程示意图；
图3是本发明实施例中一种配电网的架空地线的结构示意图；
图中：10为主架空地线，11为地线支架，12为线路杆塔，13为接地引下线，14为接地装置；20为分流架空地线，21为分流地线支架，22为分流杆塔，23为分流接地引下线，24为分流接地装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例一提供的一种配电网的架空地线配置方法的步骤流程示意图。本发明实施例一提供的一种配电网的架空地线配置方法，通过步骤S1至S4执行：
S1、在目标配电线路区域上方设置主架空地线。
电力系统输电线路容易在雷电天气引起雷电过电压的故障，导致电力系统无法安全稳定运行。雷电过电压分直击过电压和感应过电压两种，对配网系统来说，这两种雷电过电压都会对其绝缘产生危害，甚至影响电网的供电可靠性，非常不利于配网系统的正常运行。
参见图3，是本发明实施例提供的一种配电网的架空地线的结构示意图。其中，杆塔12主要通过三个绝缘子挂接三相导线，所述目标配电线路区域的配电变压器设置于线路杆塔12上，负责将中高压变换为低压，供用户使用。根据电网相关规程要求，配网变压器的每相导线都需安装避雷器进行保护。
在本发明实施例中，通过在目标配电线路区域上方设置主架空地线10，以实现在大范围内保护输电线路正常送电的作用。所述主架空地线10沿输电线路的方向架设，所述主架空地线10通过地线支架11支撑于线路杆塔12的上方，并通过线路杆塔内部的接地引下线13和接地装置14，形成与大地的连接。
主架空地线架设在被保护的输电导线和设备的上方，当线路上方出现雷云对地面放电时，雷闪通道容易击中主架空地线，通过主架空地线的接地引下线或线路杆塔本体将雷电流引入大地，以保护输电线路正常送电。同时，架空地线还有电磁屏蔽作用，当线路附近雷云对地面放电时，可以降低在输电导线上引起的雷电感应过电压。
S2、确定所述目标配电线路区域的易击路段；其中，所述易击路段表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路段。
S3、确定位于所述易击路段中的易击杆塔；其中，所述易击杆塔表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路杆塔。
S4、在所述易击杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。
具体地，虽然主架空地线可以大范围保护输电线路的正常送电，但是对于一些雷电灾害性天气较为频繁，受雷击概率和幅值较大的配电线路区域，例如强雷电山区的配电线路区域，仅架设主架空地线，仍然可能导致输电线路收到雷击故障的情况发生，甚至在输电线路绝缘水平较低情况下，主架空地线收到雷击引起反击，不利于电力系统的安全运行。
因此，除了架设主架空地线之外，还需进一步确定在目标配电线路区域内容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路段区域，作为易击路段，并确定位于所述易击路段中，容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路杆塔12，作为易击杆塔。在所述易击杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线，用于分流经过主架空地线的雷电流。参见图3，所述分流架空地线20通过分流地线支架21支撑于分流杆塔22和所述易击杆塔的上方，并通过分流杆塔22内部的分流接地引下线23和分流接地装置24，形成与大地的连接。所述分流架空地线20设置于与主架空地线10的不同方向上，也即与所述主架空地线的方向成预设夹角a。所述预设夹角a可以根据线路段区域环境和架空地线分流效果等实际情况进行设置和调整，在此不做具体限定。
当所述目标配电线路区域为强雷电山区的配电线路区域时，由于配网本身的耐雷水平较低，在强雷区山区，配网的雷击跳闸率仍旧居高不下。因此，在本发明实施例中，采取在配电线路上方架设主架空地线之外，在与配电线路不同的方向上进一步架设分流架空地线，使雷电流的一部分向配电线路以外的方向上泄流。当雷击配电线路时(包括感应雷和直击雷)，分流架空地线可以有效实现对主架空地线的侵入雷电流的分流。由于分流架空地线与导线距离较远，耦合作用较弱，因此不会与导体之间产生较大的互感而抑制线路避雷器的泄流效果。分流架空地线的分流效果主要依赖于分流杆塔的接地电阻值，如果将分流架空地线的接地配置在土壤电阻率相对较低的区域，分流接地杆塔的接地电阻值较小时，可以增加分流效果，可有效防止输电线路受雷击故障的风险，从而提高电力系统的安全可靠运行。
需要说明的是，可以根据实际雷击情况或易击杆塔的数量，安装若干条分流架空地线，均不影响本发明的有益效果。
需要说明的是，所述目标配电线路区域可以是任意设置有配电线路的、需要进行雷击保护的区域，均不影响本发明取得的有益效果。作为优选的实施方式，所述目标配电线路区域为强雷电山区的配电线路区域。山区线路的运维难度很高，物资运输困难，人员到位维修难度大。若强雷电山区的配电线路出现故障，短时间内很难完成维修工作，影响了供电可靠性，不利于配网系统的正常运行，因此，对强雷电山区的输电线路需要特别配置相应的防雷保护措施。
作为优选的实施方式，所述易击路段包括但不限于经过山坳口、迎风坡、正山顶、江河、湖泊、水库、水田、金属矿体的空旷地区的线路段；或者邻近高压(例如110kV或以上)输电线路、通信铁塔、避雷器、孤立高突物的线路段；或者在近三年内累计发生6次及以上的雷击跳闸的线路段，或在上一年度发生3次及以上的雷击跳闸的线路段。这些线路段为强雷电山区中明显易受雷击或已发生过雷击故障的线路段，通过在这些易击路段中增设相应的分流架空地线，可以明显降低通过主架空地线的雷电流值，从而降低配电变压器的损耗概率，提升配电变压器的防雷性能。
优选地，所述易击路段的长度为1至3千米。
进一步地，参见图2，是本发明实施例提供的另一种配电网的架空地线配置方法的步骤流程示意图，所述架空地线配置方法在上述步骤S1至S4的基础上，还包括步骤S5：
S5、在设置有配电变压器的线路杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。
根据电网相关规程要求，配网变压器的每相导线都需安装避雷器进行保护，设置有配电变压器和避雷器的线路杆塔也属于容易引发雷击故障的易击杆塔。截至2019年末，南方电网共有配网变压器超过180万台，因此，仅保护变压器用的配网避雷器就需要540万支。根据运行经验，我国配网用避雷器的平均更换周期约为5年左右，如果将避雷器的雷击故障率下降，避雷器的使用寿命延长，将意味着每年可为电网节省大量费用，具有非常可观的经济效益。
因此，在设置有配电变压器的线路杆塔的位置，也需要增设与所述主架空地线10不同方向的分流架空地线20。所述分流架空地线20设置于与主架空地线10的不同方向上，其通过分流地线支架21支撑于分流杆塔22和所述设置有配电变压器的线路杆塔的上方，并通过分流杆塔22内部的分流接地引下线23和分流接地装置24，形成与大地的连接。
在设置有配电变压器的线路杆塔的位置架设分流架空地线，可以进一步降低侵入配电线路的雷电流，降低通过避雷器的雷电流。如果分流架空地线的接地电阻足够低，可以使得侵入配电线路的雷电流降低一倍以上，提高配电线路的防雷性能，降低发生避雷器和配电变压器的损坏情况，提升配电线路的运行可靠性，减少线路运行维修。
本发明实施例提供了一种配电网的架空地线配置方法，通过在目标配电线路区域上方设置主架空地线，并确定所述目标配电线路区域的易击路段和位于所述易击路段中的易击杆塔，从而在所述易击杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。本发明的架空地线配置方法，通过在易击杆塔和设置有配电变压器的线路杆塔处增设分流架空地线，以分流经过主架空地线的雷电流值。通过主架空地线和分流架空地线的配合，能够降低侵入配电线路的雷电流，减少通过主架空地线和避雷器的雷电流值，从而降低配电变压器损坏的概率，提升配电变压器的防雷性能，提高配网供电可靠性。同时，减少输电线路和相关电力设备的损坏概率，也能有效节约维修的人力和物力资源，节省经济成本。
参见图3，本发明实施例还提供了一种配电网的架空地线30，包括：主架空地线10和至少一分流架空地线20。其中，所述主架空地线10通过地线支架11支撑于线路杆塔12的上方，并通过线路杆塔内部的接地引下线13和接地装置14，形成与大地的连接；所述分流架空地线20通过分流地线支架21支撑于分流杆塔22的上方，并通过分流杆塔内部的分流接地引下线23和分流接地装置24，形成与大地的连接。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种配电网的架空地线30通过如上述实施例所述的配电网的架空地线配置方法进行配置，其工作原理和有益效果与上述架空地线配置方法中所提及的工作原理和有益效果相同，因而不再赘述。
本发明实施例提供了一种配电网的架空地线，包括主架空地线和至少一分流架空地线，在目标配电线路区域上方设置与输电线路同方向的主架空地线，在易击杆塔和设置有配电变压器的线路杆塔处增设与主架空地线不同方向的分流架空地线，以分流经过主架空地线的雷电流值。通过主架空地线和分流架空地线的配合，能够降低侵入配电线路的雷电流，减少通过主架空地线和避雷器的雷电流值，从而降低配电变压器损坏的概率，提升配电变压器的防雷性能，提高配网供电可靠性。同时，减少输电线路和相关电力设备的损坏概率，也能有效节约维修的人力和物力资源，节省经济成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种配电网的架空地线配置方法，其特征在于，包括：
在目标配电线路区域上方设置主架空地线；
确定所述目标配电线路区域的易击路段；其中，所述易击路段表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路段；
确定位于所述易击路段中的易击杆塔；其中，所述易击杆塔表示容易遭受雷击或已发生过雷击故障的线路杆塔；
在所述易击杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线，其中，所述分流架空地线的接地配置在土壤电阻率相对较低的区域。
2.如权利要求1所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，所述架空地线配置方法还包括：
在设置有配电变压器的线路杆塔的位置，增设与所述主架空地线不同方向的分流架空地线。
3.如权利要求1或2所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，所述分流架空地线通过分流地线支架支撑于分流杆塔的上方，并通过分流杆塔内部的分流接地引下线和分流接地装置，形成与大地的连接。
4.如权利要求1或2所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，在所述目标配电线路区域上，所述主架空地线通过地线支架支撑于线路杆塔的上方，并通过线路杆塔内部的接地引下线和接地装置，形成与大地的连接。
5.如权利要求1所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，所述目标配电线路区域为强雷电山区的配电线路区域。
6.如权利要求5所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，所述易击路段包括经过金属矿体的空旷地区、山坳口、迎风坡、正山顶、江河、湖泊、水库和水田的线路段。
7.如权利要求5所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，所述易击路段包括邻近高压输电线路、通信铁塔、避雷器、孤立高突物的线路段。
8.如权利要求5所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，所述易击路段包括在近三年内累计发生6次及以上的雷击跳闸的线路段，或在上一年度发生3次及以上的雷击跳闸的线路段。
9.如权利要求1所述的配电网的架空地线配置方法，其特征在于，所述易击路段的长度为1至3千米。
10.一种配电网的架空地线，其特征在于，包括：主架空地线和至少一分流架空地线；所述架空地线通过如权利要求1-9任一项所述的配电网的架空地线配置方法进行配置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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