專利名稱：500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置，屬于輸電線路防雷保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著輸電線路額定電壓的增加，國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)的雷擊跳閘事故占事故總數(shù)的比例相應(yīng)提聞，中國(guó)500千伏及以下電壓等級(jí)輸電線路的雷擊事故就占總事故的50%以上。雷電引起絕緣子串閃絡(luò)產(chǎn)生的工頻電弧會(huì)灼燒、損壞絕緣子串的表面絕緣層，嚴(yán)重的情況甚至可能導(dǎo)致絕緣子串出現(xiàn)破斷、掉串，極大影響了輸電線路的安全運(yùn)行。因此，由于雷擊造成的架空輸電線路故障是架空輸電線路的主要故障類型之一?，F(xiàn)有的架空輸電線路防雷措施主要為“堵塞式”保護(hù)方式，其核心思想是盡可能地提高線路的耐雷水平，減少雷擊跳閘率。隨著電網(wǎng)架構(gòu)的加強(qiáng)，繼電保護(hù)和重合閘裝置的普遍應(yīng)用，可采用“疏導(dǎo)式”防雷保護(hù)作為“堵塞式”防雷措施的有力補(bǔ)充，以低投入解決輸電線路的小概率雷擊問題。在“疏導(dǎo)式”防雷思想指導(dǎo)下，提出了在經(jīng)常遭受雷擊或污閃的輸電線路絕緣子上安裝并聯(lián)間隙的防雷保護(hù)方案。圖1是已有的未安裝的500千伏架空輸電線路懸垂串的外形圖。其中，絕緣子串由兩串各29片復(fù)合絕緣子組成。復(fù)合絕緣子串串長(zhǎng)L=H X 29=155 X 29=4495mm,傘裙的直徑Dl=400mm，兩串絕緣子中心距離D2=500mm。絕緣子并聯(lián)間隙防雷保護(hù)的原理為:在絕緣子串兩端并聯(lián)一對(duì)金屬電極(又稱招弧棒或引弧角)，構(gòu)成保護(hù)間隙，通常保護(hù)間隙的距離小于絕緣子串的串長(zhǎng)。架空線路遭雷擊時(shí)，絕緣子串上產(chǎn)生很高的雷電過電壓，但因保護(hù)間隙的雷電沖擊放電電壓低于絕緣子串的放電電壓，故保護(hù)間隙首先放電。接續(xù)的工頻電弧在電動(dòng)力和熱應(yīng)力作用下，通過并聯(lián)間隙所形成的放電通道，被引至招弧棒端部，固定在招弧棒端部燃燒，從而保護(hù)絕緣子免于電弧灼燒。其核心思想可歸納為允許線路有一定的雷擊跳閘率，采用間隙裝置與絕緣子串并聯(lián)，雷電能量由間隙放電釋放，疏導(dǎo)工頻電弧。雖有雷擊閃絡(luò)，而重合閘能夠成功，無永久性故障。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提出一種適用于500千伏架空輸電線路懸垂串的并聯(lián)間隙防雷裝置，改變已有防雷裝置的結(jié)構(gòu)，以改變雷電過電壓放電過程中電弧的路徑，達(dá)到保護(hù)架空輸電線路絕緣子串的目的。本實(shí)用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置，該防雷保護(hù)裝置包括多個(gè)復(fù)合絕緣子，多個(gè)復(fù)合絕緣子相互套疊連接，形成左絕緣子串和右絕緣子串，左絕緣子串和右絕緣子串的上部各與吊桿相連，左絕緣子串的底部和右絕緣子串的底部固定在導(dǎo)線側(cè)跑道形均壓環(huán)上，其特征在于還包括一個(gè)并聯(lián)間隙，所述的并聯(lián)間隙由上部接地側(cè)棒形招弧棒和下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒組成，所述的上部接地側(cè)棒形招弧棒通過上部聯(lián)板固定在左絕緣子串和右兩個(gè)絕緣子串的上部一側(cè)，所述的下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒通過下部聯(lián)板和支撐架固定在左絕緣子串下部的一側(cè)。本實(shí)用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是，適用于500千伏架空輸電線路，在線路遭受雷擊時(shí)，能起到保護(hù)線路懸垂絕緣子串的作用；在雷擊事故發(fā)生后，能夠確保重合閘成功。

圖1是已有的未安裝并聯(lián)間隙的500千伏架空輸電線路懸垂絕緣子雙串的外形圖。圖2是本實(shí)用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2所示的防雷保護(hù)裝置中上部接地側(cè)棒形招弧棒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2所示的防雷保護(hù)裝置中下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒的俯視圖。圖5是500千伏絕緣子雙串安裝并聯(lián)間隙前后的電壓分布圖。圖1-圖4中，I是復(fù)合絕緣子，2是導(dǎo)線側(cè)跑道形均壓環(huán)，3是聯(lián)接螺栓，4是吊桿，5是上部聯(lián)板，6是上部接地側(cè)棒形招弧棒，7是下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒，8是下部聯(lián)板，9是支撐架，Dl是絕緣子傘裙最大直徑，D2是兩絕緣子串中心距離，L是復(fù)合絕緣子串串長(zhǎng)，LI是并聯(lián)間隙最短氣隙距離。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括多個(gè)復(fù)合絕緣子1，多個(gè)復(fù)合絕緣子相互套疊連接，形成左絕緣子串和右絕緣子串，左絕緣子串和右絕緣子串的上部通過聯(lián)接螺栓3與吊桿4相連，左絕緣子串的底部和右絕緣子串的底部固定在導(dǎo)線側(cè)跑道形均壓環(huán)2上。還包括一個(gè)并聯(lián)間隙，該并聯(lián)間隙由上部接地側(cè)棒形招弧棒6和下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒7組成，上部接地側(cè)棒形招弧棒6通過上部聯(lián)板5固定在左絕緣子串和右兩個(gè)絕緣子串的上部一側(cè)，下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒7通過下部聯(lián)板8和支撐架9固定在左絕緣子串下部的一側(cè)。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，懸垂絕緣子串由兩串29片復(fù)合絕緣子組成。下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒7的端部上翅，管徑為50mm,與水平線的夾角Θ為45 60° ,馬鞍形半圓部分半徑為200mm，要求頂部車圓。連接部分留有圓孔，圓孔直徑為20 30mm。以下參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的內(nèi)容。圖2是本實(shí)用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，絕緣子串由兩串各29片復(fù)合絕緣子組成。復(fù)合絕緣子串串長(zhǎng)L=HX 29=155X 29=4495mm，并聯(lián)間隙最短氣隙距離用LI表示。接地側(cè)并聯(lián)間隙使用棒形結(jié)構(gòu)，其水平偏距用Hg表示，探入深度用Dg表示。導(dǎo)線側(cè)并聯(lián)間隙使用馬鞍形均壓環(huán)結(jié)構(gòu)，其水平偏距用He表示,探入深度用Dc表示。圖3是圖2所示的防雷保護(hù)裝置中上部接地側(cè)棒形招弧棒的結(jié)構(gòu)示意圖。對(duì)該招弧棒外表面進(jìn)行拋光，以使表面光滑，整體進(jìn)行熱鍍鋅。招弧棒使用直徑為50mm的鋁合金管，壁厚為1.2mm。Dg和Hg分別表示該招弧棒的水平偏距和探入深度。從結(jié)構(gòu)示意圖上看到，該招弧棒與兩串絕緣子均連接在同一個(gè)聯(lián)板上。圖4是圖2所示的防雷保護(hù)裝置中下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒的俯視圖。均壓環(huán)使用管徑為50mm的鋁合金管，壁厚為1.2mm，對(duì)焊接處要進(jìn)行特別打磨。從圖4上看到，半圓環(huán)的直徑用R3表示，R3=200mm。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用前，根據(jù)有限元法電場(chǎng)仿真計(jì)算結(jié)果，以上500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置能夠起到均勻絕緣子串上電壓分布的作用，同時(shí)并聯(lián)間隙上最大電場(chǎng)強(qiáng)度不超過空氣放電時(shí)的30kV/cm。500千伏架空輸電線路復(fù)合絕緣子懸垂串安裝本實(shí)用新型的并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置前后的電壓分布計(jì)算結(jié)果見圖5，圖中的橫坐標(biāo)為絕緣子傘裙編號(hào)(沿導(dǎo)線側(cè)向接地側(cè)方向排列)，縱坐標(biāo)是每個(gè)絕緣子傘裙所承受的電壓百分比。對(duì)于絕緣子串靠近導(dǎo)線側(cè)部分，絕緣子串安裝并聯(lián)間隙與不安裝并聯(lián)間隙情況相比，靠近導(dǎo)線側(cè)的第一個(gè)絕緣子傘裙電壓降低7.25%。同時(shí)，對(duì)于絕緣子串靠近接地側(cè)部分，絕緣子串安裝并聯(lián)間隙與不安裝并聯(lián)間隙情況相比，靠近接地側(cè)的第一個(gè)絕緣子傘裙電壓降低6.89 %。可見，在絕緣子兩端安裝并聯(lián)間隙，有效地改善了絕緣子的電壓分布，特別是靠近絕緣子串兩端的電位分布，驗(yàn)證了并聯(lián)間隙對(duì)復(fù)合絕緣子兩端電壓的均勻作用。由于復(fù)合絕緣子的外形特點(diǎn)、金具結(jié)構(gòu)和硅橡膠材料的低電導(dǎo)率，其高低壓端附近產(chǎn)生較高的電場(chǎng)使得電位分布從高低壓端開始快速衰減。在復(fù)合絕緣子上安裝并聯(lián)間隙實(shí)際上是改善了高低高電極形狀，加大了高場(chǎng)強(qiáng)處電極表面的曲率半徑。
權(quán)利要求1.一種500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置，該防雷保護(hù)裝置包括多個(gè)復(fù)合絕緣子，多個(gè)復(fù)合絕緣子相互套疊連接，形成左絕緣子串和右絕緣子串，左絕緣子串和右絕緣子串的上部各與吊桿相連，左絕緣子串的底部和右絕緣子串的底部固定在導(dǎo)線側(cè)跑道形均壓環(huán)上，其特征在于還包括一個(gè)并聯(lián)間隙，所述的并聯(lián)間隙由上部接地側(cè)棒形招弧棒和下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒組成，所述的上部接地側(cè)棒形招弧棒通過上部聯(lián)板固定在左絕緣子串和右兩個(gè)絕緣子串的上部一側(cè)，所述的下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒通過下部聯(lián)板和支撐架固定在左絕緣子串下部的一側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種500千伏架空輸電線路懸垂串并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置，屬于輸電線路防雷保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。該防雷保護(hù)裝置在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上還加入一個(gè)并聯(lián)間隙，并聯(lián)間隙由上部接地側(cè)棒形招弧棒和下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒組成，上部接地側(cè)棒形招弧棒通過上部聯(lián)板固定在左絕緣子串和右兩個(gè)絕緣子串的上部一側(cè)，下部導(dǎo)線側(cè)馬鞍形招弧棒通過下部聯(lián)板和支撐架固定在左絕緣子串下部的一側(cè)。本實(shí)用新型的并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置，適用于500千伏架空輸電線路，在線路遭受雷擊時(shí)，能起到保護(hù)線路懸垂絕緣子串的作用；在雷擊事故發(fā)生后，能夠確保重合閘成功。
文檔編號(hào)H01T4/10GK203014162SQ201220688280
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者張靈, 韓寶林, 周遠(yuǎn)翔, 喬慶文, 朱玉鵬, 趙軍峰 申請(qǐng)人:河南電力器材公司, 清華大學(xué)