带串联间隙避雷器间隙距离确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力保护技术领域，设及到一种带串联间隙的避雷器，具体设及一种 带串联间隙避雷器间隙距离确定方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力线路的增加，因雷击引起的线路跳闽事故日益增多。线路避雷器在线路 防雷中发挥了重要作用。带串联间隙避雷器由避雷器本体与外间隙串联组成，避雷器本体 只在间隙放电时才承受工作电压的作用。工作电压下，避雷器间隙与本体承担的电压按照 各自电容分压。间隙与本体相比，本体容抗起主导作用，本体在运行电压下承担的电压很 小，电阻片无劣化问题。因而，对有间隙避雷器具有可靠性高，运行寿命长等优点，在线路防 雷保护上得到迅速的发展。带串联间隙避雷器在架空电力线路中应用的关键在于保持合适 的间隙距离，而该间隙距离受外界因素，例如海拔高度、干湿度等因素的影响，应做相应调 整；同样，也需要根据被保护对象的绝缘水平而对间隙距离做相应调整目前，国内使用的带 串联间隙避雷器大多仅仅粗略的给出了间隙距离的范围，缺乏理论的指导依据。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种带串联间隙避雷器间隙距离确定方 法，通过正态分布模型，得到间隙距离最合适的范围。
[0004] 本发明的技术方案是：一种带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，包括如下步 骤：步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态概率分布的方法进行处理，得到任 意击穿概率的放电电压值；步骤二：计算避雷器串联间隙的50%放电电压化S5。％，化S5D% = 化+UimA)却1，其中，lU。％为串联间隙的50 %冲击放电电压，lu为避雷器本体的直流1mA 参考电压，m为配合系数；步骤S:同样按照正态分布的方法，对不同距离间隙的多次闪络 电压值进行处理，得到对应间隙的50%放电概率的放电电压，WUuw%为参照，在正态分布 范围内选择一个间隙距离。所述步骤一中选取50%放电概率的放电电压。所述步骤二中 配合系数m为1. 2。所述步骤一具体为：a记录某一间隙下的20组重复击穿数据，记为Ni =扣，ri2,rv'.nz。] ;b调用Matl油软件中的函数[ji，0 ] =normfiUNi),拟合出该列数 据服从正态分布的均值y和方差0;c调用函数Us〇%=norminv(0. 5,y，0)和U〇.i% = norminv(0. 001，y，0)可分别计算出服从正态分布的50%W及0. 1%击穿概率的击穿电 压值。所述步骤a中，实验电压由低往高施加，没有发生闪络时，增加5kV电压继续施加， 知道发生闪络，记录下雷电击穿闪络电压恥在每种类型的绝缘子下，重复20次，得到一组 实验数据，然后对实验数据采用正态分布的方法进行处理，得到绝缘子串50%闪络概率的 放电电压。所述试验用绝缘子选用盘形悬式绝缘子串，采用13片XP-70绝缘子，为220kV 输电线路最小片数的绝缘子串，单片XP-70绝缘子高度为146mm，伞径为255mm，13片XP-70 绝缘子串干弧距离为1902mm。所述试验用绝缘子选用棒形悬式复合绝缘子，FXB1-220/100， 两边带防晕环，环径为360mm，干弧距离为1968mm。所述试验用绝缘子选用线路避雷器， YHlOCX-192/520,避雷器本体高度为1980mm，实验时，间隙距离调到最大值950mm。所述避 雷器的间隙距离设置±50mm的调节范围。 阳0化]本发明有如下积极效果：通过正态分布模型，得到间隙距离最合适的范围。
【具体实施方式】
[0006] 下面通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所设及的各构件的形状、构 造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方 法等，作进一步详细的说明，W帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完 整、准确和深入的理解。
[0007] 避雷器的串联间隙设计原则有串联间隙避雷器间隙距离的确定，需要满足W下 =个条件。雷电冲击下，间隙应可靠动作，保证被保护绝缘子串免于雷击闪络。为满足运 一要求，可把间隙距离选择小一些，使避雷器和绝缘子串在雷电冲击下有较大的配合裕 度。能够耐受暂时过电压和部分操作过电压。为满足运一要求，串联间隙距离应足够大， 保证避雷器在暂时过电压和操作过电压下不动作，避雷器本体在异常情况下出现故障时， 间隙能可靠隔离。雷击使间隙动作后，在系统工频恢复电压下间隙应在1~2个工频周期 内可靠地焰灭工频续流。要满足运一要求，除了间隙距离要适度外，还与避雷器本体的参 考电压有关。
[0008] 线路型串联间隙避雷器的50%雷电冲击放电电压化约等于串联间隙的50%雷 电冲击放电电压Ulg日。％与避雷器本体直流之和。即UL日。％ =化G5。％ +Ul"A，线路绝缘子串的 50%雷电冲击放电电压化5日。％与线路避雷器与化日。％的配合系数取1.2，则恥日。％=1.2化。5〇% =1. 2化+UiJ，则则串联间隙的馬即瑞:-UimA。由此可见，要确定串联间隙 的间隙距离，需要确定串联间隙的50%冲击放电电压化。5。％，而间隙的50%冲击放电电压Uus。％又由绝缘子串的50 %冲击放电电压化和雷器本体直流UimA共同确定。
[0009] 间隙确定方法包括=个步骤，步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态 概率分布的方法进行处理，得到任意击穿概率的放电电压值；步骤二：计算避雷器串联间 隙的50 %放电电压化画，Uls日。％ =化G5。％+UiJ*m，其中，化讓为串联间隙的50 %冲击放电 电压，UimA为避雷器本体的直流1mA参考电压，m为配合系数；步骤S:同样按照正态分布的 方法，对不同距离间隙的多次闪络电压值进行处理，得到对应间隙的50%放电概率的放电 电压，W化s?%为参照，在正态分布范围内选择一个间隙距离。
[0010] 步骤一具体为：a记录某一间隙下的20组重复击穿数据，记为Ni= [ni，ri2， 叫…n2。] ;b调用Matl油软件中的函数[y，0] =normfit(Ni)，拟合出该列数据服 从正态分布的均值y和方差0;c调用函数Uso% =norminv(0. 5,y，0)和U0.1% = norminv(0. 001，y，0)可分别计算出服从正态分布的50%W及0. 1%击穿概率的击穿电 压值。
[0011] 因串联间隙避雷器需在安装现场调整间隙距离，考虑其间隙在杆塔上的可调节 余量，因此避雷器的间隙距离考虑±50mm的调节范围。
[0012] 试验用绝缘子选用盘形悬式绝缘子串、棒形悬式复合绝缘子和线路避雷器，盘形 悬式绝缘子串采用13片XP-70绝缘子，为220kV输电线路最小片数的绝缘子串，单片XP-70 绝缘子高度为146mm，伞径为255mm，13片XP-70绝缘子串干弧距离为1902mm。棒形悬式复 合绝缘子，FXB1-220/100,两边带防晕环，环径为360mm，干弧距离为1968mm。线路避雷器， YH10CX-192/520,避雷器本体高度为1980mm，实验时，间隙距离调到最大值950mm。
[0013] 上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发 明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态概率分布的方法进行处理，得到任 意击穿概率的放电电压值； 步骤二：计算避雷器串联间隙的50%放电电压Ulsso%jUls50 - (Ulg50+UlnA) *m，其中，Uuiaw为串联间隙的50 %冲击放电电压，U1bia为避雷器本体的直流ImA参考电压，m为配合系 数； 步骤三：同样按照正态分布的方法，对不同距离间隙的多次闪络电压值进行处理，得到 对应间隙的50%放电概率的放电电压，以14SM%为参照，在正态分布范围内选择一个间隙距 离。2. 根据权利要求1所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步 骤一中选取50 %放电概率的放电电压。3. 根据权利要求1所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步 骤二中配合系数m为1.2。4. 根据权利要求2所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步 骤一具体为：a记录某一间隙下的20组重复击穿数据，记为N1=[npn2,rv"n2。] ;b调用 Matlab软件中的函数[y, 〇] =Iiormfit(N1),拟合出该列数据服从正态分布的均值y和 方差〇;。调用函数115。％=11〇1'111；[11￥(0.5，11，〇)和1]。. 1%=11〇1'111；[11￥(0.001，11，〇)可分别 计算出服从正态分布的50%以及0. 1 %击穿概率的击穿电压值。5. 根据权利要求4所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述步 骤a中，实验电压由低往高施加，没有发生闪络时，增加5kV电压继续施加，知道发生闪络， 记录下雷电击穿闪络电压U1，在每种类型的绝缘子下，重复20次，得到一组实验数据，然后 对实验数据采用正态分布的方法进行处理，得到绝缘子串50%闪络概率的放电电压。6. 根据权利要求5所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述试 验用绝缘子选用盘形悬式绝缘子串，采用13片XP-70绝缘子，为220kV输电线路最小片数 的绝缘子串，单片XP-70绝缘子高度为146mm，伞径为255mm，13片XP-70绝缘子串干弧距离 为 1902mm。7. 根据权利要求5所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述试 验用绝缘子选用棒形悬式复合绝缘子，FXB1-220/100,两边带防晕环，环径为360mm，干弧距 离为 1968mm。8. 根据权利要求5所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述试 验用绝缘子选用线路避雷器，YH10CX-192/520,避雷器本体高度为1980mm，实验时，间隙距 离调到最大值950mm。9. 根据权利要求1所述的带串联间隙避雷器间隙距离确定方法，其特征在于，所述避 雷器的间隙距离设置±50mm的调节范围。
【专利摘要】本发明涉及带串联间隙避雷器间隙距离确定方法,包括如下步骤：步骤一：对绝缘子串多次闪络的试验数据，按照正态概率分布的方法进行处理，得到任意击穿概率的放电电压值；步骤二：计算避雷器串联间隙的50％放电电压ULS50％,ULS50％＝(ULG50％+U1mA)*m，其中，ULG50％为串联间隙的50％冲击放电电压，U1mA为避雷器本体的直流1mA参考电压,m为配合系数；步骤三：同样按照正态分布的方法，对不同距离间隙的多次闪络电压值进行处理，得到对应间隙的50％放电概率的放电电压，以ULS50％为参照，在正态分布范围内选择一个间隙距离。本发明通过正态分布模型，得到间隙距离最合适的范围。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN105182195
【申请号】CN201510536088
【发明人】陈波
【申请人】芜湖市凯鑫避雷器有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月26日