帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力保護技術領域，設及到一種帶串聯(lián)間隙的避雷器，具體設及一種 帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電力線路的增加，因雷擊引起的線路跳閩事故日益增多。線路避雷器在線路 防雷中發(fā)揮了重要作用。帶串聯(lián)間隙避雷器由避雷器本體與外間隙串聯(lián)組成，避雷器本體 只在間隙放電時才承受工作電壓的作用。工作電壓下，避雷器間隙與本體承擔的電壓按照 各自電容分壓。間隙與本體相比，本體容抗起主導作用，本體在運行電壓下承擔的電壓很 小，電阻片無劣化問題。因而，對有間隙避雷器具有可靠性高，運行壽命長等優(yōu)點，在線路防 雷保護上得到迅速的發(fā)展。帶串聯(lián)間隙避雷器在架空電力線路中應用的關鍵在于保持合適 的間隙距離，而該間隙距離受外界因素，例如海拔高度、干濕度等因素的影響，應做相應調 整；同樣，也需要根據(jù)被保護對象的絕緣水平而對間隙距離做相應調整目前，國內使用的帶 串聯(lián)間隙避雷器大多僅僅粗略的給出了間隙距離的范圍，缺乏理論的指導依據(jù)。

【發(fā)明內容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方 法，通過正態(tài)分布模型，得到間隙距離最合適的范圍。
[0004] 本發(fā)明的技術方案是：一種帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，包括如下步 驟：步驟一：對絕緣子串多次閃絡的試驗數(shù)據(jù)，按照正態(tài)概率分布的方法進行處理，得到任 意擊穿概率的放電電壓值；步驟二：計算避雷器串聯(lián)間隙的50%放電電壓化S5。％，化S5D% = 化+UimA)卻1，其中，lU。％為串聯(lián)間隙的50 %沖擊放電電壓，lu為避雷器本體的直流1mA 參考電壓，m為配合系數(shù)；步驟S:同樣按照正態(tài)分布的方法，對不同距離間隙的多次閃絡 電壓值進行處理，得到對應間隙的50%放電概率的放電電壓，WUuw%為參照，在正態(tài)分布 范圍內選擇一個間隙距離。所述步驟一中選取50%放電概率的放電電壓。所述步驟二中 配合系數(shù)m為1. 2。所述步驟一具體為：a記錄某一間隙下的20組重復擊穿數(shù)據(jù)，記為Ni =扣，ri2,rv'.nz。] ;b調用Matl油軟件中的函數(shù)[ji，0 ] =normfiUNi),擬合出該列數(shù) 據(jù)服從正態(tài)分布的均值y和方差0;c調用函數(shù)Us〇%=norminv(0. 5,y，0)和U〇.i% = norminv(0. 001，y，0)可分別計算出服從正態(tài)分布的50%W及0. 1%擊穿概率的擊穿電 壓值。所述步驟a中，實驗電壓由低往高施加，沒有發(fā)生閃絡時，增加5kV電壓繼續(xù)施加， 知道發(fā)生閃絡，記錄下雷電擊穿閃絡電壓恥在每種類型的絕緣子下，重復20次，得到一組 實驗數(shù)據(jù)，然后對實驗數(shù)據(jù)采用正態(tài)分布的方法進行處理，得到絕緣子串50%閃絡概率的 放電電壓。所述試驗用絕緣子選用盤形懸式絕緣子串，采用13片XP-70絕緣子，為220kV 輸電線路最小片數(shù)的絕緣子串，單片XP-70絕緣子高度為146mm，傘徑為255mm，13片XP-70 絕緣子串干弧距離為1902mm。所述試驗用絕緣子選用棒形懸式復合絕緣子，F(xiàn)XB1-220/100， 兩邊帶防暈環(huán)，環(huán)徑為360mm，干弧距離為1968mm。所述試驗用絕緣子選用線路避雷器， YHlOCX-192/520,避雷器本體高度為1980mm，實驗時，間隙距離調到最大值950mm。所述避 雷器的間隙距離設置±50mm的調節(jié)范圍。 陽0化]本發(fā)明有如下積極效果：通過正態(tài)分布模型，得到間隙距離最合適的范圍。
【具體實施方式】
[0006] 下面通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所設及的各構件的形狀、構 造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方 法等，作進一步詳細的說明，W幫助本領域技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術方案有更完 整、準確和深入的理解。
[0007] 避雷器的串聯(lián)間隙設計原則有串聯(lián)間隙避雷器間隙距離的確定，需要滿足W下 =個條件。雷電沖擊下，間隙應可靠動作，保證被保護絕緣子串免于雷擊閃絡。為滿足運 一要求，可把間隙距離選擇小一些，使避雷器和絕緣子串在雷電沖擊下有較大的配合裕 度。能夠耐受暫時過電壓和部分操作過電壓。為滿足運一要求，串聯(lián)間隙距離應足夠大， 保證避雷器在暫時過電壓和操作過電壓下不動作，避雷器本體在異常情況下出現(xiàn)故障時， 間隙能可靠隔離。雷擊使間隙動作后，在系統(tǒng)工頻恢復電壓下間隙應在1~2個工頻周期 內可靠地焰滅工頻續(xù)流。要滿足運一要求，除了間隙距離要適度外，還與避雷器本體的參 考電壓有關。
[0008] 線路型串聯(lián)間隙避雷器的50%雷電沖擊放電電壓化約等于串聯(lián)間隙的50%雷 電沖擊放電電壓Ulg日。％與避雷器本體直流之和。即UL日。％ =化G5。％ +Ul"A，線路絕緣子串的 50%雷電沖擊放電電壓化5日。％與線路避雷器與化日。％的配合系數(shù)取1.2，則恥日。％=1.2化。5〇% =1. 2化+UiJ，則則串聯(lián)間隙的馬即瑞:-UimA。由此可見，要確定串聯(lián)間隙 的間隙距離，需要確定串聯(lián)間隙的50%沖擊放電電壓化。5。％，而間隙的50%沖擊放電電壓Uus。％又由絕緣子串的50 %沖擊放電電壓化和雷器本體直流UimA共同確定。
[0009] 間隙確定方法包括=個步驟，步驟一：對絕緣子串多次閃絡的試驗數(shù)據(jù)，按照正態(tài) 概率分布的方法進行處理，得到任意擊穿概率的放電電壓值；步驟二：計算避雷器串聯(lián)間 隙的50 %放電電壓化畫，Uls日。％ =化G5。％+UiJ*m，其中，化讓為串聯(lián)間隙的50 %沖擊放電 電壓，UimA為避雷器本體的直流1mA參考電壓，m為配合系數(shù)；步驟S:同樣按照正態(tài)分布的 方法，對不同距離間隙的多次閃絡電壓值進行處理，得到對應間隙的50%放電概率的放電 電壓，W化s?%為參照，在正態(tài)分布范圍內選擇一個間隙距離。
[0010] 步驟一具體為：a記錄某一間隙下的20組重復擊穿數(shù)據(jù)，記為Ni= [ni，ri2， 叫…n2。] ;b調用Matl油軟件中的函數(shù)[y，0] =normfit(Ni)，擬合出該列數(shù)據(jù)服 從正態(tài)分布的均值y和方差0;c調用函數(shù)Uso% =norminv(0. 5,y，0)和U0.1% = norminv(0. 001，y，0)可分別計算出服從正態(tài)分布的50%W及0. 1%擊穿概率的擊穿電 壓值。
[0011] 因串聯(lián)間隙避雷器需在安裝現(xiàn)場調整間隙距離，考慮其間隙在桿塔上的可調節(jié) 余量，因此避雷器的間隙距離考慮±50mm的調節(jié)范圍。
[0012] 試驗用絕緣子選用盤形懸式絕緣子串、棒形懸式復合絕緣子和線路避雷器，盤形 懸式絕緣子串采用13片XP-70絕緣子，為220kV輸電線路最小片數(shù)的絕緣子串，單片XP-70 絕緣子高度為146mm，傘徑為255mm，13片XP-70絕緣子串干弧距離為1902mm。棒形懸式復 合絕緣子，F(xiàn)XB1-220/100,兩邊帶防暈環(huán)，環(huán)徑為360mm，干弧距離為1968mm。線路避雷器， YH10CX-192/520,避雷器本體高度為1980mm，實驗時，間隙距離調到最大值950mm。
[0013] 上面對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制， 只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā) 明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一：對絕緣子串多次閃絡的試驗數(shù)據(jù)，按照正態(tài)概率分布的方法進行處理，得到任 意擊穿概率的放電電壓值； 步驟二：計算避雷器串聯(lián)間隙的50%放電電壓Ulsso%jUls50 - (Ulg50+UlnA) *m，其中，Uuiaw為串聯(lián)間隙的50 %沖擊放電電壓，U1bia為避雷器本體的直流ImA參考電壓，m為配合系 數(shù)； 步驟三：同樣按照正態(tài)分布的方法，對不同距離間隙的多次閃絡電壓值進行處理，得到 對應間隙的50%放電概率的放電電壓，以14SM%為參照，在正態(tài)分布范圍內選擇一個間隙距 離。2. 根據(jù)權利要求1所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述步 驟一中選取50 %放電概率的放電電壓。3. 根據(jù)權利要求1所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述步 驟二中配合系數(shù)m為1.2。4. 根據(jù)權利要求2所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述步 驟一具體為：a記錄某一間隙下的20組重復擊穿數(shù)據(jù)，記為N1=[npn2,rv"n2。] ;b調用 Matlab軟件中的函數(shù)[y, 〇] =Iiormfit(N1),擬合出該列數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布的均值y和 方差〇;。調用函數(shù)115。％=11〇1'111；[11￥(0.5，11，〇)和1]。. 1%=11〇1'111；[11￥(0.001，11，〇)可分別 計算出服從正態(tài)分布的50%以及0. 1 %擊穿概率的擊穿電壓值。5. 根據(jù)權利要求4所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述步 驟a中，實驗電壓由低往高施加，沒有發(fā)生閃絡時，增加5kV電壓繼續(xù)施加，知道發(fā)生閃絡， 記錄下雷電擊穿閃絡電壓U1，在每種類型的絕緣子下，重復20次，得到一組實驗數(shù)據(jù)，然后 對實驗數(shù)據(jù)采用正態(tài)分布的方法進行處理，得到絕緣子串50%閃絡概率的放電電壓。6. 根據(jù)權利要求5所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述試 驗用絕緣子選用盤形懸式絕緣子串，采用13片XP-70絕緣子，為220kV輸電線路最小片數(shù) 的絕緣子串，單片XP-70絕緣子高度為146mm，傘徑為255mm，13片XP-70絕緣子串干弧距離 為 1902mm。7. 根據(jù)權利要求5所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述試 驗用絕緣子選用棒形懸式復合絕緣子，F(xiàn)XB1-220/100,兩邊帶防暈環(huán)，環(huán)徑為360mm，干弧距 離為 1968mm。8. 根據(jù)權利要求5所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述試 驗用絕緣子選用線路避雷器，YH10CX-192/520,避雷器本體高度為1980mm，實驗時，間隙距 離調到最大值950mm。9. 根據(jù)權利要求1所述的帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法，其特征在于，所述避 雷器的間隙距離設置±50mm的調節(jié)范圍。
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶串聯(lián)間隙避雷器間隙距離確定方法,包括如下步驟：步驟一：對絕緣子串多次閃絡的試驗數(shù)據(jù)，按照正態(tài)概率分布的方法進行處理，得到任意擊穿概率的放電電壓值；步驟二：計算避雷器串聯(lián)間隙的50％放電電壓ULS50％,ULS50％＝(ULG50％+U1mA)*m，其中，ULG50％為串聯(lián)間隙的50％沖擊放電電壓，U1mA為避雷器本體的直流1mA參考電壓,m為配合系數(shù)；步驟三：同樣按照正態(tài)分布的方法，對不同距離間隙的多次閃絡電壓值進行處理，得到對應間隙的50％放電概率的放電電壓，以ULS50％為參照，在正態(tài)分布范圍內選擇一個間隙距離。本發(fā)明通過正態(tài)分布模型，得到間隙距離最合適的范圍。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN105182195
【申請?zhí)枴緾N201510536088
【發(fā)明人】陳波
【申請人】蕪湖市凱鑫避雷器有限責任公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月26日