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日本低壓配電線路的雷害和防雷措施
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1.概述在很廣闊的地區(qū)范圍內(nèi),建設(shè)了既復(fù)雜又龐大的很多電力設(shè)備構(gòu)成的高低電壓配電網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)絡(luò)中有配電設(shè)備,又有用電設(shè)備,它們是影響電力能量的質(zhì)量和重要設(shè)備。圖1為東京電力公司設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的簡(jiǎn)圖。至今,對(duì)配電線路的防雷措施主要放在:(1)雷電過(guò)電壓在某條高壓配電線路上發(fā)生的雷擊事故的影響范圍有多廣以及其可能性的概率;(2)確定其防雷保護(hù)的程度;(3)制定在實(shí)際的配電線路上能使用的各種防雷措施。例如:在單相100/200V或者三相200V等的低壓配電線路上,要考慮雷電過(guò)電壓對(duì)低壓配電設(shè)備的燒壞現(xiàn)象,以及對(duì)漏電形狀產(chǎn)生的誤動(dòng)作等雷害事故。雷電過(guò)電壓產(chǎn)生的火花放電不是燒壞低壓配電設(shè)備的原因,該火花放電導(dǎo)致配電設(shè)備的端子間短路,在商用工頻電壓下,在端子之間流過(guò)短路電流(電弧放電),這時(shí)的大量電能是燒壞低壓配電設(shè)備的主要原因。低壓配電設(shè)備的電弧我與高壓電力系統(tǒng)的電弧特性是不一樣的,在端子之間有火花放電之后不一定發(fā)生續(xù)電流電弧,這是低壓配電系統(tǒng)特有的性能。2.低壓配電線路發(fā)生雷電過(guò)電壓的頻率在非常廣地區(qū)的低壓配電網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生雷電過(guò)電壓受到該地區(qū)的地形、氣象條件雷雨日數(shù)、雷云的移動(dòng)路徑、雷擊電流峰值的頒高低壓配電線路的架設(shè)密度、和對(duì)地雷擊密度等的影響。在這些因素中,對(duì)在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓峰值的頻率頒發(fā)問(wèn)的清楚統(tǒng)計(jì)是重要的。為了獲取研究低壓配電線的防雷措施的基礎(chǔ)資料,在1981~1987年間的7~10月的雷電多發(fā)期,對(duì)櫪木縣等地區(qū)的低壓配電線路上裝了110多臺(tái)電涌計(jì)數(shù)器進(jìn)行460多次雷電過(guò)電壓的觀測(cè),取得了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等詳細(xì)資料。根據(jù)這項(xiàng)研究的觀測(cè)結(jié)果,計(jì)算出低壓配電線路上發(fā)生的概率值。在研究耐雷設(shè)計(jì)中,要有圖2a所示的最基本的雷電過(guò)電壓的頻率分布曲線(上邊的線)。在這項(xiàng)觀測(cè)中,從2kV以上的雷電過(guò)電壓中,擔(dān)心在低壓配電設(shè)備的端子板或者設(shè)備內(nèi)部會(huì)發(fā)生火花放電的雷電過(guò)電壓假定為10kV限值,在超過(guò)10kV以上所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為10%左右,而在5kV以下所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為70%左右。還有另一個(gè)觀測(cè)結(jié)果,在一個(gè)非常狹窄的面積范圍內(nèi),在同樣的低壓配電線路上裝了電涌計(jì)數(shù)器進(jìn)行了187次累計(jì)觀測(cè)。將這兩次觀測(cè)結(jié)果的雷電過(guò)電壓累積頻率頒進(jìn)行比較,它們各自的頻率分布雙對(duì)數(shù)曲線都近似于一條直線。但是的兩條直線不是完全一致的。這是因?yàn)樵陔娪坑?jì)數(shù)器上設(shè)定的雷電過(guò)電壓的下限值有區(qū)別,例如,在這次觀測(cè)中,雷電過(guò)電壓的設(shè)定下限值為2kV,而在有的文獻(xiàn)中定為1.2kV。3.低壓配電線路上發(fā)生的雷電過(guò)電壓的情況從配電線路上一直彩的防雷措施進(jìn)行的研究來(lái)看,已考慮到在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓的因素有:1直擊雷(直接雷擊到低壓配電線路上);2感應(yīng)雷(雷擊到低壓配電線路附近的地區(qū)時(shí),對(duì)配電線路感應(yīng)生成的感應(yīng)雷);3高壓側(cè)的雷電過(guò)電壓是侵入低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓的原因,由于避雷器動(dòng)作使大地(接地)電位上升,從柱上變壓器的高壓側(cè)過(guò)渡到低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓。實(shí)際上,除了在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓之外,還有雷擊電流直接侵入配電線路附近的建筑物上設(shè)置的避雷針,使得大地電位上升影響到配電設(shè)備的接地系統(tǒng)的場(chǎng)

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