专利名称：500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置，属于输电线路防雷保护技术领域。
背景技术：
随着输电线路额定电压的增加，国内外统计的雷击跳闸事故占事故总数的比例相应提闻，中国500千伏及以下电压等级输电线路的雷击事故就占总事故的50%以上。雷电引起绝缘子串闪络产生的工频电弧会灼烧、损坏绝缘子串的表面绝缘层，严重的情况甚至可能导致绝缘子串出现破断、掉串，极大影响了输电线路的安全运行。因此，由于雷击造成的架空输电线路故障是架空输电线路的主要故障类型之一。现有的架空输电线路防雷措施主要为“堵塞式”保护方式，其核心思想是尽可能地提高线路的耐雷水平，减少雷击跳闸率。随着电网架构的加强，继电保护和重合闸装置的普遍应用，可采用“疏导式”防雷保护作为“堵塞式”防雷措施的有力补充，以低投入解决输电线路的小概率雷击问题。在“疏导式”防雷思想指导下，提出了在经常遭受雷击或污闪的输电线路绝缘子上安装并联间隙的防雷保护方案。图1是已有的未安装的500千伏架空输电线路悬垂串的外形图。其中，绝缘子串由两串各29片复合绝缘子组成。复合绝缘子串串长L=H X 29=155 X 29=4495mm,伞裙的直径Dl=400mm，两串绝缘子中心距离D2=500mm。绝缘子并联间隙防雷保护的原理为:在绝缘子串两端并联一对金属电极(又称招弧棒或引弧角)，构成保护间隙，通常保护间隙的距离小于绝缘子串的串长。架空线路遭雷击时，绝缘子串上产生很高的雷电过电压，但因保护间隙的雷电冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压，故保护间隙首先放电。接续的工频电弧在电动力和热应力作用下，通过并联间隙所形成的放电通道，被引至招弧棒端部，固定在招弧棒端部燃烧，从而保护绝缘子免于电弧灼烧。其核心思想可归纳为允许线路有一定的雷击跳闸率，采用间隙装置与绝缘子串并联，雷电能量由间隙放电释放，疏导工频电弧。虽有雷击闪络，而重合闸能够成功，无永久性故障。
发明内容本实用新型目的是提出一种适用于500千伏架空输电线路悬垂串的并联间隙防雷装置，改变已有防雷装置的结构，以改变雷电过电压放电过程中电弧的路径，达到保护架空输电线路绝缘子串的目的。本实用新型提出的500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置，该防雷保护装置包括多个复合绝缘子，多个复合绝缘子相互套叠连接，形成左绝缘子串和右绝缘子串，左绝缘子串和右绝缘子串的上部各与吊杆相连，左绝缘子串的底部和右绝缘子串的底部固定在导线侧跑道形均压环上，其特征在于还包括一个并联间隙，所述的并联间隙由上部接地侧棒形招弧棒和下部导线侧马鞍形招弧棒组成，所述的上部接地侧棒形招弧棒通过上部联板固定在左绝缘子串和右两个绝缘子串的上部一侧，所述的下部导线侧马鞍形招弧棒通过下部联板和支撑架固定在左绝缘子串下部的一侧。本实用新型提出的500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置，其优点是，适用于500千伏架空输电线路，在线路遭受雷击时，能起到保护线路悬垂绝缘子串的作用；在雷击事故发生后，能够确保重合闸成功。
图1是已有的未安装并联间隙的500千伏架空输电线路悬垂绝缘子双串的外形图。图2是本实用新型提出的500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置的结构示意图。图3是图2所示的防雷保护装置中上部接地侧棒形招弧棒的结构示意图。图4是图2所示的防雷保护装置中下部导线侧马鞍形招弧棒的俯视图。图5是500千伏绝缘子双串安装并联间隙前后的电压分布图。图1-图4中，I是复合绝缘子，2是导线侧跑道形均压环，3是联接螺栓，4是吊杆，5是上部联板，6是上部接地侧棒形招弧棒，7是下部导线侧马鞍形招弧棒，8是下部联板，9是支撑架，Dl是绝缘子伞裙最大直径，D2是两绝缘子串中心距离，L是复合绝缘子串串长，LI是并联间隙最短气隙距离。
具体实施方式
本实用新型提出的500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置，其结构如图2所示，包括多个复合绝缘子1，多个复合绝缘子相互套叠连接，形成左绝缘子串和右绝缘子串，左绝缘子串和右绝缘子串的上部通过联接螺栓3与吊杆4相连，左绝缘子串的底部和右绝缘子串的底部固定在导线侧跑道形均压环2上。还包括一个并联间隙，该并联间隙由上部接地侧棒形招弧棒6和下部导线侧马鞍形招弧棒7组成，上部接地侧棒形招弧棒6通过上部联板5固定在左绝缘子串和右两个绝缘子串的上部一侧，下部导线侧马鞍形招弧棒7通过下部联板8和支撑架9固定在左绝缘子串下部的一侧。本实用新型的一个实施例中，悬垂绝缘子串由两串29片复合绝缘子组成。下部导线侧马鞍形招弧棒7的端部上翅，管径为50mm,与水平线的夹角Θ为45 60° ,马鞍形半圆部分半径为200mm，要求顶部车圆。连接部分留有圆孔，圆孔直径为20 30mm。以下参考附图并结合实施例，详细描述本实用新型的内容。图2是本实用新型提出的500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置的结构示意图。其中，绝缘子串由两串各29片复合绝缘子组成。复合绝缘子串串长L=HX 29=155X 29=4495mm，并联间隙最短气隙距离用LI表示。接地侧并联间隙使用棒形结构，其水平偏距用Hg表示，探入深度用Dg表示。导线侧并联间隙使用马鞍形均压环结构，其水平偏距用He表示,探入深度用Dc表示。图3是图2所示的防雷保护装置中上部接地侧棒形招弧棒的结构示意图。对该招弧棒外表面进行抛光，以使表面光滑，整体进行热镀锌。招弧棒使用直径为50mm的铝合金管，壁厚为1.2mm。Dg和Hg分别表示该招弧棒的水平偏距和探入深度。从结构示意图上看到，该招弧棒与两串绝缘子均连接在同一个联板上。图4是图2所示的防雷保护装置中下部导线侧马鞍形招弧棒的俯视图。均压环使用管径为50mm的铝合金管，壁厚为1.2mm，对焊接处要进行特别打磨。从图4上看到，半圆环的直径用R3表示，R3=200mm。在实际生产运用前，根据有限元法电场仿真计算结果，以上500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置能够起到均匀绝缘子串上电压分布的作用，同时并联间隙上最大电场强度不超过空气放电时的30kV/cm。500千伏架空输电线路复合绝缘子悬垂串安装本实用新型的并联间隙防雷保护装置前后的电压分布计算结果见图5，图中的横坐标为绝缘子伞裙编号(沿导线侧向接地侧方向排列)，纵坐标是每个绝缘子伞裙所承受的电压百分比。对于绝缘子串靠近导线侧部分，绝缘子串安装并联间隙与不安装并联间隙情况相比，靠近导线侧的第一个绝缘子伞裙电压降低7.25%。同时，对于绝缘子串靠近接地侧部分，绝缘子串安装并联间隙与不安装并联间隙情况相比，靠近接地侧的第一个绝缘子伞裙电压降低6.89 %。可见，在绝缘子两端安装并联间隙，有效地改善了绝缘子的电压分布，特别是靠近绝缘子串两端的电位分布，验证了并联间隙对复合绝缘子两端电压的均匀作用。由于复合绝缘子的外形特点、金具结构和硅橡胶材料的低电导率，其高低压端附近产生较高的电场使得电位分布从高低压端开始快速衰减。在复合绝缘子上安装并联间隙实际上是改善了高低高电极形状，加大了高场强处电极表面的曲率半径。
权利要求1.一种500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置，该防雷保护装置包括多个复合绝缘子，多个复合绝缘子相互套叠连接，形成左绝缘子串和右绝缘子串，左绝缘子串和右绝缘子串的上部各与吊杆相连，左绝缘子串的底部和右绝缘子串的底部固定在导线侧跑道形均压环上，其特征在于还包括一个并联间隙，所述的并联间隙由上部接地侧棒形招弧棒和下部导线侧马鞍形招弧棒组成，所述的上部接地侧棒形招弧棒通过上部联板固定在左绝缘子串和右两个绝缘子串的上部一侧，所述的下部导线侧马鞍形招弧棒通过下部联板和支撑架固定在左绝缘子串下部的一侧。
专利摘要本实用新型涉及一种500千伏架空输电线路悬垂串并联间隙防雷保护装置，属于输电线路防雷保护技术领域。该防雷保护装置在已有技术的基础上还加入一个并联间隙，并联间隙由上部接地侧棒形招弧棒和下部导线侧马鞍形招弧棒组成，上部接地侧棒形招弧棒通过上部联板固定在左绝缘子串和右两个绝缘子串的上部一侧，下部导线侧马鞍形招弧棒通过下部联板和支撑架固定在左绝缘子串下部的一侧。本实用新型的并联间隙防雷保护装置，适用于500千伏架空输电线路，在线路遭受雷击时，能起到保护线路悬垂绝缘子串的作用；在雷击事故发生后，能够确保重合闸成功。
文档编号H01T4/10GK203014162SQ201220688280
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者张灵, 韩宝林, 周远翔, 乔庆文, 朱玉鹏, 赵军峰 申请人:河南电力器材公司, 清华大学