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          PKJ配电镀铜球型可调过电压;ぜ湎对谂涞缤览字械挠τ眉捌渥⒁馐孪
          (专利授权号为:ZL200920307367.2)
          一、简介
          配电线路的绝缘水平通常比较低,不但直击雷能造成危害,感应雷产生的过电压也能产生雷害事故,再则,配电线路能采取的防雷措施非常有限,一般不能采用架设避雷线、耦合地线等方法,只是安装避雷器进行;。但避雷器但是只适用于配电线路的进出线侧和配电设备的;,不能在配电网上大量安装,如果整个配电线路均安装避雷器则由于数量多,因此必然导致成本高、投资大,运行维护困难,且避雷器本身在损坏时又会形成新的故障点,影响配电网的可靠运行,所以配电网的防雷问题一直是影响配电网安全运行的主要问题。输电线路由于要穿越山区、江河、丘岭等地区遭受雷击的概率也非常大,线路上所用的瓷绝缘子经长期运行后会出现“零值”和“劣值”绝缘子,使其绝缘水平降低,再加上山区大多数地区杆塔接地电阻偏高,因而“反击” 率较高。一旦出现“反击”,强大的雷电流和工频电流会把绝缘子打炸,甚至造成断线事故(如图1所示)。现在为了防污闪合成绝缘子应用量比较大,但合成绝缘子有一个致命缺点就是耐雷水平低,容易在雷电冲击下发生闪络。硅橡胶合成绝缘子由于其电位分布不均更容易发生雷击闪络,在闪络时,强大的雷电流和工频续流会引起铝制金具烧熔、喷铝,在硅橡胶合成绝缘子表面喷上一层铝膜,使绝缘子受到永久性的破坏。为了防止线路绝缘子在雷击时受到损伤,就要;ぞ底,最好的办法是在雷电过电压发生时,雷电流和其随后的工频续流不流过绝缘子表面,因为如果雷电流或工频续流流过绝缘子表面时,或多或少都会使绝缘子受到损伤,且由于是固体和气体交界面的绝缘结构,受绝缘子表面污秽的影响和电场畸变的影响不利于电弧的熄灭,即雷电建弧率高,严重时会使绝缘子完全破坏。在绝缘子串两端并联一镀铜可调球型间隙,使间隙的冲击放电电压略低于绝缘子串的雷击放电电压,在雷击线路时闪络时,通过并联间隙引弧角把电弧引到该间隙处,从而;ぞ底哟馐艿缁∽粕。另外,由于在雷电击穿时,间隙击穿是属于纯空气击穿,一方面电弧通过引弧角并受风力和电动力的共同作用电弧被拉长,有利于电弧熄灭,使雷击建弧率下降;另一方面,如果线路跳闸后,纯空气间隙的去游离强,间隙绝缘会迅速恢复,有利于重合闸的重合成功,因而,并联间隙防雷技术一方面可有效;ぞ底硬皇芩鸹,延长了绝缘子的使用寿命,另一方面可较大的提高线路重合闸成功率,是一种简单可靠的实用输电线路防雷技术。并联间隙及其球型电极合称并联过电压;ぷ爸,根据绝缘子种类不同,分为瓷和玻璃绝缘子用并联间隙;ぷ爸煤透春暇底佑貌⒘湎侗;ぷ爸。
          在绝缘子串两端并联一对镀铜球型电极,构成;ぜ湎,通常;ぜ湎兜拇笮∮υ谑匝槭,先对线路所采用的绝缘子串及其型式做u50℅冲击放电电压试验,得出线路绝缘子串的u50℅冲击放电电压,然后通过调整球型可调电极间隙的大小,使间隙的u50℅冲击放电电压低于绝缘子串的5℅左、右。架空线路遭受雷击时,绝缘子串两端出现较高的雷电过电压时,因;ぜ湎兜睦椎绯寤鞣诺绲缪沟陀诰底哟姆诺绲缪,故;ぜ湎妒紫确诺,将冲击电弧和持续的工频电弧,通过并联间隙所形成的放电通道,并固定在球型电极上燃烧,从而;ぞ底用庥诘缁∽粕。
          当闪络发生在绝缘子串表面时,如绝缘子串发生污闪、湿闪、冰闪等,接续产生的工频电弧在电动力和热应力作用下,沿着并联间隙电极向远离绝缘子串的方向运动,直至到达球型电极,同样;ぞ底用庥诘缁∽粕。

              图1某线路被雷打坏的瓷绝缘子

          二、装置构成
          装置由上下固定金具、导线球形电极、接地球形电极和可调固定支架构成,上固定金具固定于导线上并支承接线球形电极,接线球形电极通过固定线夹与导线连接,下接地球形电极通过可调固定支架支承于线路横担上并保持接地,上、下间隙之间的间隙大小可通过下间隙的调整螺丝进行调整,使其间隙的放电电压永远保持略低于绝缘子的雷电击穿电压,使绝缘子和线路得到有效;。由间击穿后属于空气击穿,易受电弧电动力和风的作用可促使电弧熄灭,有利于线路单相接地电弧的熄灭,促使电网单相接地故障的消弧。

                       图2 已运行的10kv过电压;ぜ湎
          三、技术参数
          1、采用标准
          (1)GB191 包装储运图示标志。
          (2)GB311.1 高压输变电设备的绝缘配合。
          (3)GB775.3 绝缘子试验方法。
          (4)GB/T2900.19 电工名词术语 高电压试验技术和绝缘配合。
          (5)GB/T16927.1 高电压试验技术 。
          2、装置性能满足
          (1)、球型间隙通过100KA雷电流不烧熔。
          (2)、装置使用寿命20年
          (3)、在寿命期内装置无明显锈蚀现象。
          3、适用场所
          (1)、海拔高度≤2000m。
          (2)、履冰厚度≤30mm。
          (3)、抗震能力  7度以下地区
          (4)、安装位置:户内或户外。
          (5)、环境温度 -25  C∽+45 C。
          (6)、日照强度 0.1w/cm2
          (7)、最大风速 35m/s。
          四、装置特点
          1、装置采用球型电极主要是因为球型电极之间的电场为稍不均匀电场,相对于目前一些厂家采用的棒间隙放电分散性小,雷电冲击放电电压较稳定。
          2、球型间隙在电弧燃烧时电弧均匀分布在球型电极表面,着弧面大,因而不会相棒间隙那样把电极表面烧熔,形成毛刺而使放电而使间隙的放电电压下降。间隙可通过100KA的雷电流不会被烧熔,这点远优于棒间隙。
          3、间隙采用可调方式主要是考虑线路绝缘子的冲击放电电压随着绝缘子的运行受电场和外部环境的影响,特别是污秽的影响其冲击放电电压会随着时间的推移而下降,;ぜ湎兜姆诺绲缪谷舨凰嬷髡岱⑸湎侗;なУ那榭,因而该;ぜ湎恫捎每傻鞯姆绞。
          4、装置采用国际上先进的镀铜工艺进行镀铜处理,用优质钢镀铜的方式主要是防止腐蚀,特别是沿海等重腐蚀地区,若不采取防腐措施,间隙一旦发生腐蚀由于铁绣等腐蚀产物的影响就会影响间隙冲击放电电压值,而热镀锌的方式的有效期只能达到5年,而采用该镀铜的方式在镀层达到规定值后其防腐有效期可达20年。同时采用镀铜的防腐方式还有便于间隙的调整和美观的考虑。
          5、装置结构简洁便于巡视检查,基本不需维护。而某些型号的过电压;ぜ湎断虏看幸恢谎趸勘芾灼,这实际上影响了间隙的动作电压,增大了冲击放电电压的分散性,不利于放电间隙的硧定。由于避雷器需要定期试验或进行轮换,使用寿命短、不但增加了投资成本,还由于有氧化锌避雷器的存在还增加了运行维护成本,同时避雷器如在运行中损坏,在电网中还增加了一个故障点,影响电网的运行可靠性。
          6、装置;ぜ湎渡舷路诺缜蛳栋沧熬嗑底咏显,且在倒弧角作用下,起弧时电弧受电动力的作用会向远离绝缘子的方向运动,间隙放电时,电弧不会波及绝缘子,更不会产生沿络把绝缘子烧伤,因而装置对绝缘子具有很好的;ぷ饔。
          五、装置装置在配电网防雷的应用及注意事项
          1、应用到配电线路防止雷击打坏线路绝缘子
          (1)应用目的
          通常瓷绝缘子和玻璃绝缘子的雷击闪络为瞬时闪络,绝缘子的绝缘为自恢复性绝缘,在接地短距电流较小时电弧能自行熄灭,或在开关跳闸后绝缘强度能自行恢复,但是如果流过的雷电流过大,强大的雷电流或短路电流会把绝缘子表面烧伤造成永久性的破坏,这样绝缘子的绝缘就被破坏,形成永久性的故障点。为了防止雷击输、配电线路造成线路绝缘子损坏,将PKJ;ぜ湎恫⒘骄底恿蕉,并调整间隙的雷电全波冲击动作值使之低于被;ぞ底拥睦椎绯寤魃谅绲缪沟5-7%左右,这样线路遭到雷击时间隙动作,通过间隙把雷电流泄入大地,从而避免了绝缘子的沿面闪络,;ち司硬槐焕椎绱蚧。由于间隙击穿是纯空气间隙击穿,纯空气间隙,受到空气的去游离、电动力和风力的作用,纯空气间隙的熄弧能力要比绝缘子的沿面熄弧能力强,因而采用球型间隙;び欣诮拥氐缁〉南,使电线路恢复正常有利于电弧的熄灭,与合理的中性点接地方式和其他防雷措施相配合可大幅度的提高供电可靠性。位于旷野易遭雷击的配电线路装PKJ;ぜ湎兜哪康氖1、;ぞ底硬槐焕谆魉鸹;2、与绝缘子沿面闪络相比便于工频续流的熄灭;3、间隙属于纯空气间隙,放电后绝缘恢复快,有利于提高重合闸的重合成功率,综合这些功能有利;ぞ底雍徒档屠谆魈⒙。
           (2)、装置;し段Ъ鞍沧笆
          ;ぜ湎兜淖畲蟊;し段,当雷电波陡度幅值一定时,距;ぜ湎兜牡缙嗬朐酱,线路上雷电过电压也就越高。因此,;ぜ湎兑灿幸桓霰;し段У奈侍,如果超过了一定的距离,;ぜ湎兑不崾ケ;ぷ饔,它与被;は呗分涞木嗬刖筒荒艹欢ǖ闹,即存在一个最大电气距离。超过最大电气距离后,线路上所受的冲击电压Us将超过绝缘子的50%冲击放电电压Uj;な。在安装线路;ぜ湎妒,应使所有杆塔绝缘子到;ぜ湎兜牡缙嗬攵荚诒;し段,即满足
           
          式中:Us--线路上所受的雷电冲击电压,kv;Uj--绝缘子的50%冲击放电电压。               
          忽略间隙动作后弧道压降,;ぜ湎抖骱,距间隙lx(单经m)点的雷电过电压应小于绝缘子的50%雷电冲击放电电压。
                 
          式中:i—通过间隙入地的雷电流,kA;R—冲击接地电阻,Ω;α—雷电波的波头陡度,kv/s;v--雷电波的波速,m/s。
          对于一定陡度的雷电波,;ぜ湎侗;さ淖畲蟮缙嗬雔max与雷电流i的大小,杆塔接地电阻R,绝缘子的50%雷电冲击放电电压uj等因素有关。
             
          式中:lmax-;ぜ湎侗;さ淖畲蟊;ぞ嗬,m;
          经分析和计算以及运行经验,对于位于旷野且雷电活动强烈的架空配电线路;ぜ湎兜谋;し段绫1所示。

          表1、配电线路;ぜ湎兜谋;し段
           
          额定电压     绝缘子型号       杆塔接地电阻        间隙;さ淖畲缶嗬   
                                                     P10 <              30Ω                       

                                                     ·P15                 <30Ω

                                                      ·P                     20<

                             0m·    PS1         5/500               支柱式

                             55m·                  SC21               0支柱式                         

                          Ω· 60m ·  三片L      XY1-7               0玻璃绝 

                          0Ω·50m·  四片        LXY1-              70玻璃 

          一般每级杆塔装一组,对于这时应了解配电线路所用的绝缘子型号(或取样),以便在实验室做出该型绝缘子的50%雷电冲击放电电压,然后决定间隙的配合雷电冲击放电电压,小于绝缘子的5-7%。
          (3)接地要求
          对于位于旷野配电线路杆塔以;ぞ底游康,考虑到;ぜ湎队刖底油纸拥刈刺,间隙并联在绝缘子两端,可利用杆塔的自然接地(与绝缘子同状态),不必刻意设置人工接地,在雷电流入地火花的作用下,一般砼杆的自然冲击接地电阻大都在30Ω以下。
          2、设置线路特殊进线段;,防止雷电侵入波对变电设备的危害
          发电厂、变电所的雷害事故主要是变电所雷击造成的主变压器、开关、刀闸和穿墙损坏,还有变电所低压二次系统的雷害事故,据调查90%以上的发电厂、变电所雷害事故都是由线路侵入的雷电侵入波造成的,且大部分是由配电线路的雷电侵入波造成的。特别是为了降低线路的雷击跳闸率,大都采取了提高线路绝缘水平的措施,还有出于防污闪的需要加大了线路外绝缘的爬距,但这样一来就出现了线路绝缘与变电站设备的绝缘配合上的予盾,提高配电线路的绝缘水平可以降低雷击闪络率,但线路绝缘提高后,线路上的雷电过电压不能泄放势必会造成侵入到发电厂、变电所的雷电过电压过高,如变电所的防雷措施存在漏洞势必会导致雷电打坏发电厂、变电所设备事故。对供电线路要求即要保证供电的可靠性,又要限制由配电线路侵入的雷电过电压,若配电线路绝缘水平较低,绝缘子雷击闪络概率会明显提高,供电可靠性低,如果线路绝缘水平高,又会使沿线路侵入的雷电过电压得无法释放,从而便沿线路侵入的雷电过电压过高打坏变电所主设备或配电变压器等设备。表2列出了10-500kv变压器的绝缘水平,开关类虽然绝缘水平比变压器略高,但也高的不多,表3列出了我们从现场取样做的10—35kv配电线路绝缘子的50%雷电冲击放电电压。

          表2电压等级为3~500kV的变压器绕组的绝缘水平
           


           

          从表2与表3的对比可以看出配电线路的绝缘水平远高于变电设备的绝缘水平,这是造成线路和变电所设备在防雷;さ拇嬖谖侍獾贾劣上呗非秩氲睦椎绻缪勾蚧当涞缟璞傅闹饕。图3就是广西某变电所被从35kv线路侵入的雷电击损坏的35KV变电站主变压器;图4是福建某变电所被从35kv线路侵入的雷电击损坏的变电站主变压器。

          图3 广西某变电所被从35kv线路侵入的雷电击损坏的35KV变电站主变压器
            
          图4 福建某变电所被从35kv线路侵入的雷电击损坏的35KV变电站主变压器

          图5用;ぜ湎渡柚玫奶厥饨叨伪;
          为了解决输配电线路和变电设备在绝缘配合上的予盾,我们采用配电型可调过电压;ぜ湎,对配电线路进变电所的前10级杆塔设置特殊进线段;,对6—10级杆塔,可调式;ぜ湎兜谋;び胂呗肪底拥睦椎绯寤鞫髦迪嗯浜,让间隙的雷击动作值低于线路绝缘子的雷电冲击动作值5%左右,;ぞ底釉诶谆魇辈槐淮蚧,从第5级起,逐步降低可调式;ぜ湎兜睦椎绯寤鞫髦,到变电所的终端杆,;ぜ湎兜睦椎绯寤鞫髦涤氡涞缢魃璞傅睦姿较嗯浜,;け涞缢魃璞甘艿接上呗非秩氲睦椎绮ǖ奈:,这样还能为变电所在何运行方式下提供;。
          (1)、装置应用目的
          解决线路与变电设备在绝缘配合上的予盾,防止由线路侵入的雷电波过强,超过避雷器的通流能力打坏避雷器,或造成残压过高打坏变电站主设备。
          (2)、接地要求及方法
          对配电线路进变电所的前10级杆塔设置特殊进线段;,为了动作及;さ缪沟目煽啃员匦胱鼋拥,接地电阻要求小于30Ω。
          3、应用到架空绝缘线路防止绝缘导线断线
          (1)绝缘导线雷击断线的原因分析
          架空绝缘导线是介于裸导线与电缆线路之间的配电型导线,与裸导线相比,它能有效地解决因“线树矛盾”引起的停电事故;与电缆相比,它可避免道路开挖,投资少,且架空绝缘导线的绝缘水平较架空裸导线高,在雷电过电压情况下能减小发生闪络的机率;谏鲜鲇诺,在配网中开始大量应用架空绝缘导线,但是,随着架空绝缘导线在配电线路中越来越广泛的应用,由于雷电过电压造成的绝缘导线断线的事故也越来越多。2010年7月河南漯河市某10kV配网遭受雷击导致绝缘导线多处发生断线事故。图6为河南某地10kV配网中发生的绝缘导线断线图。
           
                              图6河南某地10kv线路绝缘导线雷击断线

              图7 10kv线路架空绝缘导线断线处断口形貌
          雷电过电压闪络时,瞬时的雷电流很大,但时间很短,仅在架空绝缘导线上形成击穿孔,不会烧断导线。当发生雷电过电压闪络,特别是在两相或三相(不一定在同一电杆上)之间发生闪络过后,沿着雷电击穿而形成的短路通道在电网工频电压作用下流过工频续流,电弧能量将剧增,此时,由于架空绝缘导线绝缘层阻碍电弧在其表面滑移,高温弧根被固定在绝缘层的击穿点灼烧,产生局部过热,还由于绝缘层的隔热作用,电弧产生的热量不易扩散,加剧了芯线的过热,直至烧熔,最后导致断线。而对于裸导线,电弧在电磁力的作用下,高温弧根沿导线表面不断滑移,不会集中在某一点烧灼,因此不会严重烧伤导线。这样,裸导线通常在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前就会引起断路器动作,切断电弧。这也是裸导线的断线故障率明显低于架空绝缘电缆的原因。
          工频短路电流产生的弧根温度为1000~5000℃,铝的熔点为660 ℃,铝具有高温强度低,塑性差,在脆性温区易产生裂纹的物理特性。由感应雷过电压引起的绝缘子闪络极易在电弧通道位置形成绝缘皮针孔,并同时在导体表面形成裂纹痕。持续的工频短路电流产生高温的弧根在穿孔处因绝缘皮的阻隔持续一点不停的灼烤熔点为660 ℃的铝导线,使其脆化,扩大热裂纹的深度,从而降低导线拉断强度;「露群芨,相间短路开关跳闸时间t(一般为1S)很短,弧根所产生的热量(Q=I2RT)不足以熔化铝导线,雷击绝缘导线出现整齐断裂现象说明了这一点;弧根既是热源,也是力源,高、低压电极形成的电弧通道所产生的电磁推力方向总是由小截面(高阻抗)处指向大截面(低阻抗)处,电磁推力大小随工频50HZ的正负半波而交变,与工频短路电流的平方成正比;根据作用力与反作用力相等的原理,与电弧电磁推力反向的垂直分量-F1(即冲击载荷)在1S内交变100次,反复作用在电弧固定处的导线截面上。另外,截面处受到因自重而产生的轴向张力T1、T2(对于240mm2导线,当安全系数取3时,张力约8 kN),大小相等,方向相反。当材料处于单向拉伸应力下,呈现塑性,当材料处于3向拉伸应力下,则易呈现脆性,尤其处于交变应力,工频电磁推力属于交变应力。这样,以上4种原因促成了绝缘导线整齐断裂(见图8)。

          图8架空绝缘导线断线分析示意图
          金属脆性断裂的特征是,断裂时没有明显的塑性变形,两个断口能够吻合得很好,并且断口颜色光亮,呈结晶状;金属韧性断裂的特征是,断裂时有明显的塑性变形,吸收的能量大,断口形貌是灰暗色,纤维状。
          根据多次绝缘导线雷击断线情况,由多股绞合而成的导线断口特征介于脆性断裂和韧性断裂之间,说明断裂是综合原因促成的。单纯的固定弧根高温熔断或烧断,断裂面应呈不规则状,不会出现整齐断裂现象。图3为架空绝缘导线断线处断口形貌。在发生架空绝缘导线断线后,在导线张力作用下绝缘层因来不及熔化、炭化,铝绞线因为张力原因缩进绝缘层内,电源侧绝缘导线断头后不一定接地,因此线路不发生相间短路或者单相接地信号,此类情况很可能会引起人身触电伤亡事故。
          (2)装置应用目的
          防止绝缘导线雷击断线,把电弧转移到;ぜ湎,为了防止绝缘导线雷击断线,我们在绝缘导线线路的绝缘子傍并联过电压;ぜ湎,且调整间隙的动作电压使之低于绝缘导线加绝缘子雷电冲击放电电压的10%,这样就可有效防止绝缘导线雷击断线事故的发生,因为这时雷电冲击电弧和工频电弧是发生在间隙的电极间,绝缘导线不会被击穿,不会产生着弧点,更不会由于电弧的弧根固定而被烧断,因而能有效地防止绝缘导线的雷击断线。
          (3)、装置安装数量及方法
          对于位于旷野易遭雷击的绝缘导线线路可按架空裸导线的方法硧定;ぞ嗬牒桶沧笆。对于这时应了解配电线路所用的绝缘子型号(或取样),以便在实验室做出该型绝缘子的50%雷电冲击放电电压,然后决定间隙的配合雷电冲击放电电压,小于绝缘子的5-7%。安装时应在导线相应位置剥开绝缘导线绝缘外皮进行安装。
          (4)接地要求
          对于位于旷野配电线路杆塔可利用杆塔的自然接地(与绝缘子同状态),不必刻意设置人工接地。
          4、与避雷器配合对配电变压器实行精细防雷;
          (1)、装置应用目的
          在多雷区,雷电打坏配电变压器损坏的事故频繁发生,我们通过对大量的雷害事故进行调查和研究发现,这其中的原因除了配电变压器的防雷措施不完善以外,线路的绝缘水平和电器设备的绝缘水平不配合是导至配电变压器雷击损坏的主要原因。据调查许多变电所主设备雷害事故是由于雷击配电线路,雷电波由线路侵入配电变压器雷击损坏的直接原因。如广西某供电局每年都打坏过变电所的主变压器,每年因雷击损坏10kv配电变压器80多台,造成了较大的损失。河南、广东、福建等多雷区由配电线路遭受雷击,雷电他设备的事故曾多次发生过,雷击打坏配电变压器的事故更是频繁发生。为此,我们进行了大量的调查、试验、和分析研究,认为这是:配电线路的绝缘和配电变压器在绝缘配合上存在问题,如线路遭受雷击,雷电过电压得不到有效的衰减和泄放,侵入到配电变压器的雷电波的陡度和幅值就会超过避雷器的额定承受能力,即使避雷器动作,当侵入波入侵变电所时,作用在变压器上所承受冲击电压的最大值也会超过变压器的雷电冲击耐受值而把变压器打坏,或造成避雷器损坏。为了解决多雷区配电变压器经常发生的雷害事故,我们在配电变压器的前3级(变压器位于线路终端),或左、右各两级(变压器T接于线路时)用配电型可调过电压;ぜ湎督斜;,通过;ぜ湎断拗葡呗飞瞎叩睦椎绻缪,解决线路与配电变压器在绝缘配合上的予盾,防止由线路侵入的雷电波过强,超过避雷器的通流能力打坏避雷器,或造成残压过高打坏变电站主设备。
          结合避雷器对配电变压器实现对变压器的精细;。

               图9配电变压器联合;ぜ湎栋沧
          (2)、装置安装数量及方法
           对配电变压器的左、右2级杆塔或变压器前级杆塔安装可调;ぜ湎队氡芾灼髁辖芯副;,对10kv电压等级,间隙动作电压调整到9-11kv;对35kv电压等级,间隙动作电压调整到220kv。为了间隙动作电压的可靠性必须做接地,接地电阻要求小于10Ω。

          5、柱上开关的精细防雷;
          为了配电网运行灵活性和;さ男枰,配电线路安装有大量的分支开关,这些开关一般是柱上开关,有SF6开失和真空开关,这对保证电网运行方式的灵活性,提高供电的可靠性起了很大的作用。但是仅在开关的一侧装设了避雷器,当开关一般处于断开状态,当断路器一侧线路遭受雷击,雷电波沿线路传播,到开关或刀闸开断处,将发生雷电波的全反射,形成2倍的过电压,该电压会危及开关或刀闸的绝缘,会使开关内部或外部绝缘发生击穿或闪络,可能造成开关损坏。因此,开关两侧都必须安装避雷器,两侧避雷器的接地应与开关的外壳接在一起后再引下接地,接地电阻应小于10Ω。为了解决多雷区柱上开关与线路绝缘配合的予盾,我们在柱上开关左、右各两级用配电型可调过电压;ぜ湎督斜;,通过;ぜ湎断拗葡呗飞瞎叩睦椎绻缪,对柱上开关的左、右2或3级杆塔安装间隙与避雷器联合;,间隙的动作电压一般调整到90kv左、右,限制沿线路侵入的过高的雷电过电压,防止了因雷电流过大打坏避雷器。如在城区为防止跨步电压伤人,应设置环形接地装置,改善雷电流入地时的冲击电位分布,地面最好铺沥清或铺设砾石进行路面处理。
          6、电缆分支箱、环网柜和电缆头的精细防雷;
          (1)、电缆分支箱是配电线路中,电缆与电缆,电缆与其它电器设备连接的中间部件,其连接组合方式简单方便,灵活,具有全绝缘、全封闭、防腐蚀、免维护、安全可靠等性能,广泛用于商业中心、工业园区、城市住宅小区及大量的城市电网改造工程。电缆分支箱内电缆中间接头由于电场畸变的原因是电缆的薄弱环节,容易在雷电过电压下损坏,应安装避雷器进行;。
          (2)、架空电缆混合线路的电缆头防雷保,现在配电网大多采用架空电缆混合线路,纯架空配电线路也会采用电缆作进、出线段,还有为了解决穿越公路、桥梁等往往也用电缆穿越,这样就有一些架空线路与电缆的联接头。而电缆头则由于电场畸变的原因是电缆的薄弱点最容易在雷电过电压下击穿,特别是雷击架空线雷电浸沿架空线路侵入到电缆头时会把电缆头击穿,对电缆头的;ひ仓饕怯帽芾灼,但为了防止沿线路侵入的雷电波过强,可在电缆头的前一级杆塔安装可调过电压;ぜ湎督斜;,间隙的动作电压一般比避雷器的动作电压高5-10%左、右,主要用于限制更高的雷电过电压的危害。
          (3)、环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备,其核心部分采用负荷开关和熔断器,具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。它被广泛使用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中;吠袷视糜诠こ、车间、小区住宅。高层建筑等场所的配电系统、环网供电或双电源辐射供电系统,起接受、分配和;ぷ饔,也适用于箱式变电站中。为提高供电可靠性,使用户可以从两个方向获得电源,通常将供电网连接成环形。这种供电方式简称为环网供电。在工矿企业、住宅小区、港口和高层建筑等交流10KV配电系统中,因负载容量不大,其高压回路通常采用负荷开关或真空接触器控制,并配有高压熔断器;。该系统通常采用环形网供电,所使用高压开关柜一般习惯上称为环网柜目前环形柜产品种类很多。它的防雷问题也成一个突出的问题,需采取措施抑感应雷过电压,通常的措施是采用避雷器,其;さ阄恢玫难≡裼辛街肿龇,一是在整个环网回路中的每个单元均安装避雷器,该方法由于环网回路中安装的避雷器数量较多,降低了系统运行的可靠性且增加成本。方法二则有选择地在环网单元安装避雷器;。上述两种避雷器安装措施应根据电网的实际情况进行选择,但是如果在环网回路中有一段架空线路的话,则应在架空线路的两端的环网单元安装避雷器进行;。在避雷器选择方面,具备防爆脱离功能和免维护的无间隙金属氧化锌避雷器更是首选。通常在10kV配电设备中选用HYSW一17/50型避雷器,该型号的避雷器具有防水、耐污、防爆和密封性能好等特点,且体积小,重量轻,易安装,目前已得到广泛采用。
          7、高压计量箱精细防雷;
          高压计量箱是对专供用户进行高压计量的装置,有油浸式也有干式,内有电流、电压互感器和电能表计。影响高压计量箱的雷电过电压主要是从高压线路侵入的雷电波的造成的。高压计量箱的防雷应该在高压计量箱的前面装相避雷器进行;,避雷器的接地线应与高压计量箱的外壳接在一起后再引下接地,接地电阻应控制在10Ω以下,这样是防止引线压降和接地电阻圧降过高而使高压计量箱损坏。为防止沿线路侵入的雷电波过强打坏避雷器,可在前级杆塔安装可调式过电压;ぜ湎督辛媳;,间隙的动作电压一般比避雷器的动作电压高5-10%左、右。

          8、用于提高配电线路重合闸重合成功率
          配电线路如发生雷击,发生如雷击造成了两相球间隙击穿,相间短路,线路跳闸。线路跳闸后,间隙之间的电弧熄灭,由于空气的去游离强,间隙之间的绝缘为纯空气绝缘,其绝缘强度快速恢复,有利于线路重合闸的重合成功;而如果是绝缘子相间闪络,则有有能在雷电流或工频续流把绝缘子表面损伤,或打炸,使重合失败,因而采用PKj—10/35间隙;び欣谔岣吲涞缤谆髦睾险⒌某晒β。
          9、;ず铣删底
          硅橡胶合成绝缘子由于其电位分布不均容易发生雷击闪络,在闪络时,强大的雷电流和工频续流会引起铝制金具烧熔、喷铝,在硅橡胶合成绝缘子表面喷上一层铝膜,使绝缘子受到永久性的破坏。在合成绝缘子并联PKJ;ぜ湎逗,正常运行时装置具有均匀工频电场的作用,线路遭受雷击时,绝缘子串两端出现较高的雷电过电压时,因;ぜ湎兜睦椎绯寤鞣诺绲缪沟陀诰底哟姆诺绲缪,故;ぜ湎妒紫确诺,将冲击电弧和持续的工频电弧,通过并联间隙所形成的放电通道,从而;ち撕铣删底用庥诘缁∽粕账鸹。
          六、同类技术对比
          目前在配电网防雷方面的主要装置有:1、配电型避雷器,主要是氧化锌避雷器;2、带外串联间隙的氧化锌避雷器;3、金属棒间隙;4、羊角间隙;5、带并联间隙的绝缘子。我们对这些装置在配电网中的应用进行了系统的调查、试验和理论研究,现对其优缺点对比如下:
          1、配电型氧化锌避雷器
          配电型氧化锌避雷器是配电网主要的防雷设备,目前技术也比较成熟,广泛应用于配电网及配电设备的防雷;。氧化氧避雷器是在瓷套或硅橡胶合成套里装有不同容量、不同片数的氧化锌阀片,利用阀片良好的非线性,在正常电压下阀片具有非常高的电阻值,避雷器整体对地绝缘,当雷电过电压时,避雷器对地击穿,阀片在大电流的作用下具有较低的电阻值,阀片上的压隆即为避雷器的残压。ZnO避雷器与碳化硅避雷器相比其性能主要体现:(1)无间隙;(2)无续流;(3)电气设备所受过电压能量低;(4)通流容量大。但是作为配电网防雷元件它也有一些局限性,主要有:(1)避雷器动作电压及残压参数固定,不能根据设备绝缘水平的差异实现差异性的;ず途副;;(2)避雷器通流容量的局限,如果配电线路由于绝缘水平过高导至通过避雷器的雷电流较大,避雷器会承受不着雷电流的能量而发生爆炸;(3)避雷器易老化、易损坏,阀片直接在电网运行电压下,易发生电腐蚀导至电老化,或由于受潮损坏,自身会引起电网故障;(4)运行成本高,避雷器在运行时需定期进行试验或轮换,会加大运行维护工作量,导至运行成本高,因而不适宜于在线路上大量安装。
          2、带外串联间隙型线路避雷器
          将避雷器与空气外间隙串联后再与绝缘子串并联安装,即是目前线路上常用的线路避雷器的一种型式。当雷电击线路或雷击杆塔在绝缘子串两端产生过电压超过避雷器动作电压时,外间隙击穿,避雷器动作,阀片的非线性伏安特性限制了避雷器残压低于线路绝缘子串的闪络电压,雷电流经过避雷器泄放后,流过避雷器的工频续流仅为毫安级。这种方式由于有串联外间隙的存在,与避雷器相比由于有外间隙的隔离,氧化锌阀片没有电腐蚀,避雷器不会产生电腐蚀老化,其使用寿命与避雷器相比有所延长,也能避免一些由于避雷器受潮、劣化导至的电网接地短路事故。但这种技术也有很大的局限性,主要有(1)避雷器串联外间隙后,起始动作电压基本上取决于外间隙,具有较大的分散性,对于配电网来说可能会造成;な;(2)避雷器串联外间隙后,氧化锌避雷器的无间隙,无续流的优点基本上发挥不出来,整个装置的击穿和熄弧基本上完全取决于外空气间隙,氧化锌阀片虽有一定的限流作用但作用极其有限,因为,如果是单相接地,熄弧则取决于接地电弧的大;如为相间击穿,则会因为相间短路电流较大,阀片的绝缘由于电流密度大很难恢复到绝缘状态,因而起不到主导作用;(3)装置串联空气间隙大小的确定一般是厂家给出的固定数据,即动作参数固定,很少考虑到线路绝缘子因不同型号而冲击放电电压的差异,不能对线路实行差异性的;,要么使配电线路的整体耐雷水平降低,要么造成;な;(4)由于装置的避雷器需定期试验及轮换,会使运行维护工作量大,还会因为线路避雷器出现故障使线路故障点增多;该方法仍属于粗放式;。从经济投入、运行安全和可靠性角度讲,反而要比输电线路绝缘子可调过电压;ぷ爸貌畹枚。
          3、配电线路在绝缘子两端并联金属棒间隙
          输配电线路并联间隙技术是利用在绝缘子串两端并联一对金属棒电极构成间隙,使雷击线路时闪络发生在该间隙处,从而;ぞ底哟馐艿缁∽粕盏囊恢质涞缦呗贩览准际。根据绝缘子种类不同,并联间隙装置分为瓷和玻璃绝缘子用并联间隙装置和复合绝缘子用并联间隙装置。在绝缘子串两端并联一对金属棒电极,构成;ぜ湎。通常;ぜ湎兜某ざ刃∮诰底哟拇。正常运行时,该装置具有均匀工频电场的作用。当架空线路遭受雷击时,绝缘子串上产生很高的雷电过电压。但因;ぜ湎兜睦椎绯寤鞣诺绲缪沟陀诰底哟姆诺绲缪,故;ぜ湎妒紫确诺。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,被引导至电极端头,并固定在电极端头上燃烧,最终借助电动力沿电极端头吹开及消散,从而;ぞ底用庥诘缁∽粕。这种;ぜ湎妒鞘粲诠潭ò艏湎,间隙的大小是不可调的,只是靠;ぜ湎兜某ざ刃∮诰底哟拇だ词迪直;さ,因而这种;し绞绞窍嗟贝植诘暮筒豢煽康。因为绝缘子串的雷电冲击放电电压与绝缘子串的串长的关系是不确定的,而主要与绝缘子的型号、盘径、外爬距、制造厂家和运行工况相关。如简单以绝缘子串的串长确定间隙的大小,很容易会造成;なО,或者使绝缘子的冲击放电电压降低太多而降低线路的耐雷水平。因而这种;な粲诖址判捅;。
          4、配电线路用羊角间隙
          羊角间隙是属于棒间隙,只是把间隙的一对电极做成羊角状,间隙具有倒弧角,当间隙击穿时,电弧在电动力的作用下,沿着倒弧角的滑动把电弧拉长,便于工频电弧的熄灭,与棒间隙相比其熄弧能力大大加强,且熄弧后重燃的概率小,另外与棒间隙相比间隙间的电场分布相对比较均匀,这是由于羊角型的曲率半径大的缘故,间隙间的击穿电压与棒间隙相比分散性要小些。但是羊角间隙仍属于棒间隙,(1)动作电压固定,不宜与绝缘子的耐雷水平相配合实现差异化;,不能对被;ど璞赶嗯浜鲜敌芯副;;(2)间隙采用棒间隙,易被大电流电弧烧熔,而使动作电压变化;(3)外间隙采用钢棒间隙易氧化、锈蚀引起动作电压改变,最后失去对被;ど璞傅挠行П;。
          5、带並联间隙的绝缘子
          带並联间隙的绝缘子是绝缘子生产厂家在绝缘子两端并联上一对棒间隙,间隙的雷电冲击击穿电压调整到略低于绝缘子的雷电冲击击穿电压,结构筒单,也较为可靠,但这种;ば褪降娜钡闶牵海1)棒间隙紧靠绝缘子安装,在间隙放电时由于绝缘子的表面影响基本上电弧都是沿着绝缘子表面闪络,也就是沿络,容易烧伤绝缘子表面,间隙不起作用;(2)绝缘子並联间隙后反而便整体雷电击穿电压降低,且再加上间隙击穿后的沿络作用,反而会加快绝缘子的损伤实际上这种方式是起到份负作用,现在这种型式已基本上淘汰不用。
          我们研制的PKJ镀铜可调球间隙过电压;ぷ爸玫闹饕诺阌校海1)可间隙的雷电放电电压可根据需要进行调整,①用在配电线路不会使线路的绝缘水平下降,又可提高耐雷水平;②用在进线段可通过逐步调整动作电压实现进线段;;③用在配电设备可与避雷器结合实现对配电设备的精细;;(2)间隙的通流能力大耐电弧能力强,间隙可通过100KA的雷电流不会被烧熔,这点远优于棒间隙;(3)采用国际上先进的镀铜工艺进行镀铜处理,防止腐蚀产生的铁绣等腐蚀产物影响间隙冲击放电电压值;④装置结构简洁便于巡视检查,基本不需维护。其雷电冲击放电电压值是根据对所;さ木底哟睦椎绯寤魇匝榧岸约湎兜呐浜鲜匝榈贸隼吹。在运行一定周期后还可根据绝缘子的运行工况进行调整,使绝缘子串一直得到装置的可靠;び植换嵋虮;ぷ爸玫某寤鞯缪瓜陆倒喽瓜呗返哪屠姿较陆倒,属于精细;。另外,普通的并联间隙技术是在绝缘子串两端并联一对普通金属棒电极构成间隙,在运行时会生锈,在通过大电流时会烧熔而影响其放电动作值。而可调球间隙过电压;ぷ爸貌捎玫氖嵌仆蚣湎,防腐效果好,一方面延长了装置的使用寿命,另一方面也防止了因间隙生锈而改变间隙放电电压。由于球型间隙属于稍不均匀电场,其雷电冲击击穿电压分散性小,此特点保证了间隙动作的可靠性,球间隙相对于棒间隙的通流能力要大得多,避免了间隙在通过雷电和工频大电流时使间隙绕熔而改变放电电压。


          七、装置在配电网的应用
             PKJ镀铜可调球间隙过电压;ぷ爸醚兄瞥晒笙群笤诤幽、湖南、广东、广西、湖北等地配电网防雷中得到应用,运行经验证明:配电网使用PKJ镀铜可调球间隙过电压;ぷ爸煤罂捎行Х乐估椎绱蚧稻底,使配电线路的雷击跳闸率大为降低;有效防止了配电线路的雷电侵入波对变电设备的危害;有效防止了架空绝缘导线断线事故;与避雷器配合有效;ち吮溲蛊、柱上开关、电缆头、电缆分支箱、高压计量箱等配电设备。且装置结构简洁便于巡视检查,基本不需维护,深受电力用户欢迎。


          八、专利证书

          九、鉴定证书

          长沙信长电力科技有限公司
          技术负责人:李景禄
          13787104968   13873172209
          Emal:lijinglucslx@163.com
                         

           

           

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