專利名稱：500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置，屬于輸電線路防雷保護技術領域。
背景技術：
隨著輸電線路額定電壓的增加，國內外統計的雷擊跳閘事故占事故總數的比例相應提聞，中國500千伏及以下電壓等級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產生的工頻電弧會灼燒、損壞絕緣子串的表面絕緣層，嚴重的情況甚至可能導致絕緣子串出現破斷、掉串，極大影響了輸電線路的安全運行。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有的架空輸電線路防雷措施主要為“堵塞式”保護方式，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。隨著電網架構的加強，繼電保護和重合閘裝置的普遍應用，可采用“疏導式”防雷保護作為“堵塞式”防雷措施的有力補充，以低投入解決輸電線路的小概率雷擊問題。在“疏導式”防雷思想指導下，提出了在經常遭受雷擊或污閃的輸電線路絕緣子上安裝并聯間隙的防雷保護方案。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片復合絕緣子組成。復合絕緣子串串長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。絕緣子并聯間隙防雷保護的原理為:在絕緣子串兩端并聯一對金屬電極(又稱招弧棒或引弧角)，構成保護間隙，通常保護間隙的距離小于絕緣子串的串長。架空線路遭雷擊時，絕緣子串上產生很高的雷電過電壓，但因保護間隙的雷電沖擊放電電壓低于絕緣子串的放電電壓，故保護間隙首先放電。接續的工頻電弧在電動力和熱應力作用下，通過并聯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，雷電能量由間隙放電釋放，疏導工頻電弧。雖有雷擊閃絡，而重合閘能夠成功，無永久性故障。
發明內容本實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間隙防雷裝置，改變已有防雷裝置的結構，以改變雷電過電壓放電過程中電弧的路徑，達到保護架空輸電線路絕緣子串的目的。本實用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置，該防雷保護裝置包括多個復合絕緣子，多個復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線側跑道形均壓環上，其特征在于還包括一個并聯間隙，所述的并聯間隙由上部接地側棒形招弧棒和下部導線側馬鞍形招弧棒組成，所述的上部接地側棒形招弧棒通過上部聯板固定在左絕緣子串和右兩個絕緣子串的上部一側，所述的下部導線側馬鞍形招弧棒通過下部聯板和支撐架固定在左絕緣子串下部的一側。本實用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置，其優點是，適用于500千伏架空輸電線路，在線路遭受雷擊時，能起到保護線路懸垂絕緣子串的作用；在雷擊事故發生后，能夠確保重合閘成功。
圖1是已有的未安裝并聯間隙的500千伏架空輸電線路懸垂絕緣子雙串的外形圖。圖2是本實用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置的結構示意圖。圖3是圖2所示的防雷保護裝置中上部接地側棒形招弧棒的結構示意圖。圖4是圖2所示的防雷保護裝置中下部導線側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間隙前后的電壓分布圖。圖1-圖4中，I是復合絕緣子，2是導線側跑道形均壓環，3是聯接螺栓，4是吊桿，5是上部聯板，6是上部接地側棒形招弧棒，7是下部導線側馬鞍形招弧棒，8是下部聯板，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是復合絕緣子串串長，LI是并聯間隙最短氣隙距離。
具體實施方式
本實用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置，其結構如圖2所示，包括多個復合絕緣子1，多個復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線側跑道形均壓環2上。還包括一個并聯間隙，該并聯間隙由上部接地側棒形招弧棒6和下部導線側馬鞍形招弧棒7組成，上部接地側棒形招弧棒6通過上部聯板5固定在左絕緣子串和右兩個絕緣子串的上部一側，下部導線側馬鞍形招弧棒7通過下部聯板8和支撐架9固定在左絕緣子串下部的一側。本實用新型的一個實施例中，懸垂絕緣子串由兩串29片復合絕緣子組成。下部導線側馬鞍形招弧棒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。以下參考附圖并結合實施例，詳細描述本實用新型的內容。圖2是本實用新型提出的500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置的結構示意圖。其中，絕緣子串由兩串各29片復合絕緣子組成。復合絕緣子串串長L=HX 29=155X 29=4495mm，并聯間隙最短氣隙距離用LI表示。接地側并聯間隙使用棒形結構，其水平偏距用Hg表示，探入深度用Dg表示。導線側并聯間隙使用馬鞍形均壓環結構，其水平偏距用He表示,探入深度用Dc表示。圖3是圖2所示的防雷保護裝置中上部接地側棒形招弧棒的結構示意圖。對該招弧棒外表面進行拋光，以使表面光滑，整體進行熱鍍鋅。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。從結構示意圖上看到，該招弧棒與兩串絕緣子均連接在同一個聯板上。圖4是圖2所示的防雷保護裝置中下部導線側馬鞍形招弧棒的俯視圖。均壓環使用管徑為50mm的鋁合金管，壁厚為1.2mm，對焊接處要進行特別打磨。從圖4上看到，半圓環的直徑用R3表示，R3=200mm。在實際生產運用前，根據有限元法電場仿真計算結果，以上500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置能夠起到均勻絕緣子串上電壓分布的作用，同時并聯間隙上最大電場強度不超過空氣放電時的30kV/cm。500千伏架空輸電線路復合絕緣子懸垂串安裝本實用新型的并聯間隙防雷保護裝置前后的電壓分布計算結果見圖5，圖中的橫坐標為絕緣子傘裙編號(沿導線側向接地側方向排列)，縱坐標是每個絕緣子傘裙所承受的電壓百分比。對于絕緣子串靠近導線側部分，絕緣子串安裝并聯間隙與不安裝并聯間隙情況相比，靠近導線側的第一個絕緣子傘裙電壓降低7.25%。同時，對于絕緣子串靠近接地側部分，絕緣子串安裝并聯間隙與不安裝并聯間隙情況相比，靠近接地側的第一個絕緣子傘裙電壓降低6.89 %。可見，在絕緣子兩端安裝并聯間隙，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，驗證了并聯間隙對復合絕緣子兩端電壓的均勻作用。由于復合絕緣子的外形特點、金具結構和硅橡膠材料的低電導率，其高低壓端附近產生較高的電場使得電位分布從高低壓端開始快速衰減。在復合絕緣子上安裝并聯間隙實際上是改善了高低高電極形狀，加大了高場強處電極表面的曲率半徑。
權利要求1.一種500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置，該防雷保護裝置包括多個復合絕緣子，多個復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線側跑道形均壓環上，其特征在于還包括一個并聯間隙，所述的并聯間隙由上部接地側棒形招弧棒和下部導線側馬鞍形招弧棒組成，所述的上部接地側棒形招弧棒通過上部聯板固定在左絕緣子串和右兩個絕緣子串的上部一側，所述的下部導線側馬鞍形招弧棒通過下部聯板和支撐架固定在左絕緣子串下部的一側。
專利摘要本實用新型涉及一種500千伏架空輸電線路懸垂串并聯間隙防雷保護裝置，屬于輸電線路防雷保護技術領域。該防雷保護裝置在已有技術的基礎上還加入一個并聯間隙，并聯間隙由上部接地側棒形招弧棒和下部導線側馬鞍形招弧棒組成，上部接地側棒形招弧棒通過上部聯板固定在左絕緣子串和右兩個絕緣子串的上部一側，下部導線側馬鞍形招弧棒通過下部聯板和支撐架固定在左絕緣子串下部的一側。本實用新型的并聯間隙防雷保護裝置，適用于500千伏架空輸電線路，在線路遭受雷擊時，能起到保護線路懸垂絕緣子串的作用；在雷擊事故發生后，能夠確保重合閘成功。
文檔編號H01T4/10GK203014162SQ201220688280
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者張靈, 韓寶林, 周遠翔, 喬慶文, 朱玉鵬, 趙軍峰 申請人:河南電力器材公司, 清華大學