10kV架空线路树线放电发展过程及其特征研究

摘要

当树木与线路搭接时，极易产生放电引燃树木进而引起山火，且线路沿树木剧烈燃弧时极易由于电弧的漂移引发相间燃弧，因此快速精准地识别和定位树线放电是预防山火及架空线路故障的重要手段。但目前树线放电的发展过程及其特征并不清楚，因此难以开发快速精准的树线故障监测设备。基于此，本文搭建10 kV架空线路树线放电实验平台，通过剖析流经树木的电流、树木的温度及树皮下组织的变化，深入系统地研究从树木接触线路到最终线路对地燃弧的全过程及其特征，并探究炭化通道在树线放电过程中的成因及其对树线放电过程的影响。研究显示：树线放电前期的温度变化与水分迁移使得树木内部的电流通道发生变化，为炭化通道的出现提供了基础条件；炭化通道出现在树木被点燃前，其率先在树皮下层的形成层处沿着放电路径发展，是树木内部热效应与电效应共同作用的结果；炭化通道会降低树木整体接地阻抗，增大流经树木的电流会加重故障的严重程度，炭化通道在树木内部的发展贯穿是导致线路沿树木对地剧烈燃弧的关键原因。基于以上结果，提出一种基于高频信号瞬态强度统计量的故障信号特征提取方法，通过高频放电能量变化表征树线放电故障特征，并以实验验证其有效性。研究结果对森林火灾的溯源及树线故障监测设备的研发具有重要意义。

关键词

炭化通道 / 树线故障 / 故障特征 / 山火 / 配网故障