10 kV架空线路用氧化锌避雷器的保护范围研究

吴文锋,杨 鑫,蒋凌峰,周 秀,王延夫

(1.长沙理工大学电气与信息工程学院,长沙 410114; 2.国网宁夏电力有限公司电力科学研究院,银川 750002)

0 引言

在我国经济和社会快速发展的环境下,人们对配电网供电的可靠性作出了更高的要求。10 kV配电网作为将电能输送至用户的重要部分,保证其安全稳定运行意义重大[1-4]。

目前,10 kV架空线路防雷措施少,氧化锌避雷器在线路防雷中的作用尤为突出[5-10]。10 kV线路避雷器的安装密度越大,线路的防雷效果越好,但会大量增加运维人员的工作量,需要综合考虑其技术经济效益。因此,针对性研究10 kV架空线路的避雷器的保护范围,形成合理的避雷器安装方式具有重要意义[11-19]。

针对氧化锌避雷器保护范围的计算方法已有较多研究。文献[20-21]通过计算配电线路下感应雷过电压来波时的情况,分析避雷器遭受感应雷时的保护范围,计算得知避雷器的保护距离随着线路高度的增加而减小,且当线路平均高度一定时,避雷器的保护范围随着雷电流幅值的增大而增大;文献[22]则通过仿真分析了配电线路中,直击雷击中安装避雷器杆塔塔顶与安装避雷器杆塔周围杆塔塔顶时,线路来波和高电位转移时的保护范围;文献[23-26]使用ATP-EMTP对雷电流在输电线路中的绕击高电位转移的机理进行了分析,提出了使用多基杆塔连续安装线路避雷器防治高电位转移的方法,研究结果表明在易发生绕击的杆塔及其前后杆塔应连续安装线路避雷器。

可见,目前对于避雷器保护范围的研究主要有2种原理,线路来波时折反射过程和伏秒特性曲线的配合原理,及雷击避雷器所在杆塔的高电位转移原理。然而,针对10 kV架空线路用避雷器的保护范围有自身的特点,目前所得结果并不完善。1)大多针对某一种落雷形式或过电压来波形式的影响,没有针对10 kV架空线路的雷电过电压形式进行系统全面的研究。10 kV架空线路的雷击形式包含:感应雷过电压,雷击杆塔塔顶和雷击杆塔导线3种,应分别进行计算再综合讨论分析。2)对10 kV架空线路来说,线路来波时的折反射原理可以得到避雷器的最大保护范围,高电位转移原理则可以得到最大不能保护的范围。目前的结果,只针对线路来波时的保护范围进行计算,没有综合2种计算原理得到系统的结果。3)未针对10 kV线路的跳闸机制来确定保护范围的判据。我国配电线路中性点一般采用不接地或经消弧线圈接地方式,跳闸机制允许单相接地故障带电运行一段时间,只有线路发生相间短路时才会发生跳闸,该特性将使避雷器保护范围的原理判据发生变化,而目前的研究结果并未突出该问题。

针对上述问题,本研究为系统研究避雷器在10 kV架空配电线路中保护范围,使用ATP-EMTP软件搭建过电压仿真计算模型,分别研究线路来波(落雷点在安装MOA杆塔之外)和高电位转移(落雷点在安装MOA杆塔上)时,以MOA的通流能量阈值和线路是否发生相间短路为判据,分别研究在感应雷过电压、雷击导线、雷击杆塔塔顶3种雷击方式下避雷器的保护范围;并研究杆塔接地电阻对保护范围的影响效果。为避雷器在10 kV架空配电线路中的应用方法提供理论基础和方法指导。

1 避雷器的保护范围在10 kV架空配电线路中的计算方法

1.1 最大流通能量计算方法

为了研究避雷器在最苛刻情况下对线路的保护能力,应以避雷器最大流通能量为指标。因而,需要首先给出避雷器最大通流能量的相关标准。

根据交流无间隙金属氧化物避雷器的相关规范[18],10 kV线路避雷器应能耐受持续时间为2 ms 的方波电流冲击18次而不击穿、不闪络、不损坏[27]。

10 kV架空配电线路避雷器实际吸收的能量,可以在ATP-EMTP的过电压仿真模型中,利用积分模块对电压和电流进行计算,其计算方法如式(1):

(1)

式(1)中,u(t)和i(t)分别为避雷器两端电压和放电电流瞬时值,t为短路电流持续时间,单位s。

利用式(1)可得到避雷器吸收的能量。当避雷器吸收的能量W1低于避雷器的最大流通能量时,一般不会使避雷器损坏;反之则避雷器的老化程度甚至损坏概率将大增。

以10 kV线路典型采用的(YH)HY5WS-17/50型避雷器为例,其方波流通容量为150 A,由避雷器的伏安特性可知,该避雷器中流过150 A电流时对应的电压在41 kV左右,则单次通过2 ms方波电流150 A时,避雷器的最大流通能量为12 300 J。

由公式(1)得到的结果,在仿真中以雷电波使10 kV线路典型采用的(YH)HY5WS-17/50型避雷器吸收的能量小于等于12 300 J时,避雷器不损坏的前提下对其保护范围进行分析。

1.2 保护范围的计算原理

由于在10 kV配电网中允许单相接地故障带电运行一段时间,只有发生两相或三相(不一定在同一根杆塔上)雷电过电压闪络时线路才会跳闸。因此,需以相间短路时的最大雷电流幅值作为避雷器通流的阈值标准。根据2种避雷器的保护范围计算原理,分别计算。

1.2.1 线路来波时避雷器的保护范围

设落雷点(感应点)位于安装避雷器的杆塔之外,过电压波传至安装避雷器的杆塔,此时的保护范围指避雷器动作后,过电压波最远能使距离避雷器S米远处的杆塔发生相间短路。

1)雷电波沿线路传播的折反射过程

雷电波沿线传播的速度为V=3×108m/s,杆塔档距为L,如图1所示,避雷器所能保护的最大范围为n基杆塔,则雷电波第一次到达避雷器的时间为t1=nL/V;假设雷电波能使避雷器动作,避雷器动作后大部分雷电流经避雷器泄入大地,避雷器在雷电波下动作时间为t2(避雷器动作时间很短,计算中可忽略);避雷器动作后,雷电流的反射波从入地点沿线路向两侧传播,传回雷击点所用时间设为t3,t3=t1。为使避雷器可以保护线路不发生跳闸,在这段来回传播的时间内,将没有绝缘子发生相间闪络。

图1 雷电来波时的保护范围Fig.1 Protection range of lightning incoming wave

2)避雷器和绝缘子伏秒特性曲线的配合

为了计算氧化锌避雷器在最苛刻情况下的保护范围,本文以避雷器最大流通能量为指标,当改变雷电流大小为某一值使MOA达到最大流通能量时,导出此时的过电压波形。

将标准雷电波形曲线与绝缘子和氧化锌避雷器伏秒特性曲线绘制在同一幅图上,示意图如图2所示。运用相交法[28]分别得到绝缘子与氧化锌避雷器的相交时间tj和tb。若相交,第一次相交时刻即为闪络时刻。tj和tb的差即1.2节中的t1与t3的和。

图2 绝缘子与避雷器伏秒特性图Fig.2 Volt-second characteristic diagram of insulator and arrester

由图2可知,绝缘子与避雷器的伏秒特性是两条固定不变的曲线,雷电波的幅值越高,陡度越大,时间差(tj-tb)越小,保护范围S就越小。

由上述分析可知要计算来波时的保护范围需要:1)以避雷器的最大通流能量为指标,确定雷电波的幅值;2)绘制避雷器和绝缘子伏秒特性曲线,通过与雷电波曲线的交叉点,确定tj和tb;3)结合式(2),计算来波情况下避雷器的保护范围S。

(2)

雷电波经由未安装MOA的杆塔传至安装MOA的杆塔时,避雷器先于遭受雷击杆塔绝缘子动作从而保护周围杆塔,因此该情况下的保护范围同时也是MOA能保护雷电波不入侵的距离,设来波所能入侵到距离MOA最近的点为d1,以安装MOA杆塔为原点,[0,d1]m即为保护范围S。

1.2.2 雷击避雷器杆塔时避雷器的保护范围

当落雷点(感应点)位于安装避雷器的杆塔时,避雷器动作。此时,雷电流主要由:1)避雷器导通后通过杆塔然后泄放至大地;2)经线路传播后击穿下一杆塔绝缘子经过杆塔泄放至大地。过电压传至周围的杆塔使之发生跳闸的现象称之为高电位转移。

设遭受雷击杆塔为1号杆塔,使用避雷器最大流通能量作为判据。当雷电流使MOA达到最大流通能量时,调整1号与2号杆塔间的档距。若邻近的2号杆塔在档距为d2时恰好发生相间闪络时,以1号杆塔为原点,[0,d2]范围即高电位传播的距离,则此时的保护范围为[d2,∞)m。

在仿真中导致配电线路MOA能量超限的主要因素为雷电流传播分量。示意图如图3。图4为安装避雷器后发生高电位转移时的等值电路。

图3 雷击安装MOA杆塔处示意图Fig.3 Diagram of installing MOA Tower in lightning strike

图4 高电位转移的等值电路图Fig.4 Equivalent circuit diagram of high potential transfer

图4中,i1为雷电流在高电位转移时,从落雷杆塔传播至邻近杆塔击穿绝缘子时的过电流分量;i2为雷电流经安装避雷器杆塔泄放至大地时的过电流分量;Lg为塔顶下方杆塔等值电感;Rg为杆塔接地电阻;Lx表示i1经过的架空线路的等值电感,MOA用一个可变电阻表示。

由图4,在ATP-EMTP中,以i2使MOA达到最大能量允许值为依据,可以确定雷电流i的大小;通过调整档距,以临近杆塔发现相间短路为依据,可以确定d2。

综上,因为避雷器在上述两种过电压波传播方式时所具有的保护范围特点(以安装避雷器杆塔为原点计算保护范围时):过电压来波时指避雷器到其周围一定距离的线路为保护范围[0,d1]m;在高电位转移时指避雷器到其相邻一定距离之外的线路为保护范围[d2,∞)m。通过避雷器最大流通能量和绝缘子发生相间闪络的保护范围判断方法,在两种不同的过电压波传播方式的情况下取这两种保护范围[0,d1]和[d2,∞)的交集,可得到MOA在10 kV配电线路中的综合保护范围。

2 10 kV架空配电线路仿真计算方法

通过上述理论方法,建立MOA应用在10 kV线路中来波和高电位转移两种情况的仿真模型。由于配电线路的档距、塔高及其他参数会根据实际情况略有不同,通过ATP-EMTP进行计算,可更准确、便捷地设置不同环境下的线路参数。由软件中导出的MOA和绝缘子的电流波形图可直观地观察线路实际闪络情况,得到所需结果。

2.1 杆塔模型

根据《国家电网公司配电网工程典型设计—10 kV 架空线路分册》(2016年版)[29]规定,在本研究中搭建了典型的“品”字形单回杆头结构的杆塔。对10 kV架空线路杆塔建模采用了集中电感模型,并忽略横担的影响。杆塔等值电感取0.84 μH/m,接地电阻用工频电阻模拟。

由于10 kV架空配电线路中工频接地电阻一般不超过30 Ω。本研究中为了探究不同接地电阻值对10 kV架空配电线路保护范围的影响效果,仿真中接地电阻分别取10 Ω、20 Ω和30 Ω。

2.2 绝缘子及线路模型

在仿真中使用ATP中的压控开关模拟P-15绝缘子,开关闭合时表示绝缘子闪络。设置中,选择P-15绝缘子0.1%闪络概率的放电电压U0.1%作为开关的放电电压。根据前期试验结果,P-15绝缘子的U0.1%=139 kV。导线参数按照JL/G1A-70/10钢芯铝绞线的参数设定。

2.3 避雷器模型

氧化锌避雷器本体使用ATP-EMTP中MOV Type92避雷器模块进行仿真。以(YH)HY5WS-17/50型避雷器为实例,额定电压取17 kV,伏安特性如表1所示。

表1 (YH)HY5WS-17/50型避雷器的伏安特性Table 1 1 Volt-ammetric characteristics of (YH)HY5WS-17/50 arrester

2.4 直击雷和感应雷电源模型

直击雷电流模型选用IEC1312-1中提出Heilder模型,波头时间取2.6 μs,波尾时间取50 μs,雷电通道波阻抗取300 Ω。其模型图如图5所示。

图5 直击雷模型图Fig.5 Model diagram of direct lightning strike

感应雷模型由文献[30]提供的模型搭建,表达式见式(3):

(3)

公式(3)中,I为雷电流幅值,单位kA;H为导线平均高度,取15 m;S为导线任意点距雷击点水平距离最近处导线的长度(S>65 m),Ug表示感应电压幅值(kV),以雷电流幅值为20 kA时感应雷过电压的波形为例,示例图如图6。其电源模型由波阻抗通道、RLC线路元件以及雷电流中Heidler模型构成,模型如图7所示。此感应雷模型仅用于计算线路的雷电感应过电压。

图6 感应雷过电压波形图Fig.6 Inductive lightning overvoltage waveform diagram

图7 感应雷模型图Fig.7 Model diagram of inductive lightning

当落雷点距线路为65 m时,雷电流在线路上产生的过电压理论值与模型测量值比较如表2所示。

表2 雷电流在线路上产生的理过电压理论值与模型测量值比较Table 2 Comparison between theoretical value and model measurement value of rational overvoltage caused by lightning current on line

通过感应雷过电压的理论值与模型测量值的比较,在建立的感应雷模型中,输出的感应雷过电压在波形特征和幅值方面均与理论值接近,因此采用此模型作为仿真中的感应雷模型。

2.5 整体仿真结构

结合上述给出的各模块的模型及参数,在ATP-EMTP中建立上述10 kV配电线路仿真模型,仿真考虑了杆塔的档距、接地电阻大小等因素。模型包括13基杆塔,线路档距为50 m,最左侧为10 kV三相交流电源、中间的杆塔设为安装了氧化锌避雷器的1号杆塔,1号杆塔右侧依次为2号、3号杆塔。整体仿真结构如图8所示。

图8 10 kV配电线路氧化锌避雷器保护范围模型图Fig.8 Diagram of 10 kV distribution line zinc oxide arrester protection range model

2.6 仿真原理及保护范围评判依据

针对10 kV架空线路的雷击形式:1)感应雷落雷;2)雷击塔顶;3)雷击导线。分别采用ATP仿真模型中的直击雷和感应雷电源模块。

测量线路来波的保护范围:1)将落雷点设置在2号杆塔右侧某一点;2)调整雷电流大小,当传播至MOA的雷电流使之达到最大能量允许值时,导出此时标准过电压波形图;3)最后,通过1.2.1节中所述的来波时的保护范围计算方法得到保护范围。

测量高电位转移时的保护范围:1)设置落雷点为安装MOA杆塔;2)逐渐改变雷电流幅值,观察当MOA吸收能量达到最大能量允许值时2号杆塔的闪络情况。若2号杆塔发生相间短路,则适当增大1、2号杆塔间档距,当档距为某一值使2号杆塔正好不发生相间短路时,此时档距视为保护距离。

3 避雷器保护范围的计算实例及接地电阻的影响

为了计算过电压来波时MOA的最佳安装方式,本研究基于ATP-EMTP仿真软件对上述3种雷击场景探究避雷器的保护范围。仿真模型以安装MOA的杆塔为中心,由于杆塔两侧线路参数相同,因而只需考虑一侧的保护距离情况即可。以安装MOA的杆塔作为1号杆塔(1号杆塔右侧杆塔分别为2号、3号杆塔…以此类推),描述保护范围时均以1号杆塔为原点。

3.1 线路来波时MOA的保护范围计算

由于10 kV架空线路没有避雷线,当雷击杆塔时,需要先经过绝缘子或避雷器放电,过电压波才能传到下一基杆塔。因而,该雷击形势下,避雷器只能保护本基杆塔。

运用2.6节中仿真原理及保护范围评判依据对感应雷和雷击导线2中雷击形式下,线路来波时的保护范围进行分析。

3.1.1 感应雷

感应雷在三相导线中同时存在。仿真中,杆塔接地电阻设为30 Ω,由图7的仿真模型中,选取2号杆塔右侧线路为落雷点。当改变雷电流幅值至52.5 kA时,仿真得到此时MOA吸收能量达到12 300 J,此时感应到1号杆塔上的过电压幅值为189 kV,1号杆塔三相线路上的过电压波形如图9。

图9 感应雷电流为52.5 kA时1号杆塔上的过电压波形Fig.9 Overvoltage waveform on tower No.1 when inductive lightning current is 52.5 kA

通过图9的过电压波形,由相交法得到tb=3.09×10-7s、tj=1.46×10-6s,结合(2)式可得到此时保护范围为172 m,相交法示意图如图10所示。

图10 感应雷下189 kV过电压时相交法求解保护范围Fig.10 Solution of protection range by intersection method of 189 kV overvoltage in inductive lightning

同理,将安装1号杆塔接地电阻分别设置为20 Ω和10 Ω,落雷点和档距等设置不变,可得到MOA在12 300 J的过电压分别为175 kV和156 kV。运用相交法,可得接地电阻分别为20 Ω和10 Ω时的保护范围分别为188 m和214 m。

3.1.2 雷击导线

1号杆塔接地电阻设为30 Ω,落雷点为2号杆塔右侧B相导线上。当逐渐调整雷电流大小为37.1 kA时,位于1号杆塔的避雷器吸收能量达到12 300 J,线路上过电压大小为210 kV,电压波形如图11所示。

图11 雷击导线电流为37.1 kA时1号杆塔上的过电压波形Fig.11 Overvoltage waveform on tower No.1 when lightning conductor current is 37.1 kA

将此时的电压波形结合相交法得到tb=1.5×10-7s、tj=7.92×10-7s,相交法示意图如图12所示,由公式(2)得此时保护范围为96.3 m。

图12 雷击导线时210 kV过电压时相交法求解保护范围Fig.12 Solution of protection range by intersection method of 210 kV overvoltage in lightning stroke conducter

同理,将1号杆塔接地电阻设为20 Ω和10 Ω,落雷点设档距设置不变。MOA流通能量达到12 300 J时过电压值分别为198 kV和180 kV,由相交法和公式(2)可分别得此时保护范围为102.8 m和115.4 m。

3.2 雷击安装MOA杆塔时的保护范围计算

发生高电位转移的落雷点都为1号杆塔,因此只需研究位于1号杆塔的MOA在吸收能量达到最大能量允许值12 300 J时周围杆塔发生闪络的情况。计算原理采用高电位转移原理。

3.2.1 感应雷

设置1号杆塔接地电阻为30 Ω,当感应雷电流的幅值为41.3 kA时,仿真显示1号杆塔上的MOA吸收能量达到12 300 J,MOA上的过电压波形如图13所示,此时2号杆塔发生B、C相绝缘子闪络。

图13 感应雷电流为41.3 kA时MOA上的电压波形Fig.13 Voltage waveform on MOA when inductive lightning current is 41.3 kA

调整此时档距,仿真测得当2号杆塔距离1号杆塔55 m时,杆塔只发生B相闪络,电流波形如图14所示。因此当杆塔接地电阻为30 Ω时,MOA的保护范围为[55, ∞)m。

图14 2号杆塔距1号杆塔55 m时的电流波形Fig.14 Current waveform of tower No.2 over 55 m from tower No.1

图15 雷击塔顶雷电流为20.4 kA时MOA上的电压波形Fig.15 Voltage waveform on MOA when lightning striking the tower top current is 20.4 kA

同理,将1号杆塔接地电阻设为20 Ω和10 Ω,仿真测得当雷电流大小为37.9 kA和32 kA时MOA吸收能量达到最大能量允许值。在这两种阻值下,测得2号杆塔距离1号杆塔小于50 m和47 m时发生相间短路,因此此时MOA在杆塔接地电阻为20 Ω和10 Ω时的保护范围为 [50,∞)m和 [47,∞)m。

3.2.2 雷击塔顶

落雷点设为1号杆塔塔顶,1号杆塔接地电阻设为30 Ω,雷电流大小逐渐调整为为20.4 kA时,1号 杆塔MOA电压波形如图17所示,此时MOA吸收能量达到最大能量允许值12 300 J,2号杆塔未发生绝缘子相间闪络。

调整线路档距,当2号杆塔距离1号杆塔48 m时恰好发生B、C相间闪络,而档距调整为49 m时,2号杆塔只发生B相闪络,电流波形图如图16所示。因此该情况下MOA的保护范围为[49,∞)m。

图16 2号杆塔距离1号杆塔49 m时的电流波形Fig.16 Current waveform of tower No.2 over 49 m from tower No.1

同理,将1号杆塔接地电阻设为20 Ω和10 Ω,仿真测得当雷电流大小为22.9 kA和26.5 kA时MOA吸收能量达到最大能量允许值。在这两种阻值下,测得2号杆塔距离1号杆塔小于45 m和43 m 时发生相间短路,因此此时MOA在杆塔接地电阻为20 Ω和10 Ω时的保护范围为 [45,∞)m和 [43,∞)m。

3.2.3 雷击导线

设落雷点设为1号杆塔B相导线上,设安装了避雷器的1号杆塔接地电阻为30 Ω,当雷电流大小为23.8 kA时,MOA吸收能量达到最大允许值12 300 J,此时1号杆塔上MOA电压波形如图17所示。

图17 雷电流为23.8 kA时MOA上的电压波形Fig.17 Voltage waveform on MOA when lightning conductor current is 23.8 kA

仿真测得在初始档距为50 m时,2号杆塔只发生B相闪络,电流波形如图18所示。调整此时档距,发现当2号杆塔距离1号杆塔距离小于50 m时,2号杆塔发生相间闪络。因此当杆塔接地电阻为30 Ω时,因此该情况下MOA的保护范围为[50,∞)m。

图18 2号杆塔距离1号杆塔50 m时的电流波形图Fig.18 Current waveform of tower No.2 over 50 m from tower No.1

同理,将1号杆塔接地电阻设为20 Ω和10 Ω,仿真测得当雷电流大小为18.8 kA和17.5 kA时MOA吸收能量达到最大能量允许值。在这两种阻值下,测得2号杆塔距离1号杆塔小于47 m和44 m 时发生相间短路,因此此时MOA在杆塔接地电阻为20 Ω和10 Ω时的保护范围为 [47,∞)m和 [44,∞)m。

4 避雷器的保护范围和安装密度

由上述仿真及计算可知,雷击形式、接地电阻的大小是配电线路中MOA保护范围的重要影响因素。在感应雷、雷击塔顶(仅高电位转移情况)、雷击导线时,综合2种原理的保护范围计算结果,将接地电阻值依次设为10 Ω、20 Ω和30 Ω,分别得到MOA在不同接地电阻大小、不同雷击形式下的保护范围如表3所示。

表3 MOA的综合保护范围Table 3 Comprehensive protection range of MOA m

通过在10 kV架空配电线路中对过电压来波与高电位转移情况下氧化锌避雷器的保护范围计算,由表3可知:

1)在感应雷、雷击导线2种情况下,氧化锌避雷器在过电压来波时的保护范围随着安装MOA杆塔接地电阻的减小而增大。而在高电位转移下MOA保护范围受杆塔接地电阻的影响不明显。

2)在感应雷过电压来波情况时,安装MOA杆塔接地电阻的减小可显著增大MOA的保护范围。由感应雷时的保护范围数据可知,杆塔接地电阻大小为10 Ω时比接地电阻为30 Ω时的保护范围增加24%。但在雷击导线过电压来波情况下接地电阻的减小对于MOA的保护范围影响甚微。

3)落雷形式是影响MOA保护范围的主要因素,接地电阻对MOA保护范围的影响次之。

5 避雷器安装方式的选择

根据《10 kV配电线路典型设计手册》,一般情况下配电线路杆塔接地电阻不大于30 Ω,杆塔档距长度一般为50～80 m。

为统一计算,以平均70 m档距,杆塔接地电阻取30 Ω为例,根据上节中对于MOA在10 kV线路中保护范围的计算结果。为使避雷器可以全面保护线路,各种情况下保护范围最小为[50,96]m。因此,避雷器的最佳安装方式是隔一基杆塔安装一组氧化锌避雷器。

对于直击雷危害较少的地区,若主要考虑感应雷危害。由于感应雷落雷下MOA最小保护范围分别为[55,172]m。当使用隔两基杆塔安装一组氧化锌避雷器时,可保护全线免遭大部分感应雷危害。若对安装避雷器杆塔接地电阻进行降阻,则可有效扩大MOA的保护范围,例如接地电阻为10 Ω时,可每隔三基杆塔安装一组MOA,即可保护全线免遭雷击灾害。

6 结论

1)基于提高10 kV架空配电线路防雷配置可靠性与经济性的理念,降低人工维护避雷器的成本,本研究在避雷器安装方式上进行了探究,给出了其适用性核算方法和具体的安装方法。

2)以10 kV架空线路典型设计中的品字形杆塔和档距为计算实例,得到了不同雷击形式和不同雷电波传播方式下的保护范围的测算。当安装避雷器杆塔的接地电阻为30 Ω时,得到了感应雷、雷击塔顶、雷击导线情况下MOA对线路的保护范围分别为[55,172] m、[45,∞)m(仅高电位转移情况)、[50,96]m。

3)杆塔接地电阻减小会明显提高10 kV架空线路中感应雷过电压下线路保护范围,尤其是线路来波时的保护范围,但对于雷击塔顶和雷击导线的线路来波保护范围提升甚微。

4)配电线路使用避雷器每隔两基杆塔安装一组的安装方式具有维护次数少,效果好的优点,可在多雷区的10 kV架空线路推广使用。