全覆盖型架空输电线防雷装置制造方法
【专利摘要】一种全覆盖型架空输电线防雷装置，包括，设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线，所述避雷线为三根：中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方，左、右两根避雷线左右对称设置，其中，左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为0°。本装置对三相输电线的避雷保护无死角、更全面，具有改造成本低、施工方便、防雷保护更可靠的特点。
【专利说明】全覆盖型架空输电线防雷装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及防雷击装置，特别是电力架空输电线的改进、全覆盖型避雷装置。【背景技术】
[0002]雷云放电在电力系统中引起雷击过电压，或称大气过电压。
[0003]架空线路中常见的过电压有两种:第一种是雷击发生在架空线附近，通过电磁感应在输电线上的过电压；第二种是雷电直接击打在导线上产生的过电压。具体情况有三种:
[0004]1、雷击杆塔顶部；2、雷击避雷线空间部分；3、绕过避雷线击于导线。
[0005]雷击故障按性质又分为两种:
[0006]I)、可恢复:雷击闪络发生后，由于空气绝缘强度恢复，重合闸投入成功；
[0007]2)、永久性:因绝缘子脱落、导线断裂等严重故障发生，重合闸投入失败。
[0008]雷电打击会给电力设施带来不同形式的损伤和破坏，如下:
[0009]雷击造成过电压，都可能对绝缘子、输电线造成损伤，故一般会引起重合闸保护动作。
[0010]雷击会引起绝缘子闪络放电，对瓷质表面造成烧伤脱落；对玻璃绝缘子造成网状裂纹；对铁件造成熔化痕迹等，都将使绝缘强度大幅降低。
[0011]雷电击打在输电线或避雷线上，可能会引起断股甚至断裂，使输电工作无法进行。
[0012]雷电击打在通过内部铁芯接地的水泥杆塔上时，强烈的雷电流有可能弓I起杆体爆裂，造成主网跳闸等。
[0013]以上损伤，可能造成保护动作，报警或跳闸停运，所以，危害非常大。
[0014]雷电是影响输电线安全的重要因素，长期以来占据线路故障跳闸的首位。雷电是大气活动的自然过程，迄今还不可控制。但我们可以通过对常发事故进行分析，寻找雷击规律，加强防范，这是可以做到的。易遭雷击破坏重点记录如下:
[0015]I)、处于高山峻岭的半山区或峰顶的杆塔；
[0016]2)、处于水塘、水库附近的输电线路；
[0017]3)、大跨越杆塔，如跨越800米以上的山岭或江河湖泊的杆塔；
[0018]4)、安装在接地电阻高的杆塔，如岩石塔基及输电线等。
[0019]避雷线对于输电线路的保护是最有效和最基本的措施，避雷线能防止雷电直击导线，同时还具有分流作用，用来减少流经塔杆的雷击电流。
[0020]图1-A、图1-B是常见的两种高压输电线与铁塔型结构，其中图1-A是猫头鹰式，输电线为三角形排列，图1-B是羊角形式，输电线为水平排列。图1-A、图1-B中序号标记相同，I是铁塔，2是输电线，3是绝缘瓷瓶，4是避雷线。
[0021]以原220kV输电线为例，对该电压等级现普遍采用双避雷线，在每基杆处接地，如图1-A、图1-B右上角，避雷线对导线保护角α小于等于25°。
[0022]220kV输电线两根等高避雷线的保护范围如图2所示。[0023]避雷线环形保护角范围用下面公式确定:
[0024]rx = ha = (h_hg) p
[0025]图2及式中标记:h是避雷线高度，ha是地线到输电线距离，hg是导线对地高度，D为两根避雷线间的水平距离，α是避雷线保护角，P为高度修正系数。
[0026]架空输电线上，避雷线的保护范围请见图1-Β、图2，用保护角α来表示。保护角是避雷线的铅垂线与避雷线和边导线的夹角。显然，理论上，当α越小，雷击导线的概率就越低，避雷线对导线的屏蔽保护也就越充分可靠。但是，实际中，α太小，输电线随风摆动时会脱离避雷线的保护范围。
[0027]我们现举实例说明:图2中，在220kV输电线中按常规布局，杆塔高h约20米左右，两根避雷线间距离D是5米，避雷线与输电线的距离ha取5米，相邻两输电线间距离是
4.5— 5米，保护角取25°正切值查证为0.4663，由此可以计算出输电线可偏移外支距离X的长度为:
[0028]X = tg α.ha = 0.4663 x 5 = 2.33 (米)；
[0029]因为线间距、地线导线距、保护角等都相应有规定约束，故此X数值的计算式和计算结果则有特殊意义，它使在设计安装时有参考和遵守依据。否则，在工作中很容易马虎忽略，而一旦超出此数据，即偏移、支出过多，便在避雷线保护角外了，将会加重雷击过电压，增加跳闸次数等，所以，实施中需充分注意。
[0030]图2中，左避雷线位于左输电线的右上方，右避雷线位于右输电线的左上方。
[0031]现有的避雷方式仍然存在缺陷，如尺寸配合不当等，依然不能满足防雷需要。
[0032]图3是图2的A、B、C三相完整补充图。从图3中可以看到几点:
[0033]1、A相C相在25°避雷线保护角内，而B相虽然在避雷线交叉掩盖下，但严格观察，它却在保护角外；
[0034]2、在高山峻岭和江河湖泊，电力杆塔往往跨度大，输电线弧垂重，随风吹摆度最大，导线平时在保护角内，但在强风吹刮下完全可能超出保护范围；
[0035]3、江河湖泊无遮拦无阻隔，雷电可以直击、斜击、饶击等，从不同方向打向杆塔和输电线。
[0036]故以上是遭受雷击最厉害，电力设施受损最严重，跳闸率最高的地方。既然如此，我们为什么不能突破现有双根避雷线的结构形式，采取必要的改进措施呢。
实用新型内容
[0037]本实用新型的目的是提供一种全覆盖型架空输电线防雷装置，以使左右输电线在摆动时也不会脱离避雷线的保护范围，且使中间输电线不会处于避雷线的保护范围以外。
[0038]本实用新型的目的是这样实现的:一种全覆盖型架空输电线防雷装置，包括，设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线，所述避雷线为三根:中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方，左、右两根避雷线左右对称设置，其中，左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为O。(即左边一根避雷线位于左边一根输电线的正上方)。
[0039]所述输电线为220kV时，保护角α为O。，所述左边一根避雷线与左边一根输电线的垂直距离为5m，相邻两根输电线之间的距离为4.66m。
[0040]本实用新型的有益效果是:本装置将原有的两根避雷线增加为三根，如图3中，将左边避雷线的位置从①外移到与③垂直，将右边避雷线的位置从②外移到与④垂直，腾出中间一条避雷线的位置，增加上第三根与B相垂直的避雷线，形成新的避雷防护结构，如图4所示，这样，毫无疑问，避雷保护角扩大，保护范围拓宽，既无死区，又在导线被风吹摆动中也仍在避雷保护范围内，由此对多方向来的雷击都有很好的防范保护作用。改造容易，施工难度低。
[0041]不论是铁塔还是水泥杆，把原有金属横担加长，位置空间完全允许，不论是更换还是焊接，技术上没有难度，经费上投入极少，可起到的作用却是非同小可，使雷击跳闸率降低一半以上，防雷功能登上了一个崭新的台阶！对现有避雷系统具有一定的灵活性。
[0042]避雷线是区域性工作，不像输电线需要连续性，贯通性，故增加与否还可选择。比如，我们可以在高山峻岭和江河湖泊雷击多，雷击厉害，跳闸率大的地方增加为三根避雷线，而在平原、跨度小、雷击少的地方，亦可保持两根避雷线，维持原有结构状态。这样的灵活性，有利于针对不同环境、不同需要采取不同方案，所以，又是一项拿得起、放得下的功能特色。
[0043]本装置在常规防雷中已做了一些独到、有益的工作，比如对接地电阻大的地带，提出了运用耦合型及接地网的处理方式，同时在避雷线与输电线位置设计中，充分考虑保护角范围，给出了正切计算式，以确定导线可偏移长度。在对高山湖泊雷电多发区，更提出了增设为三根避雷线，扩展保护范围的新举措。这些都具有极大实用价值，有效提高防雷技术，大幅度增强高空电缆的安全运行水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1-A，图1-B分别是输电线三角形排列和水平排列情况下的避雷线布置示意图。
[0045]图2是图1-A、图1-B的避雷保护角示意图。
[0046]图3是图1-B所示三相输电线情况下避雷保护示意图。
[0047]图4是本装置避雷线布置与保护范围示意图。
【具体实施方式】
[0048]图4示出，一种全覆盖型架空输电线防雷装置，包括，设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线4，所述避雷线4为三根:中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方，左、右两根避雷线左右对称设置，其中，左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为0° (即左边一根避雷线位于左边一根输电线的正上方)；右边一根避雷线对右边一根输电线的保护角α为O。(即右边一根避雷线位于右边一根输电线的正上方)。所述输电线为220kV时，保护角α (常规是20-30° )改进为0°，所述左边一根避雷线与左边一根输电线的垂直距离为5m，相邻两根输电线之间的距离为4.66m(2x计算值)。左边一根避雷线从图2中原始位置水平向左移动2.33m。
[0049]图4示出，经三根避雷线改造后，很明显，输电线保护范围如图中圆弧面，全面增大，已无死区。
[0050]经三根避雷线改进后，因保护角为0°，保护范围增大，故还产生出一种新的特点:A、B、C三相输电线之间的距离可以不受改前(保护角为25。时)计算值4.66m的约束，比如可以取为整数5m等，这样，在下料、装配、制作等方面变得更宽松、更方便、更灵活。
【权利要求】
1.一种全覆盖型架空输电线防雷装置，包括，设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线(4)，其特征是，所述避雷线(4)为三根:中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方，左、右两根避雷线左右对称设置，其中，左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为O。。
2.根据权利要求1所述的全覆盖型架空输电线防雷装置，其特征是，所述输电线为220kV时，保护角α为0°，所述左边一根避雷线与左边一根输电线的垂直距离为5m，相邻两根输电线之间的距离为4.66m。
【文档编号】H02G13/00GK203826907SQ201420173720
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】沈澜, 万刚, 魏文伟 申请人:国家电网公司, 国网四川省电力公司内江供电公司