專利名稱：一種降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法
技術領域：
本發明涉及一種降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法，可將交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓降低到任意限值Utl以內。
背景技術：
目前絕緣架空地線主要采用全線絕緣或單點接地的方式，輸電線路架空地線全線絕緣時，500kV輸電線路絕緣架空地線感應電壓達40 kV以上，220kV輸電線路達30kV以上。絕緣架空地線(同上述絕緣架空地線)單點接地時，其上的感應電壓隨著絕緣架空地線長度增加而増大，一般也可達數千伏。過高的絕緣架空地線感應電壓可能導致地線絕緣子保護間隙誤放電燒損地線絕緣子保護間隙等故障，還易對外界無線電等信號產生無線干擾，另外也不利于工作人員塔上帶電作業。 雖然可通過導線、地線換位方法降低上述感應電壓，但由于缺乏科學的換位節距計算方法，所以各地區絕緣架空地線的感應電壓值存在較大差異，這給地線絕緣子保護間隙距離的設定帶來不便。而如果地線絕緣子保護間隙的距離設定不當，則可能出現地線絕緣子保護間隙誤放電的情況，還可能因保護間隙恢復電壓較高而不易滅弧，嚴重時可能燒壞地線絕緣子保護間隙，甚至引起地線絕緣子炸裂。另外，因絕緣架空地線感應電壓缺乏統ー數值，使塔上作業人員對架空地線感應電壓認識模糊，容易引發安全事故。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，就是提供一種降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法，可降低感應電壓到任意設定的感應電壓限值Utl以內。
本發明為解決上述技術問題，提供了兩種降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法，方法一僅適用于單回交流輸電線路，方法ニ適用于單回和同塔雙回交流輸電線路。方法一主要通過設定導線、地線換位節距的方式以將絕緣架空地線感應電壓降低到感應電壓限值Utl以內，方法ニ主要是通過設定絕緣架空地線的分段節距來將其感應電壓降低到感應電壓限值Utl以內的。無論是上述換位操作還是上述分段操作，都是利用感應電壓與絕緣架空地線長度的關系，通過控制節點節距來控制絕緣架空地線感應電壓的升幅，所以本發明的兩種方法屬于ー個總的發明構思。降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法一，其特征在于，包括如下步驟
51)確定絕緣架空地線感應電壓限值Utl和線路電流I;
52)選擇絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線一端部或處于絕緣架空地線兩端之間S2. I)若選擇絕緣架空地線接地點在其一端部
S2. 11)計算絕緣架空地線換位節距為Ici= (8^15) *U0/I (km),從絕緣架空地線所述端部開始每隔Itl處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位或導線換位；
S2. 2)若選擇絕緣架空地線接地點處于絕緣架空地線兩端之間S2. 21)計算絕緣架空地線換位節距為2* I0= (16 30)* U0/1 (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2* I0處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位或導線換位，并將所述絕緣架空地線接地點設在距其中的ー個換位節點半個換位節距附近。上述方法ー實質包括三種接線方式一、絕緣架空地線換位，即只操作地線換位；ニ、單回輸電線路導線換位，即只操作導線換位；三、絕緣架空地線和單回輸電導線配合換位，即部分換位節點處選擇地線換位，另一部分則選擇導線換位。
降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法ニ，其特征在于，包括如下步驟
51)確定絕緣架空地線感應電壓限值Utl和線路電流I;
52)初步選擇絕緣架空地線接地點設于各分段地線端部還是設于各分段地線中部
S2. I)若選擇絕緣架空地線接地點在各分段地線端部
S2. 11)計算絕緣架空地線分段節距為Ic/ = (8^15)*U0/I (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔Itl處選擇就近的耐張桿塔作為分段節點進行地線分段，并將絕緣架空地線接地點設于各分段地線同側端部；
S2. 2)若選擇絕緣架空地線接地點在各分段地線中部S2. 21)計算絕緣架空地線分段節距為2* Ic/ = (16 30)* U0/1 (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2* I/處選擇就近的耐張桿塔作為分段節點進行地線分段，并將絕緣架空地線接地點設于各分段地線中部附近。方法ニ各分段地線都單點接地，將整條絕緣架空地線分成若干段，各段之間絕緣斷開，其中的每段構成本發明的一段分段地線。本發明具有如下有益效果1)本發明通過計算絕緣架空地線的換位節距或分段節距，能將交流輸電線路的絕緣架空地線的感應電壓降低到較低水平的任意設定感應電壓限值Utl以內，一方面方便根據所述感應電壓限值U0設定地線絕緣子的保護間隙，有利于保護地線絕緣子；另一方面絕緣架空地線感應電壓限制在某ー限值以內，有利于使輸電線路的運行和維護人員對絕緣架空地線感應電壓的存在形成清楚的認識，同時也為保障帶電塔上作業人員的人身財產安全提供了途徑；再者，將絕緣架空地線的感應電壓限定在設定的感應電壓限值Utl以內，有利于減弱絕緣架空地線可能造成的無線電干擾；
2)本發明的方法ニ可適用于單回和同塔雙回交流輸電線路，適用范圍廣；本發明的方法一和方法ニ為降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓提供多種接線方式、接地方式，用戶可以根據實際情況靈活選擇，具有更好的實用性。
圖1、2、3為方法一的三種具體接線方式的結構示意圖
圖I為絕緣架空地線換位，其中，圖Ia為絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線一端部的情況，圖Ib為絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線兩端之間的情況；
圖2為單回輸電線路導線換位，其中，圖2a為絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線ー端部的情況，圖2b為絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線兩端之間的情況；
圖3為絕緣架空地線和單回輸電導線配合換位，其中，圖3a為絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線一端部的情況，圖3b為絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線兩端之間的情況；
圖4為方法ニ的具體接線方式的一個實施例其中，圖4a為絕緣架空地線接地點設于各分段地線端部的情況，圖4b為絕緣架空地線接地點設于各分段地線中部的情況。
具體實施例方式下面結合附圖對發明及其四種具體的接線方式作進ー步描述如圖1-4中的輸電線路都為單回交流輸電線路，其由平行設置的一對絕緣架空地線和一路三相導線構成。圖I為本發明方法一的具體接線方式——絕緣架空地線換位接線方式的結構示意圖。通過絕緣架空地線換位降低感應電壓的接線方式適用于線路較短、全線導線不換位的單回輸電線路，絕緣架空地線單點接地，可選擇接地點為絕緣架空地線的一端部或為兩端之間，分別如圖la、Ib所示，具體步驟如下
1-1)確定絕緣架空地線感應電壓限值U0和線路電流I ;·
1-2)選擇絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線一端部或處于絕緣架空地線兩端之
間
1-2. I)若選擇絕緣架空地線接地點在其一端部
1-2. 11)計算絕緣架空地線換位節距為Ici= (8^15) *U0/I (km),從絕緣架空地線所述端部開始每隔Itl處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位，如圖Ia所示；
1-2. 2)若選擇絕緣架空地線接地點處于絕緣架空地線兩端之間
1-2.21)計算絕緣架空地線換位節距為2* I0= (16 30)* U0/1 (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2* I0處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位，并將所述絕緣架空地線接地點設在距其中的ー個換位節點半個換位節距附近，如圖Ib設于距第一個換位節點半個換位節距處。圖2為本發明方法一的具體接線方式——單回輸電線路導線換位接線方式的結構示意圖。其與絕緣架空地線換位接線方式的差別在于，其根據所選擇的絕緣架空地線接地點的位置，操作導線換位，絕緣架空地線全線不換位。具體區別步驟
2-2.I)若選擇絕緣架空地線接地點在其一端部
2-2. 11)計算絕緣架空地線換位節距為Ici= (8^15) *U0/I (km),從絕緣架空地線所述端部開始每隔Itl處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行導線換位，如圖2a所示；
2-2. 2)若選擇絕緣架空地線接地點處于絕緣架空地線兩端之間2-2. 21)計算絕緣架空地線換位節距為2* I0= (16 30)* U0/1 (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2* I0處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行導線換位，并將所述絕緣架空地線接地點設在距其中的ー個換位節點半個換位節距附近，如圖2b設于距第一個換位節點半個換位節距處。圖3為本發明方法一的具體接線方式——絕緣架空地線和單回輸電導線配合換位接線方式的結構示意圖。其與絕緣架空地線換位接線方式的差別在于，其根據所選擇的絕緣架空地線接地點的位置，在部分換位接點操作導線換位，另一部分換位接點操作地線換位。由于導線換位和地線換位有相同的降低絕緣架空地線感應電壓的效果，在每個換位節點可根據實際情況選擇地線換位或者導線換位，具體如圖3a、3b所示。圖4為本發明方法ニ的具體接線方式的結構示意圖。通過絕緣架空地線分段方式降低絕緣架空地線感應電壓的接線方式需要每段絕緣架空地線都單點接地，可選擇接地點為分段地線端部或為分段地線中部，本發明的方法ニ可適用于單回和同塔雙回交流輸電線路。具體步驟如下
4-1)確定絕緣架空地線感應電壓限值U0和線路電流I ;
4-2)初步選擇絕緣架空地線接地點設于各分段地線端部還是設于各分段地線中部 4-2. I)若選擇絕緣架空地線接地點在各分段地線端部
4-2. 11)計算絕緣架空地線分段節距為Ic/ = (8^15)*U0/I (km)，從絕緣架空地線ー端部開始每隔I/處選擇就近的耐張桿塔作為分段節點進行地線分段，并將絕緣架空地線接地點設于各分段地線同側端部，如圖4a所示；
4-2. 2)若選擇絕緣架空地線接地點在各分段地線中部
4-2. 21)計算絕緣架空地線分段節距為2* Ic/ = (16 30)* U0/1 (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2* I/處選擇就近的耐張桿塔作為分段節點進行地線分段，并將絕緣架空地線接地點設于各分段地線中部附近，如圖4b所示。本發明比較了廣東地區部分500kV和220kV交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的實測值和仿真值，計算了傳統絕緣架空地線感應電壓和使用本發明方法后的絕緣架空地線感應電壓，對比兩者結果，本發明的方法不但能有效降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓，而且能使絕緣架空地線感應電壓最大值低于任意限值。
權利要求
1.一種降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法，其特征在于，包括如下步驟 51)確定絕緣架空地線感應電壓限值Utl和線路電流I; 52)選擇絕緣架空地線接地點在絕緣架空地線一端部或處于絕緣架空地線兩端之間S2. I)若選擇絕緣架空地線接地點在其一端部 S2. 11)計算絕緣架空地線換位節距為Ici= (8^15) *U0/I (km),從絕緣架空地線所述端部開始每隔Itl處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位或導線換位；S2. 2)若選擇絕緣架空地線接地點處于絕緣架空地線兩端之間S2. 21)計算絕緣架空地線換位節距為2* I0= (16 30)* U0/1 (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2* I0處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位或導線換位，并將所述絕緣架空地線接地點設在距其中的ー個換位節點半個換位節距附近。
2.一種降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法，其特征在于，包括如下步驟 51)確定絕緣架空地線感應電壓限值Utl和線路電流I; 52)初步選擇絕緣架空地線接地點設于各分段地線端部還是設于各分段地線中部S2. I)若選擇絕緣架空地線接地點在各分段地線端部 S2. 11)計算絕緣架空地線分段節距為Ic/ = (8^15)*U0/I (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔Itl處選擇就近的耐張桿塔作為分段節點進行地線分段，并將絕緣架空地線接地點設于各分段地線同側端部；S2. 2)若選擇絕緣架空地線接地點在各分段地線中部S2. 21)計算絕緣架空地線分段節距為2* Ic/ = (16 30)* U0/1 (km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2* I/處選擇就近的耐張桿塔作為分段節點進行地線分段，并將絕緣架空地線接地點設于各分段地線中部附近。
全文摘要
一種降低交流輸電線路絕緣架空地線感應電壓的方法，包括如下步驟確定絕緣架空地線感應電壓限值U0 和線路電流I；若選擇絕緣架空地線接地點在其一端部，計算絕緣架空地線換位節距為l0=(8~15)*U0/I(km)，從絕緣架空地線所述端部開始每隔l0處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位或導線換位；若選擇絕緣架空地線接地點處于絕緣架空地線兩端之間，計算絕緣架空地線換位節距為2*l0=(16~30)*U0/I(km)，從絕緣架空地線一端部開始每隔2*l0處選擇就近的耐張桿塔作為換位節點進行地線換位或導線換位，并將所述絕緣架空地線接地點設在距其中的一個換位節點半個換位節距附近。本發明可降低感應電壓到任意設定的感應電壓限值U0以內。
文檔編號H02G1/02GK102780176SQ20121023461
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者姚森敬, 彭向陽, 徐曉剛, 李志峰, 毛先胤, 王宇, 王建國, 王建平, 許志海 申請人:廣東電網公司電力科學研究院, 武漢大學