专利名称：输电线路绝缘子串并联间隙的安装金具和安装方法
技术领域：
本发明涉及输电线路防雷保护技术领域，尤其涉及输电线路绝缘子串并联间隙的 安装金具和安装方法。
背景技术：
架空输电线路传统上采用的“堵塞式”防雷措施，如架设避雷线、降低杆塔接地电 阻、加强绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器等，提高了线路的耐雷水平，减少了雷击跳闸 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，可以采用“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，中国电力科学研究院提出了在经常遭受雷击的输电线路绝缘子串 安装并联间隙的防雷保护方案。基于“疏导式”防护思路的并联间隙防雷保护，允许线路有一定的雷击跳闸率，采 用并联间隙装置与绝缘子串并联，定位雷电冲击闪烙路径，疏导工频电弧离开绝缘子串至 间隙电极上燃烧。虽有雷击闪烙，但无永久性故障，重合闸能够成功。并联间隙的工作原理为在绝缘子串旁边并联一对金属电极，构成保护间隙，间隙 距离小于绝缘子串的串长。正常运行时，并联间隙具有均勻工频电场的作用；架空线路遭受 雷击时，在绝缘子串上产生较高的雷电冲击过电压，但因并联间隙的雷电放电电压比绝缘 子串的低，故间隙先放电，接续的工频续流电弧在电动力和热应力作用下，离开绝缘子串转 移至间隙电极之间燃烧，保护绝缘子串免于电弧烧灼。上述装置能有效实现架空输电线路防雷保护，使绝缘子串免于损坏。但是，现有技 术的安装金具用于安装并联间隙安装存在很多问题。例如，绝缘子串原球头挂环和碗头挂 板无法直接安装并联间隙电极，并联间隙上电极安装金具可能使电极安装方向难以满足要 求等。可见，需要设计适合于安装并联间隙的安装金具。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供输电线路绝缘子串并联间隙的安装金具，便 于并联间隙的连接安装。本发明提供一种输电线路绝缘子串并联间隙的安装金具，包括并联间隙连接部， 用于连接并联间隙的电极。进一步，并联间隙连接部具有与并联间隙的电极相对应的形状。例如，并联间隙连 接部的横截面为菱形或平板形状。根据本发明的安装金具的一个实施例，并联间隙连接部的横截面为菱形，而且菱 形的角被削平，连接部位平滑。根据本发明的安装金具的一个实施例，并联间隙连接部为平板形状，而且并联间 隙连接部经过加宽、圆角过渡加工，和/或开有安装孔。上述安装金具为球头挂环或者碗头挂板。
进一步，碗头挂板包括单联碗头挂板、单联加厚碗头挂板、或双联碗头挂板。本发明的实施例还提供一种输电线路绝缘子串并联间隙的安装方法，包括加装球头挂环，通过所述球头挂环的并联间隙连接部连接所述并联间隙上电极；加装碗头挂板，通过所述碗头挂板的并联间隙连接部连接所述并联间隙下电极；调整所述并联间隙上、下电极的方向，使得所述并联间隙的上、下电极处于水平位 置。进一步，该安装方法还包括球头挂环与平行挂板、U形环、或直角挂板组合安装使用，以便确定并联间隙上电 极的安装方向。进一步，该安装方法还包括根据绝缘子串与导线连接所采用线夹结构形式的不同和连接导线所需的强度要 求，选择单联碗头挂板、单联加厚碗头挂板、或双联碗头挂板。本发明提供的输电线路绝缘子串并联间隙的安装金具，具有并联间隙连接部，可 以方便快捷地连接并联间隙电极，便于并联间隙的连接安装。
图1示出本发明的球头挂环的一个实施例的剖面图；图2示出本发明的碗头挂板的一个实施例的剖面图；图3示出本发明的球头挂环的另一个实施例的剖面图；图4示出本发明的碗头挂板的另一个实施例的剖面图；图5示出本发明的单联碗头挂板的一个实施例的剖面图；图6示出本发明的单联加厚碗头挂板的一个实施例的剖面图；图7示出本发明的双联碗头挂板的一个实施例的剖面图；图8示出本发明并联间隙的安装方法的一个实施例的流程图；图9示出本发明的球头挂环与平行挂板组合安装示例的示意图；图10示出本发明的球头挂环与U形环组合安装示例的示意图；图11示出本发明的悬垂绝缘子串并联间隙的一个安装示例的示意图；图12示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的一个安装示例的示意图；图13示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的另一个安装示例的示意图；图14示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的再一个安装示例的示意图；图15示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的又一个安装示例的示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在 附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。图1示出本发明的球头挂环的一个实施例的剖面图。其中，图1(a)为球头挂环的 正面剖面图，图1(b)为球头挂环的侧向剖面图。如图1所示，在球头挂环的脚球11和挂环 12之间具有并联间隙连接部13，用于连接并联间隙的电极。该并联间隙连接部13具有与 连接的并联间隙上、下电极的形状相对应的形状。在该实施例中，该并联间隙连接部13具
4有菱形的横截面。图2示出本发明的碗头挂板的一个实施例的剖面图。其中，图2(a)为碗头挂板的 正面剖面图，图2(b)为碗头挂板的侧向剖面图。如图2所示，在碗头挂板的帽窝21和挂板 22之间具有并联间隙连接部23，用于连接并联间隙的电极。该并联间隙连接部23具有与 连接的并联间隙上、下电极的形状相对应的形状。在该实施例中，该并联间隙连接部23具 有菱形的横截面。例如，并联间隙应用于35kV系统时，考虑到并联间隙上、下电极安装的灵活和便 捷，球头挂环和碗头挂板与并联间隙电极连接部位的截面为菱形，如图1和2所示。根据 本发明的安装金具的一个实施例，并联间隙连接部横截面的菱形角被削平，连接部位平滑， 以避免尖刺放电出现小电弧，使并联间隙上电极和下电极在正交的两个方向与球头挂环连 接，实现绝缘子串并联间隙顺导线或垂直导线安装，便于灵活调整并联间隙电极安装方向。本发明的安装金具，球头挂环和碗头挂板与并联间隙电极连接部位设计为菱形， 确保电极在正交的两个方向与球头或碗头连接，可实现绝缘子串并联间隙顺线或垂直导线 安装，便于灵活改变并联间隙安装方向。图3示出本发明的球头挂环的一个实施例的剖面图。其中，图3(a)为球头挂环的 正面剖面图，图3(b)为球头挂环的侧向剖面图。如图3所示，在球头挂环的脚球31和挂 环32之间具有并联间隙连接部33，连接部33上开有安装孔35，用于连接并联间隙的电极。 该并联间隙连接部33具有与连接的并联间隙上、下电极的形状相对应的形状。在该实施例 中，该并联间隙连接部33为平板形状。图4示出本发明的碗头挂板的一个实施例的剖面图。其中，图4(a)为碗头挂板的 正面剖面图，图4(b)为碗头挂板的侧向剖面图。如图4所示，在碗头挂板的帽窝41和挂 板42之间具有并联间隙连接部44，连接部44上开有安装孔46，用于连接并联间隙的电极。 该并联间隙连接部44具有与连接的并联间隙上、下电极的形状相对应的形状。在该实施例 中，该并联间隙连接部44具有平板形状。例如，对于llOkV及以上电压等级系统，考虑到并联间隙上电极和下电极工频续 流时的热稳定性要求，球头挂环和碗头挂板与并联间隙上、下电极连接部位采用接触可靠 的平板形状设计，如图3、4所示。根据本发明的安装金具的一个实施例，连接部位实施加 宽、圆角过渡加工，开有安装孔。例如通过采用双螺孔、内嵌式安装，通流能力大，连接强度
尚o下面利用试验数据，进一步说明本发明的安装金具的并联间隙连接部设计为平板 形状的优点。球头挂环和碗头挂板与并联间隙电极连接处的接触电阻<50 y Q，进行电流 为16kA、持续2s的热稳定试验，球头挂环和碗头挂板与并联间隙电极连接部位无烧损、熔 断和明显的变形，且试验前后的电阻变化率小于10%。球头挂环和碗头挂板与并联间隙电极连接部位采用平板设计，接触可靠，通流能 力较大，连接强度较高，热稳定好，发生雷击时，能迅速引导续流工频电弧转移至电极端部 燃烧，保护绝缘子串免于烧损。以llOkV和220kV架空输电线路绝缘子串并联间隙为例，工频大电流电弧试验结 果表明，短路电流为50kA、持续时间0. 2s时，球头挂环和碗头挂板与并联间隙电极连接部 位可保证连续多次被灼烧，除其表面稍有烟熏痕迹外，完全不影响并联间隙安装金具的机械性能和电气性能。图5示出本发明的单联碗头挂板的一个实施例的剖面图。其中，图5(a)为单联碗 头挂板的正面剖面图，图5(b)为单联碗头挂板的侧向剖面图。如图5所示，单联碗头挂板 包括帽窝51、单片挂板52，以及帽窝51和单片挂板52之间的并联间隙连接部53。图6示出本发明的单联加厚碗头挂板的一个实施例的剖面图。其中，图6(a)为单 联加厚碗头挂板的正面剖面图，图6(b)为单联加厚碗头挂板的侧向剖面图。如图6所示， 单联加厚碗头挂板包括帽窝61、单片挂板62，以及帽窝61和单片挂板62之间的并联间隙 连接部63，其中，单片挂板62被加厚。图7示出本发明的双联碗头挂板的一个实施例的剖面图。其中，图7(a)为双联碗 头挂板的正面剖面图，图7(b)为双联碗头挂板的侧向剖面图。如图7所示，双联碗头挂板 包括帽窝71、双联挂板72，以及帽窝71和双联挂板72之间的并联间隙连接部73。本发明的碗头挂板分可以包括单联碗头挂板(图5)、单联加厚型碗头挂板(图6) 和双联碗头挂板(图7)。根据需要选择不同的碗头挂板，以适应绝缘子串与导线连接所采 用线夹结构形式的不同，并满足连接导线所需的强度要求。例如，对于悬垂线夹和螺栓型耐 张线夹，可采用单联碗头挂板直接连接线夹。对于压接型耐张线夹，连接强度较大，可以采 用单联加厚碗头挂板和双联碗头挂板通过U形环、三角连板、调整板连接线夹。本领域的技术人员可以理解，本发明的球头挂环和碗头挂板，除了上述实施例中 示出的形状和结构，还可以具有其他的连接的并联间隙上、下电极的形状相对应的形状和 结构。本发明提供的架空输电线路绝缘子串并联间隙安装所使用的安装金具，具有安装 简单、灵活，接触可靠、热稳定好的特点，与现有绝缘子配套金具相比，具有较大的优势。图8示出使用本发明安装金具安装并联间隙的方法的一个实施例的流程图。如图8所示，在步骤802，加装并联间隙专用球头挂环，通过球头挂环的并联间隙 连接部连接并联间隙上电极。根据塔头结构和并联间隙安装方向的需要，可以将球头挂环 与平行挂板、直角挂板和U形环等组合安装，连接在杆塔上。稍后将结合图9和图10详细 介绍球头挂环与其他电力金具组合安装的示意图。在步骤804，加装并联间隙专用碗头挂板，通过碗头挂板的并联间隙连接部连接并 联间隙下电极。根据线夹的结构形式和连接导线所需的强度，选用单联碗头挂板、单联加厚 碗头挂板或双联碗头挂板。在步骤806，调整并联间隙上、下电极的方向，安装后使电极处于水平位置。如果在步骤802之前绝缘子串已经连接有球头挂环和碗头挂板，应该先拆除连接 绝缘子串所用的原球头挂环和碗头挂板。对于单个或双绝缘子串，并联间隙需要顺线方向安装时，可以采用球头挂环与平 行挂板或U形环组合安装。如果并联间隙需要垂直导线方向安装，可以采用球头挂环连接 直角挂板。图9示出球头挂环与平行挂板组合安装的示意图。如图9所示，从上到下依次包 括平行挂板7、球头挂环1、并联间隙上电极15、绝缘子串14、碗头挂板2、并联间隙下电极 16和悬垂线夹17。将球头挂环1与平行挂板7组合安装使用，以便于确定并联间隙上电极 的安装方向。
图10示出球头挂环与U形环组合安装的示意图。图10与图9的不同之处在于， 用U形环9代替平行挂板7，与球头挂环1配合安装使用，以便于确定并联间隙上电极的安 装方向。在上述步骤804中，安装绝缘子串并联间隙时，可采用单联碗头挂板直接连接悬 垂线夹(例如图11)或螺栓型耐张线夹(例如图12)，对于压接型耐张线夹(例如图13、 14、15)，可采用单联加厚碗头挂板与U形环连接，或采用双联碗头挂板与三角连板、调整板 连接等方式。但不仅限于上述连接方式。下面对图11至15进行详细的描述。图11示出本发明的悬垂绝缘子串并联间隙的一个安装示例的示意图。其中，图 11(a)为正面剖面图，图11(b)为侧向剖面图。如图11(a)所示，从上到下依次包括平行 挂板7、并联间隙上电极15、球头挂环1、绝缘子串14、单联碗头挂板3、并联间隙下电极16 和悬垂线夹17。将球头挂环1与平行挂板7组合安装使用，以便于确定并联间隙上电极的 安装方向。对应于悬垂线夹17，碗头挂板可以采用单联碗头挂板3。图12示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的一个安装示例的示意图。其中，图 12(a)为正面剖面图，图12(b)为侧向剖面图。如图12(a) (b)所示，从左到右依次包括U 形环9、并联间隙上电极15、球头挂环1、绝缘子串14、单联碗头挂板3、并联间隙下电极16、 和螺栓型耐张线夹18。将球头挂环1与U形环9组合安装使用，以便于确定并联间隙上电 极的安装方向。对应于螺栓型耐张线夹18，碗头挂板采用单联碗头挂板3。图13示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的另一个安装示例的示意图。其中，图 13(a)为正面剖面图，图13(b)为侧向剖面图。如图13所示，从左到右依次包括U形环9、 并联间隙上电极15、球头挂环1、绝缘子串14、单联加厚碗头挂板4、并联间隙下电极16、U 形环9、和压接型耐张线夹19。将球头挂环1与U形环9组合安装使用，以便于确定并联间 隙上电极的安装方向。对应于压接型耐张线夹19，碗头挂板采用单联加厚碗头挂板4。图14示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的再一个安装示例的示意图。其中，图 14(a)为正面剖面图，图14(b)为侧向剖面图。如图14所示，上图从左到右依次包括U形 环9、并联间隙上电极15、球头挂环1、绝缘子串14、双联碗头挂板5、并联间隙下电极16、三 角连板20、U形环9、调整板6、U形环9和压接型耐张线夹19。将球头挂环1与U形环9组 合安装使用，以便于确定并联间隙上电极的安装方向。对应于压接型耐张线夹19，碗头挂板 采用双联碗头挂板5。图15示出本发明的耐张绝缘子串并联间隙的又一个安装示例的示意图。其中，图 14(a)为正面剖面图，图14(b)为侧向剖面图。如图15所示，从左到右依次包括U形环9、 并联间隙上电极15、球头挂环1、绝缘子串14、双联碗头挂板5、并联间隙下电极16、调整板 6、U形环9和压接型耐张线夹19。将球头挂环1与U形环9组合安装使用，以便于确定并 联间隙上电极的安装方向。对应于压接型耐张线夹19，碗头挂板采用双联碗头挂板5。由于实际的杆塔和线夹的结构形式各异，球头挂环或碗头挂板应根据需要进行特 殊设计，碗头挂板与并联间隙连接部位的形状与并联间隙电极连接处的形状一致。球头或 碗头连接部位保证平面度和尺寸精度，安装后可紧密连接无松动，避免间隙闪络后在球头 或碗头连接处引起小电弧现象。因塔头结构不同，球头挂环可与绝缘子串配套金具组合安装，碗头挂板的结构随 线夹结构形式不同而异，满足根据需要进行设计的原则，且在金具的设计上，充分考虑了金具的耐电弧性能，及其与并联间隙电极连接的便利性。本发明的安装金具与并联间隙电极的连接方便快捷，满足施工现场的操作需要， 且制造成本低，应用效果好，为架空输电线路绝缘子串安装并联间隙防雷保护装置提供了 较好的解决方案。本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明 限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描 述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理 解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
权利要求
一种输电线路绝缘子串并联间隙的安装金具，其特征在于，包括并联间隙连接部，用于连接并联间隙的电极。
2.根据权利要求1所述的安装金具，其特征在于，所述并联间隙连接部具有与所述并 联间隙的电极相对应的形状。
3.根据权利要求1所述的安装金具，其特征在于，所述并联间隙连接部的横截面为菱 形或平板形状。
4.根据权利要求1所述的安装金具，其特征在于，所述并联间隙连接部的横截面为菱 形，所述菱形的角被削平，连接部位平滑。
5.根据权利要求1所述的安装金具，其特征在于，所述并联间隙连接部的横截面为平 板形状，所述并联间隙连接部经过加宽、圆角过渡加工，和/或开有安装孔。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的安装金具，其特征在于，所述安装金具为球头 挂环；所述并联间隙连接部位于所述球头挂环的脚球和环之间。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的安装金具，其特征在于，所述安装金具为碗头 挂板；所述并联间隙连接部位于所述碗头挂板的脚球和挂板之间。
8.根据权利要求7所述的安装金具，其特征在于，所述碗头挂板为单联碗头挂板、单联 加厚碗头挂板、或双联碗头挂板。
9.一种输电线路绝缘子串并联间隙的安装方法，其特征在于，包括加装球头挂环，通过所述球头挂环的并联间隙连接部连接所述并联间隙上电极；加装碗头挂板，通过所述碗头挂板的并联间隙连接部连接所述并联间隙下电极；调整所述并联间隙上、下电极的方向，使得所述并联间隙的上、下电极处于水平位置。
10.根据权利要求9所述的安装方法，其特征在于，还包括所述球头挂环与平行挂板、U形环、或直角挂板组合安装使用，以便确定所述并联间隙 上电极的安装方向。
11.根据权利要求9或10所述的安装方法，其特征在于，还包括根据绝缘子串与导线连接所采用线夹结构形式的不同和连接导线所需的强度要求，选 择单联碗头挂板、单联加厚碗头挂板、或双联碗头挂板。
全文摘要
本发明公开一种输电线路绝缘子串并联间隙的安装金具及其安装方法。该安装金具包括并联间隙连接部，用于连接并联间隙的电极。并联间隙安装金具包括并联间隙专用球头挂环和碗头挂板，在球头挂环和碗头挂板与并联间隙电极连接的部位设计为菱形或平板形状，连接相应形状的并联间隙上、下电极。本发明的球头挂环可与平行挂板和U形挂环等金具进行组合安装，以满足并联间隙上电极与不同塔头结构的杆塔连接的需要；根据不同结构的绝缘子串连接导线所使用的线夹的结构形式，及连接导线所需的强度要求，碗头挂板分为单联、单联加厚型和双联碗头挂板。本发明的安装金具与并联间隙电极的连接方便快捷，满足施工现场的操作需要，且制造成本低，应用效果好。
文档编号H02G1/02GK101877462SQ20091024142
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者叶宽, 张志刚, 张翠霞, 李红, 杨锦航, 王献丽, 葛栋, 陈维江, 颜湘莲, 高克利 申请人:中国电力科学研究院;北京市电力公司