1．目的及意义
1目的及意义
1.1选题的背景
随着科技的发展和社会的进步，人类与电力的联系更加紧密，人们对供电的可靠性要求越来越高。我们知道10kV架空配电线路是电力系统中的一种常见的线路类型，是系统的重要组成部分，虽然现在供电企业对架空配电线路做了可靠地线路保护处理，例如绝缘处理等，但是它仍然会受到雷电的妨害，尤其在一些雷电活动比较频繁的地区，10kV架空配电线路受雷电妨害的次数更加夸张。架空线路的安全运行在电网中占据着举足轻重的地位，架空线路的安全运行，直接影响到了电网的稳定。统计资料表明，雷电是危害架空线路的重要因素。
通过调研，了解到线路的雷击跳闸次数主要与雷电活动频度和强度、地形地貌、输电线路的防雷措施等因素有关。架空配电线路的绝缘水平低，是架空配电线路频繁遭雷击和最后跳闸的根本原因，采取相应的措施提高架空配电线路的防雷水平是至关重要的。
1.2选题的目的和意义
从我国每年平均雷暴日数的地区分布图中可知，我国部分省份属于雷电活动频繁的地区，据不完全统计，由于雷击而引起的10kV配电线路跳闸次数占线路运行中总跳闸次数的60％以上，严重影响了人们的正常生活及社会活动，危害了工农业生产，甚至会造成巨大的经济损失。那么，如何提高10kV架空线路的耐雷水平，减少线路跳闸次数，提高供电可靠性，对配电线路已变得越来越重要了，而相应采取的措施也越来越多，其中主要有以下几个方面：第一、合理选择绝缘子；第二、架设避雷线或安装避雷器；第三、降低接地电阻；第四、装设自动重合闸装置；第五、在分支线上装设线路分段开关。从运行经验、技术性能、经济角度比较，在诸多措施中，合理选择绝缘子尤其重要。
根据相关规定：10kV架空线路的直线杆塔，宜采用针式绝缘子或瓷横担绝缘子；耐张杆塔宜采用悬式绝缘子串或蝶式绝缘子和悬式绝缘子组成的绝缘子串。 现阶段10kV架空线路较常用的瓷绝缘子主要有：悬式绝缘子、针式绝缘子、柱式绝缘子、瓷横担绝缘子。当然还有玻璃绝缘子、合成绝缘子，按使用环境条件不同又有耐污绝缘子等等。因此要研究10kV架空配电线路的配置情况，本文主要是对绝缘子及其相关内容进行研究，通过调研了解其特性及闪络情况和判断依据，并用PSCAD/EMTDC软件完成10kV架空配电线路雷击跳闸率的计算，为以后的科学研究打下坚实的基础。
1.3研究现状和发展趋势
1．3．1关于10kV架空配电线路绝缘子的研究
随着电力系统电压等级的提高，输电线路越来越长，而且高压输电线路多跨越土壤电阻率高、地形复杂的山地，雷击输电线路的几率越来越大，据统计，在高压线路运行的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数占40%-70%。因此，为减少雷害事故的发生，保证安全可靠的供电，输电线路防雷保护是至关重要的。在电力系统耐雷性能的仿真研究中，精确计算系统参数，建立准确有效的仿真模型是十分关键的，这样得出的结果更加符合实际，为电力系统绝缘配合与防雷保护提供参考。
目前，关于绝缘子的研究成果甚多，绝缘子俗称瓷瓶，它是具有良好电气绝缘性能和足够机械强度的电瓷绝缘成件。其作用是固定导线承受导线的垂直负荷和水平拉力，并使导线对地绝缘。根据不同的标准可将其分为不同的种类，例如按使用电压可分为高压绝缘子和低压绝缘子；按制造材料可分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和有机材料(环氧树脂浇注的)绝缘子；按其装置场所可分为户内绝缘子和户外绝缘子；按其结构和用途可划分为11个小类、48个系列等。　　
1．3．2关于架空配电线路绝缘子闪络模型的研究
放电是一个笼统的概念，泛指在电场作用下，绝缘材料由绝缘状态变为导电状态的跃变现象。这种跃变现象可能呈“贯通状”发生在电极间，即其中的绝缘材料完全被短接而遭到破坏，此时电极间的电压迅速下降到甚低至或接近零值；跃变现象也可能发生在电极间的局部区域，使其中的绝缘材料局部被短接，其余部分仍有良好的绝缘性能，电极间电压仍能维持一定的数值。前者称为破坏性放电，后者称为局部放电。
破坏性放电和局部放电可以发生在固体、液体、气体电介质及其组合介质中，换句话说，“放电”一词可以用于所有电介质及其组合中。 然而，放电发生在不同电介质及其组合中时又有特殊的称呼。当在气体或液体电介质中，电极间发生的破坏性放电称为火花放电，如在空气间隙、油间隙发生的破坏性放电，确切的说应该是火花放电。可见，火花放电这个词仅限用于气体和液体电介质中。在固体电介质中发生破坏性放电时，称为击穿。击穿时在固体电介质中留下痕迹，使固体电介质永久失去绝缘性能。如绝缘纸板击穿时，会在纸板上留下一个孔。可见击穿这个词仅限用于固体电介质中。
当在气体或液体电介质中沿固体绝缘表面发生破坏性放电现象，称之为闪络。常见的是沿气体与固体电介质交界面发生的闪络。如沿绝缘子串表面、沿套管表面的破坏性放电称之为闪络。所以闪络这个词仅限用于特殊条件的放电现象。
绝缘子发生闪络放电的原因是：
(1)绝缘子表面和瓷裙内落有污秽，在干燥时有一定的耐压强度，绝缘子表面泄漏电流很小。受潮后耐压强度降低，绝缘子表面形成放电回路，使泄漏电流增大，当达到一定值时，造成表面击穿放电。
(2)绝缘子表面落有污秽，虽很小，但由于电力系统中发生某种过电压，在过电压作用下使绝缘子表面闪络放电。
绝缘子发生闪络放电后，绝缘子表面的绝缘性能大大下降，应立即更换，并对未闪络放电的绝缘子进行清扫。
除此之外，国内外目前研究较多的是从限制感应雷过电压的角度进行防护，采用的防护措施包括：安装避雷装置、加强线路绝缘、装设自动重合闸装置等口。针对不同的线路采取的防雷措施也不同，目前研究最多的是10kV架空绝缘导线的防雷问题，提出的解决方案土要有4种：（1）安装避雷装置；（2）延长闪络路径；(3)局部剥离导线；(4)提高线路绝缘水平。

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2. 研究的基本内容与方案

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2研究的基本内容、拟采用的技术方案及措施
2.1基本内容
2.1.1基本要求
1、通过本课题的训练，培养动手能力、分析问题及解决问题的能力；查阅文献资料，并翻译英文文献，对毕业设计有一个初步的了解。

了解本毕业设计相关专业知识的发展历史、现状及趋势，以及本毕业设计领域技术发展历史中的重大突破的背景和影响，并理解本毕业设计领域复杂工程问题解决方案的设计开发背景和意义；
2、了解10kV架空配电线路绝缘子的类型和用途，并且对10kV架空配电线路有整体的认识；
3、了解绝缘子闪络的概念、原因等，在此基础上建立以伏秒特性为判断依据的绝缘子闪络模型；
4、学习PSCAD/EMTDC软件，并运用其搭建10kV架空配电线路进行10kV架空配电线路雷击跳闸率的计算。

2.1.2绝缘子工作原理
绝缘子是一种特殊的绝缘控件，它能够在架空输电线路中起到支撑导线、防止电流接地的双重作用。

绝缘子用于电线杆塔与导线承接部，变电所构架与线路联结处。

绝缘子按电介质材料分为瓷瓶式、玻璃式、复合式等三种形式。

分析绝缘子常见故障和维修防范措施，主要是为了防止由于环境和电负荷条件发生变化引起的各种机电应力导致绝缘子绝缘失效，从而损害电力线路的使用和运行寿命
根据不同的分类标准，绝缘子可以分为几种不同的类型。

绝缘子按结构可分为高低压绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子。

这四种绝缘子应用在不同的领域，有不同的使用限制和条件，对调控元件的保护作用也是不相同的。

架空线路中所用绝缘子，常用的有针式绝缘子、悬式瓷瓶绝缘子、瓷横担、蝶式绝缘子、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。

绝缘子的电气性能故障有闪络和击穿两种，闪络和击穿两种电气性能故障针对的故障不同，出现的故障方法不同。