10kv架空绝缘线路用防弧金具、放电箝位绝缘子工频电弧试验条件

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1、10kV架空绝缘线路用防弧金具、放电箝位绝缘子工频电弧试验条件陈维江[1]、孙昭英[1]、王晓刚[1]、陈光华[2]、潘波[3]、陈伟明[3]、綦海昌[4]、尹彬[4](1.中国电力科学研究院，北京100085；2.北京市电力公司，北京100023；3.上海市电力公司市南供电公司，上海200002；4.山东电力集团公司淄博供电公司，淄博530023)摘要本文对10kV架空绝缘线路的短路电流水平和短路故障切除时间及雷击闪络概率进行了计算、分析，确定了线路用防弧金具、放电箝位绝缘子的工频电弧试验条件，包

2、括短路电流有效值、持续时间和短路次数及试品布置。关键词：架空绝缘线路防弧金具放电箝位绝缘子工频电弧试验1引言自1998年以来，在北京、上海、山东等地架空线路绝缘化进展较快的一些10kV配电网中，相继出现了每年多次的雷击断线事故，引起了广大配网工作者和研究人员的重视与关注。中国电力科学研究院分别与原北京供电公司、上海市电力公司市南供电公司和山东电力集团公司淄博供电公司合作，对架空绝缘线路的雷击断线机理和防范措施进行了深入地研究，开发出10kV架空绝缘线路用剥线型[1]、穿刺型系列防弧金具和放电箝位复合

3、绝缘子，其中防弧金具已投入电网试运行。防弧金具和放电箝位绝缘子是通过自身构成保护间隙、承受工频电弧弧根烧蚀，以达到保护绝缘导线免于电弧烧伤断线的目的。因此，工频电弧试验是考核该类产品性能的关键性试验项目，合理确定试验时的短路电流有效值和持续时间、短路次数及试品布置等条件，对保证试验的有效性至关重要，对类似新产品的开发亦具有指导意义。2工频短路电流有效值、持续时间变电所10kV母线的短路电流水平较高，但沿着配电线路随着离开变电所距离的增加，受线路阻抗的限制，短路电流逐渐减小。假定变电所10kV母线短路

4、电流有效值为20.0kA，架空线路分别采用截面为240mm2、185mm2、150mm2、120mm2、90mm2、70mm2和50mm2的绝缘导线，经计算获得各条线路的三相短路电流沿线水平，见表1。变电所10kV线路采用速断和过流定时限短路继电保护，速断保护的故障切除时间约0.1S，过流保护的故障切除时间约0.5S。6表110kV架空绝缘线路三相短路电流沿线水平(kA)导线截面（mm2）离开变电所的沿线距离（m）5010020040060080010001500200024018.9217.981

5、6.3313.7711.9010.409.307.306.018518.8617.8616.1213.4411.5010.038.896.915.6515018.8317.8016.0213.2811.309.828.686.705.4512018.8117.7415.913.011.09.508.306.345.119018.7417.5915.5412.3910.488.627.455.534.397018.6917.4615.2012.4010.208.607.404.993.925018.6

6、217.3014.9011.308.907.306.204.473.48由以上计算、分析结果可知，若将线路出口第一基电杆处的短路电流水平选为工频电弧试验的短路电流有效值，取0.5S为持续时间，则条件是严苛的。考虑到将来建立10kV线路进线保护段的设想（即为了减少变电所低压侧线路近区短路对变压器的冲击，在1～2km的进线段上加强绝缘、加装带间隙避雷器，形成高可靠性进线段），可能在1km外的进线上使用防弧金具或放电箝位绝缘子，因此短路电流有效值选10kA是适合的，另外兼顾到中国电科院大功率试验站的出力情

7、况（短路电流持续时间小于0.25S），工频电弧试验的短路电流有效值取12.5kA，持续时间为0.25S，可以适应绝大部分配电网情况。3工频短路试验次数防弧金具和放电箝位绝缘子耐受工频电弧烧灼的次数，决定其运行寿命和更换周期，应通过计算10kV架空绝缘线路的雷击闪络概率加以确定。(1)线路绝缘的50%雷电冲击放电电压水平目前10kV架空绝缘线路普遍采用P15、P20、PS15绝缘子和FZB复合绝缘支柱，中国电力科学研究曾经对这四种绝缘子在架空绝缘导线情况下的50%雷电冲击放电电压水平进行过统计试验[2

8、]，结果见表2。防弧金具与这些绝缘子配套使用时，其50%雷电冲击放电电压较相应绝缘子的放电电压降低约10%。放电箝位绝缘子[3]的50%雷电冲击放电电压与P15绝缘子的水平接近。表2四种绝缘子的50％雷电冲击放电电压（kV）绝缘子型号U50%(+)U50%()P20220310P15175200PS15145206FZB183256(2)线路的雷击闪络概率6架空配电线路分布广、绝缘水平低，雷击感应过电压是引起线路绝缘闪络乃至绝缘导线断线的主要原因。计算线路雷击闪络概率