專利名稱：用于高壓架空線路的v型絕緣子串的并聯(lián)間隙裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種用于高壓架 空線^各的v型絕鄉(xiāng)彖子串及其并聯(lián)間隙裝置。
背景技術(shù)：
架空送電線路防雷防污一直是電力工作者努力研究的課題。近 年來，雷電故障和污穢故障仍然是影響線^各安全運(yùn)行的主要因素之 一。雷擊閃絡(luò)或污穢閃絡(luò)后的工頻續(xù)流會損壞絕》彖子，造成零值絕 緣子甚至絕緣子掉串停電事故，給線路運(yùn)行維護(hù)帶來困難。
架空送電線^各現(xiàn)有的防雷措施有架設(shè)避雷線、降低桿塔接地 電阻、加強(qiáng)絕緣、加裝耦合地線、安裝線^各避雷器等。其核心思想 是盡可能地提高線^各的耐雷水平，減少雷擊跳閘率。這些防雷4晉施 可歸納為"堵塞型"防雷^f呆護(hù)方式。對于我國早期電網(wǎng)的網(wǎng)架薄弱、 性能差的實(shí)際情況，防雷保護(hù)僅采用"堵塞型"方式是合適的。近 年來，我國電網(wǎng)快速發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越來越強(qiáng)；且隨著技術(shù)進(jìn)步， 變電站已大量4吏用SF6斷^各器，繼電保護(hù)孩t機(jī)化，重合閘裝置獲得 普遍使用，此時(shí)若仍沿用"堵塞型，，防雷保護(hù)方式，已顯得不夠全 面。
"絕緣子并聯(lián)間隙防雷"這一 "疏導(dǎo)型"的防雷方式，其核心 思想是允許線路有一定的雷擊跳閘率。采用間隙裝置與絕緣子串并聯(lián)，雷電能量由間隙放電釋放，疏導(dǎo)工頻電弧。雖有雷擊閃絡(luò)，而 重合閘能夠成功，無永久性故障。
并聯(lián)間隙的防雷保護(hù)原理為在絕鄉(xiāng)彖子串兩端并聯(lián)一對金屬電
極(又稱招弧角/引弧角)，構(gòu)成保護(hù)間隙，通常保護(hù)間隙的距離小于 絕緣子串的串長。架空線路遭雷擊時(shí)，絕緣子串上產(chǎn)生很高的雷電 過電壓，但因保護(hù)間隙的雷電沖擊放電電壓低于絕緣子串的放電電 壓，i丈j呆護(hù)間隙首先方丈電。4矣續(xù)的工頻電卩瓜在電動力和熱應(yīng)力作用 下，通過并聯(lián)間隙所形成的放電通道， 一皮引至招弧角端部，固定在 招弧角端部燃燒，乂人而^f呆護(hù)絕纟彖子免于電弧灼燒。
并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝置應(yīng)具有引導(dǎo)雷電放電、轉(zhuǎn)移疏導(dǎo)工頻電 弧、均勻工頻電場三種功能，這與組成并聯(lián)間隙招弧角的形狀和尺 寸有很大關(guān)系。例如日本的并聯(lián)間隙將原有的絕緣子串短接較多，
其Z/Z0大多在75 ~ 85%的范圍內(nèi)，據(jù)計(jì)算，若采用Z/Z0為75%的 間隙，會導(dǎo)致線路的雷擊跳閘率比規(guī)程值提高30%以上，不適用我
國車lr電線^各。
圖i示出了現(xiàn)有技術(shù)中的110kV架空線路并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝
置外形結(jié)構(gòu)(i型串)。
"架空線路并耳關(guān)間隙防雷保護(hù)裝置"主要針對絕纟彖子單串(i型
串)。主要由上下電才及組成，電才及材沖牛采用Q235 ,友素鋼，鋼棍直徑 13 19mm之間。上電極與絕緣子串接地側(cè)的球頭掛環(huán)相連接，為 避免上電極與球頭掛環(huán)之間的相對運(yùn)動，球頭掛環(huán)中部的截面設(shè)計(jì) 為菱形，上電招Jf關(guān)，接端也i殳計(jì)成相應(yīng)的形狀，如圖2、圖3所示。 上電極遠(yuǎn)離絕緣子串的一端略微上翹，稱為針形。下電極端部的形 狀隨電壓等級而不同。110kV下電4及i殳計(jì)為^求形。220kV下電才及的 端部分為兩叉，稱為PS型。
5上述4支術(shù)方案的*夾點(diǎn)如下
(1) 未考慮適用于"V"形絕^彖子串的并聯(lián)間隙
"架空線路并4關(guān)間隙防雷保護(hù)裝置"的大量試-驗(yàn)和理i侖計(jì)算都
是針對絕緣子單串(I型)帶并聯(lián)間隙。"V"形絕緣子串帶并聯(lián)間隙 需要重新進(jìn)行試驗(yàn)研究。V型絕緣子串如圖4所示。
(2) 未考慮絕緣子并聯(lián)間隙在工頻續(xù)流時(shí)的熱穩(wěn)定性要求
而隨著城網(wǎng)的不斷發(fā)展，220kV系統(tǒng)的短^各電流越來越大，其 三相短路電流計(jì)算值也已超過50kA;而110kV系統(tǒng)的短^各電流也 達(dá)到30kA以上，且某些110kV線路的繼保斷開時(shí)間較長。這對絕 緣子并聯(lián)間隙在接閃工頻續(xù)流提出了較高的熱穩(wěn)定性能要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種用于高壓架空線路的V型絕緣子串 的并if關(guān)間隙裝置，能夠解決上述的熱穩(wěn)、定性問題。
在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，提供了本實(shí)用新型提供了一種用于 高壓架空線路的V型絕緣子串的并聯(lián)間隙裝置，其處于串接的絕緣 子之間，并耳關(guān)間隙裝置的外形為招弧角外形。
優(yōu)選的，高壓架空線路為220kV, V型絕緣子串為2x 16片絕 全彖子，招 瓜角外形的幾4可尺寸為Z『146xl6mm; Z=146xl4mm; Xc=490mm; XP=570mm; Yc=219mm; YP=73mm; Z/Z0=0.875。^尤選的，高壓架空線路為110kV, V型絕纟彖子串為2x9片絕 纟彖子，招 瓜角夕卜形的幾4可尺寸為Z0=146x9mm; Z=146x7.5mm; Xc=400mm; XP=450mm; Yc=146mm; YP=73mm; Z/Zo=0.833。
優(yōu)選的，招弧角外形的上招弧角為針型端部上翹。
優(yōu)選的，高壓架空線路為110kV,招弧角外形的下招弧角端部
為球形。
優(yōu)選的，5求形的直徑為30 50mm。
優(yōu)選的，高壓架空線路為220kV，招弧角外形的下招弧角端部 為帶害谷口的橢圓形。
優(yōu)選的，帶豁口的橢圓形在下招弧角總長度的1/3處開始分叉， 兩分叉的夾角小于等于45。，端部留有25 35mm的豁口。
該并聯(lián)間隙裝置的熱穩(wěn)定性較好。


此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成 本申請的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本 實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中
圖l示出了現(xiàn)有技術(shù)中的110kV架空線路并聯(lián)間隙防雷保護(hù)裝 置外形結(jié)構(gòu)(I型串)；
圖2示出了圖1中的絕緣子并聯(lián)間隙上招弧角外形圖3示出了圖1中的^l頭掛環(huán)外形圖；圖4示出了 V型絕緣子串組裝圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的V型絕緣子串并聯(lián)間隙上招弧 角外形圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的llOkV線路V型絕緣子串并 耳關(guān)間隙下招卩瓜角外形圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的220kV線路V型絕緣子串并 耳關(guān)間隙下招弧角外形圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的V型絕緣子串用并聯(lián)間隙球頭 掛板；
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的V型絕緣子串用并聯(lián)間隙碗頭掛板。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)i兌明本實(shí)用新型。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的V型絕緣子串并聯(lián)間隙上招弧 角外形圖，該并4關(guān)間隙裝置的外形為招弧角外形。
并耳關(guān)間隙的招弧角形狀i殳計(jì)流暢，沒有小角度彎曲，保i正了電 弧移動過程中的速度。采用招弧角與V型絕緣子串并聯(lián)，使雷電沿 間隙放電，疏導(dǎo)工頻電弧，保護(hù)絕緣子免于燒傷，是傳統(tǒng)輸電線路 防雷保護(hù)措施的有力補(bǔ)充。本實(shí)施例設(shè)計(jì)的V型并聯(lián)間隙招弧角， 在允許的短^各時(shí)間內(nèi)，將工頻電弧引出，可明顯減少線^各由于雷擊 或污閃造成的絕纟彖子損壞。
84尤選的，高壓架空線路為220kV, V型絕全彖子串為2 x 16片絕 纟彖子，招 瓜角外形的幾何尺寸為Z0=146xl6mm; Z=146xl4mm;
Xc=490mm; XP=570mm; Yc=219mm; YP=73mm; Z/Zo=0.875。
優(yōu)選的，高壓架空線路為110kV， V型絕緣子串為2x9片絕 緣子，招弧角外形的幾何尺寸為Zfl46x9mm; Z=146x7.5mm;
Xc=400mm; XP=450mm; Yc=146mm; YP=73mm; Z/Z0=0.833。
下表是并聯(lián)間隙招弧角幾何尺寸列表
絕緣子串Zo /mmZ /mmXc /mmxP /mmYc /mmYP /mmz/z0
220kV V型 串146x16146x14490570219730.875
llOkV V型 串146x9146x7.5400450146730.833
招弧角形狀不同的間隙在雷電放電電壓(1150%值)與放電路徑方 面，無明顯差別。
優(yōu)選的，招弧角外形的上招弧角為針型端部上翹。
上招弧角均采用針型端部上翹，這樣的設(shè)計(jì)使得并聯(lián)間隙的Z 值不會因上招弧角端部的燒蝕而改變。
llOkV絕》彖子并聯(lián)間隙的下招f瓜角端部可采用J求形，以增加其 耐電弧燒蝕的能力。球直徑可為30 50mm。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明 實(shí)施例的llOkV線路V型絕纟彖子串并聯(lián)間隙下招弧角外形圖。圖8 示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的V型絕緣子串用并聯(lián)間隙球頭掛板。
220kV絕纟彖子并聯(lián)間隙的下招 瓜角可i殳計(jì)為帶害谷口的橢圓形 (在下招弧角總長度的1/3處開始分叉，兩分叉的夾角小于等于45度，端部留有25 35mm的豁口)，豁口可避免電弧轉(zhuǎn)移速度太t曼。 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的220kV線路V型絕緣子串并聯(lián)間 隙下招弧角外形圖。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的V型絕緣子串 用并聯(lián)間隙碗頭桂板。
這兩種間隙可用于220kV的2x16片絕^彖子懸垂V型串， llOkV的2x9片絕緣子懸垂V型串。并聯(lián)間隙裝置由上、下招弧 角組成。上招弧角的一端與絕緣子串接地側(cè)的球頭掛環(huán)相聯(lián)接。下 招弧角與絕緣子串導(dǎo)線側(cè)的碗頭相聯(lián)接。V型串并聯(lián)間隙裝置的招 弧角沿著導(dǎo)線對稱放置。
110kV、 220kV架空線路V型絕緣子串用并聯(lián)間隙招弧角的外 形示意圖如圖5~圖9所示。在并聯(lián)間隙聯(lián)接金具(球頭、碗頭)的 設(shè)計(jì)上，原則上盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)件，再根據(jù)需要對某些金具進(jìn)行特 殊設(shè)計(jì)。圖8和圖9是V型絕緣子串用并聯(lián)間隙球頭桂板和碗頭掛板。
在實(shí)踐當(dāng)中，為保證110kV、 220kV架空線路V型絕緣子串用 并聯(lián)間隙在雷閃或污閃時(shí)起到保護(hù)絕緣子的作用，應(yīng)該進(jìn)行雷電沖 擊(Uso。/。)及伏秒特性試-驗(yàn)和工頻大電流燃弧特性試驗(yàn)。申請人對所
發(fā)明的間隙裝置進(jìn)行了雷電沖擊(U5線)及伏秒特性試驗(yàn)和工頻大電
流燃弧特性試驗(yàn)。對并聯(lián)間隙試品進(jìn)行了雷電沖擊放電電壓(Uso。/。) 試驗(yàn)。
①雷電沖擊(Uso。/。)試驗(yàn)是要研究在絕緣子串兩端并聯(lián)間隙后， 雷電沖擊》文電是否發(fā)生在招弧角端部空氣間隙上。通過試 一驗(yàn)觀察， 雷電波閃絡(luò)路徑均在試品的端部。間隙距離和放電電壓值之間有較 好的線性關(guān)系。② 對并聯(lián)間隙進(jìn)行了伏秒特性試驗(yàn)，目的是要研究雷電沖擊波 陡度的變化對并聯(lián)間隙閃絡(luò)電壓以及》文電路徑的影響。從雷電伏秒 特性試驗(yàn)可知并聯(lián)間隙對絕緣子起到了很好的保護(hù)作用。
③ 工頻電弧燃弧特性試驗(yàn)是研究帶并聯(lián)間隙的絕緣子串遭雷 擊閃絡(luò)后，并聯(lián)間隙是否能使工頻續(xù)流形成的電弧離開絕緣子、沿 著招弧角向外發(fā)展，從而保護(hù)絕^彖子串。工頻大電流燃弧特性試-驗(yàn)
結(jié)果表明，本項(xiàng)目i殳計(jì)的并耳關(guān)間隙招纟瓜角，在允"i午的短i洛時(shí)間內(nèi)， 將工頻電《瓜引出。絕》彖子并耳關(guān)間隙可以耐受50kA的工頻電f瓜持續(xù) 灼燒0.2s，并能保護(hù)絕緣子免受電弧灼燒，可明顯減少線路由于雷 擊或污閃造成的絕緣子損壞。
本實(shí)用新型適用于110kV等級和220kV等級輸電線路V型懸 垂絕緣子串的并聯(lián)間隙，結(jié)構(gòu)簡單，可起到保護(hù)絕緣子的作用。工 頻大電流燃弧特性試—驗(yàn)結(jié)果表明，招弧角流暢的外形i殳計(jì)有利于工 頻電弧的疏導(dǎo)。本實(shí)用新型所研制的絕緣子并聯(lián)間隙可以耐受50kA 的工頻電弧持續(xù)灼燒0.2s,并能保護(hù)絕緣子免受電弧灼燒。對于母 線短路電流較大的變電站，在出線處的幾基桿塔上裝設(shè)絕緣子并聯(lián) 間隙，可滿足短;洛電流熱穩(wěn)定的要求?，F(xiàn)有并:f關(guān)間隙的形狀和外徑， 能保證至少3次50kA工頻電流持續(xù)燃弧0.2s,而仍不改變間隙尺 寸，〗吏并耳關(guān)間隙仍然有歲丈。
乂人以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)5見了 如下纟支術(shù)3lt果
(1)研制的適用于110kV等級和220kV等級輸電線路V型懸垂 絕緣子串的并聯(lián)間隙，結(jié)構(gòu)簡單，可在雷閃或污閃時(shí)起到保護(hù)絕緣 子的作用。
ii(2)本實(shí)用新型所研制的絕纟彖子并耳關(guān)間隙可以耐受50kA的工 頻電弧持續(xù)灼燒0.2s，并能保護(hù)絕緣子免受電弧灼燒。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本 實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的4支術(shù)人員來i兌，本實(shí)用新型可以有各種更 改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何4奮改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種用于高壓架空線路的V型絕緣子串的并聯(lián)間隙裝置，其處于串接的絕緣子之間，其特征在于，所述并聯(lián)間隙裝置的外形為招弧角外形。
2. 4艮據(jù)4又利要求1所述的并:f關(guān)間隙裝置，其特4正在于，所述高壓 架空線i 各為220kV，所述V型絕》彖子串為2xl6片絕多彖子， 所述招弧角外形的幾4可尺寸為Z『146xl6mm;Z=146xl4mm;Xe=490mm;XP=570mm;Yc=219mm;YP==73mm; Z/Z0=0.875。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)間隙裝置，其特征在于，所述高壓 架空線路為110kV,所述V型絕緣子串為2x9片絕緣子，所 述招弧角外形的幾何尺寸為Z0= 146 x9mm)Z=146x7.5mm(Xc=400mm'，XP=450mm; Yc=146mm5YP=73mm; Z/Z0=0.833。
4. 4艮據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)間隙裝置，其特征在于，所述招弧 角外形的上招弧角為針型端部上翹。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)間隙裝置，其特征在于，所述高壓 架空線路為110kV，所述招弧角外形的下招弧角端部為球形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的并聯(lián)間隙裝置，其特征在于，所述球形 的直徑為30 50mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)間隙裝置，其特征在于，所述高壓 架空線路為220kV，所述招《瓜角外形的下招《瓜角端部為帶窖谷口 的橢圓形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的并聯(lián)間隙裝置，其特征在于，所述帶豁 口的橢圓形在所述下招弧角總長度的1/3處開始分叉，兩分叉 的夾角小于等于45。，端部留有25 35mm的豁口 。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于高壓架空線路的V型絕緣子串的并聯(lián)間隙裝置，其處于串接的絕緣子之間，并聯(lián)間隙裝置的外形為招弧角外形。該并聯(lián)間隙裝置的熱穩(wěn)定性較好。
文檔編號H02G7/00GK201243186SQ20072019049
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者馮海全, 健 劉, 孫昭英, 常立智, 張翠霞, 紅 李, 來小康, 棟 葛, 袁利紅, 陳維江 申請人:北京市電力公司;中國電力科學(xué)研究院