一種交流輸電線路雷擊閃絡限制方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統防雷領域，特別是一種交流輸電線路雷擊閃絡限制方法及裝 置。本發明用于110kV/220kV交流輸電線路中，其能提高輸電線路運行的可靠性，還能夠提 升雷擊閃絡限制技術的應用水平。
【背景技術】
[0002] 架空輸電線路是電網建設基礎，是電力系統的重要組成部分，它將能源中心轉變 而來的巨大電能輸送到四面八方的負荷中心。目前，中國已建成由超/特高壓為骨干的各 類電壓等級的電網，隨著國民經濟的發展，110kV/220kV交流輸電線路在中國國內的覆蓋范 圍越來越廣，并且逐漸成為大、中城市的骨干供電網絡，其供電的可靠性，直接關系到中國 的國民經濟發展和居民生活質量。電網故障分類統計數據表明，高壓輸電線路由于雷擊引 起的跳閘次數占線路總跳閘次數的40%?70%。由此可知，雷害是引發交流輸電線路故障的 主要原因之一。因此，如何預防和減小雷擊交流輸電線路對電網造成的損害，是電網安全穩 定運行必須考慮的重點問題。
[0003] 據申請人所知，針對高壓交流輸電線路雷擊閃絡限制技術，中國國內的電力研究 院所近年來開展了大量的理論、試驗及應用研究，已經取得了大量的科技成果。理論研究和 運行經驗表明，現用于110kV/220kV交流輸電線路的避雷器具有很好的防雷效果，且在使 用時不受地形限制，能夠有效防止高壓交流輸電線路的雷擊閃絡。但是，研究和運行試驗發 現，目前使用的避雷器在結構、技術參數設計上還存在安裝不便或電氣性能不可靠等問題， 一旦失效容易造成交流輸電線路的跳閘事故，給交流輸電線路的運行帶來安全隱患。
[0004] 目前，110kV/220kV交流輸電線路使用的避雷器主要包括純空氣間隙線路避雷器 和絕緣子固定間隙線路避雷器。據有關資料介紹，純空氣間隙線路避雷器采用間隙進行安 全防護，由于間隙沒有其他物體可做支撐，且純空氣間隙線路避雷器本體尺寸和間隙尺寸 是固定的，安裝時必須根據桿塔尺寸和絕緣子長度，臨時加工不同的輔助工裝來滿足安裝 要求。此外，純空氣間隙線路避雷器在使用過程中會長期承受較大荷載，因此需要重新進行 桿塔設計校核并設計可靠的連接方式，過高的安裝難度給純空氣間隙線路避雷器使用帶來 了諸多不便，且該類型的避雷器只適合垂直安裝在直線桿塔上。針對純空氣間隙線路避雷 器存在的安裝局限性，研究人員開發應用了絕緣子固定間隙線路避雷器。這種結構的避雷 器本體和間隙形成一個整體，可方便地以任何角度安裝在不同的桿塔上，維護和更換較為 方便，但該類型線路避雷器放電的分散性大、且用于支撐的絕緣子需要長期承受彎曲負載 的非正常工況，容易造成絕緣子彎曲變形，間隙尺寸變化，最終會導致避雷器誤動作或不動 作。理論分析和試驗表明，絕緣子固定間隙線路避雷器的間隙在雷電沖擊放電電壓的作用 下，可看作空氣間隙放電，但在工頻放電情況下只能看作沿絕緣子表面的沿面放電，而目前 試驗標準并未考核其在污穢條件下對工頻電壓的耐受能力，導致其實際具有的電氣性能并 不可靠，存在一定的安全隱患。另外，起絕緣支撐作用的復合絕緣子的結構長度相當于同電 壓等級線路絕緣子的70%左右，需要長期耐受正常工作電壓、工頻電壓和操作過電壓，當避 雷器發生損壞時，很難保證間隙不發生閃絡。使用絕緣子固定間隙線路避雷器雖然解決了 安裝問題，但同時也帶來了設備運行中的安全隱患。
[0005] 據有關避雷器的雜志《電瓷避雷器》（2004,4 :21-24)報道的"目前線路避雷器存 在問題的分析和一種新型線路避雷器的研究"文章中介紹，在無間隙線路避雷器的基礎上 提出一種通過加裝故障指示器、熱爆式脫離器和懸掛輔助機構來實現"免維護"功能的新型 線路避雷器。申請人經過研究和分析后發現，無間隙線路避雷器直接與導線連接，長期帶電 運行，一旦發生故障，將直接影響線路的正常供電。而"免維護"功能的新型線路避雷器要 求加裝故障指示器、熱爆式脫離器和懸掛輔助機構，除了增加了安裝施工的工作量，而且還 需要針對桿塔的結構設計特殊的懸掛輔助機構，這將給安裝施工帶來不便。
[0006] 因此，申請人認為，針對目前廣泛使用的輸電線路雷擊閃絡防護裝置存在的不足， 需要并設計一種新的交流輸電線路雷擊閃絡限制裝置，同時研究適用于110kV/220kV的交 流輸電線路雷擊閃絡限制方法，以達到既能提高輸電線路運行可靠性，又能方便現場安裝， 從而全面提升雷擊閃絡限制技術的應用水平。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的是，針對現有的雷擊閃絡保護裝置存在的不足，提出并研究一種交 流輸電線路雷擊閃絡限制方法及裝置。
[0008] 本發明的技術解決方案是： 一種交流輸電線路雷擊閃絡限制方法，適用于110kV/220kV的交流輸電線路，包括引 流、限壓、熄弧三個限制步驟，其特征在于，其一、引流：借助并聯間隙為工頻短路電流提供 泄流通道，并聯間隙為并聯安裝于絕緣子兩端的由空氣構成的連接空間，并聯間隙的擊穿 強度低于絕緣子的擊穿強度，并聯間隙被雷電擊穿雷電流會流經并聯間隙，而不流經絕緣 子；當發生雷擊時，并聯間隙先于絕緣子被擊穿，工頻短路電流在電動力和熱浮力的作用 下，向遠離絕緣子串的方向運動，最后穩定在并聯間隙進行燃燒從而保護絕緣子；其二、限 壓：采用非線性能量吸收組件，非線性能量吸收組件串聯在并聯間隙上，通過非線性能量吸 收組件在引流的基礎上吸收大部分雷電流能量，并且限制絕緣子兩端的過電壓，避免絕緣 子被雷擊閃絡而損壞；其三、熄弧：對于雷電流過后工頻短路電流繼續流過并聯間隙時在 并聯間隙中產生的電弧引發的持續燃燒進行處理，由于經過非線性能量吸收組件的限壓和 吸收，并聯間隙上的工頻續流降低到毫安級別，并且通過工頻過零點，能夠保證在〇. 5~2個 工頻周期內熄滅電弧，防止斷路器跳閘。
[0009] 交流輸電線路雷擊閃絡限制裝置，采用防止雷擊閃絡的限制器，防止雷擊閃絡的 限制器采用非線性能量吸收組件，其特征在于，非線性能量吸收組件與并聯間隙和異型連 接裝置組合，并聯間隙兩端與電極配接，非線性能量吸收組件通過電極與并聯間隙相連，非 線性能量吸收組件通過異型連接裝置與固定絕緣子的固定件配接，異型連接裝置采用異型 連接板，非線性能量吸收組件由外殼和非線性電阻元件構成，非線性電阻元件封裝在外殼 內部；外殼是用硅橡膠整體注射成型的硅橡膠傘套。
[0010] 其特征在于，非線性能量吸收組件與并聯間隙電極相連構成防雷電的泄流通道， 非線性能量吸收組件的一端通過異型連接板和固定絕緣子的固定件相連，非線性能量吸收 組件的另一端與并聯間隙的一端電極連接，并聯間隙的另一端電極通過另一異型連接板與 固定絕緣子另一端的固定件相連，所述的防止雷擊閃絡的限制器用于IlOkv交流輸電線 路。
[0011] 其特征在于，非線性能量吸收組件與并聯間隙電極相連構成防雷電的泄流通道， 由非線性能量吸收組件與并聯間隙電極相連構成的防雷電的泄流通道采用了二組非線性 能量吸收組件，其中的一組非線性能量吸收組件的一端通過異型連接板聯接在絕緣子上端 的固定件上，該組非線性能量吸收組件的另一端與并聯間隙的一端電極串聯，另外一組非 線性能量吸收組件的一端與并聯間隙的另一電極串聯，另外一組非線性能量吸收組件的另 一端通過另一異型連接板連接絕緣子下端的固定件上，所述的防止雷擊閃絡的限制器用于 220kV交流輸電線路。
[0012] 其特征在于，固定件采用掛板或者聯板。
[0013] 其特征在于，掛板包括上端掛板和下端掛板。
[0014] 其特征在于，聯板包括上端聯板和下端聯板。
[0015] 其特征在于，所述的非線性能量吸收組件采用電壓梯度200?300V/mm、電流密度 30?40A/cm2的非線性電阻片元件。
[0016] 其特征在于，非線性能量吸收組件通過異型連接板并聯安裝于絕緣子上，可實現 與絕緣子的標準一體化安裝。
[0017] 其特征在于，異型連接板連接非線性能量吸收組件的端部設有一組扇形調節孔， 扇形調節孔用于調節并聯間隙的間隙距離。
[0018] 需要指出的是：絕緣子可以根據需要選用單串絕緣子或者選用雙串絕緣子。異型 連接板與單串絕緣子配接時，采用二個異型連接板，其中一個異型連接板連接于單串絕緣 子上端的U型掛環與掛板之間，另一異型連接板連接于單串絕緣子下端的懸垂線夾與掛板 之間。異型連接板與雙串絕緣子配接時，其一個異型連接板連接于雙