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输电线路用悬式合成外套氧化锌避雷器的研制与使用(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2013/1/6 9:37:57   

摘要:为进一步降低线路跳闸率、提高输电线路在雷季的运行可靠性,有必要改善线路防雷水平。采用新型合适的防雷措施——线路悬式合成外套氧化锌避雷器,是一个很好的方法。本文就线路避雷器的选型、安装及维护三个方面进行了阐述,以使该新技术能进一步推广应用,确保电网的安全运行。

前言:上海电网在迅速发展的同时,通过对原有输电线路的技术改造和维修,使得线路的整体健康水平有较大程度的提高。但重要输电线路或偏远地区巡视、检修困难的线路在每年雷季仍发生雷击跳闸,对电网构成较大威胁。为降低线路跳闸率、提高输电线路的运行可靠性,有必要进一步改善线路的防雷水平,采用新型合适的防雷措施。故在90年代后开发线路用悬式合成外套氧化锌避雷器这项新技术,解决了以往的氧化锌避雷器采用瓷外套、重量大、只能采用座式安装这一问题。而合成外套避雷器重量轻、尺寸小,机械和电气性能优良,很适宜于在线路上悬挂使用。

为此,我公司自2002年起在多条220kV输电线路的铁塔上使用了合成外套氧化锌避雷器,均安全运行至今。以下就线路用合成外套氧化锌避雷器的研制选型及使用作一论述。

一、线路避雷器的研制选型

线路避雷器主要应用于输电线路上,悬挂安装在杆塔上与被保护线路绝缘串相并联,用于限制雷电过电压。为满足悬挂式避雷器重量轻的要求,在考虑避雷器结构时,选择了结构轻巧的合成外套形式。由于线路避雷器安装运行分布于各杆塔上,因此要求其运行时几乎不发生老化现象,以便减少维护与试验。鉴于以上两点考虑,线路悬式避雷器总体结构由合成外套避雷器本体和串联间隙组成。合成外套避雷器本体由具有优异伏安特性的ZnO(氧化锌)电阻片固定,定位于环氧玻璃纤维芯体内,并在外包覆硫化成型硅橡胶外套。串联间隙由环电极、空气间隙和护线条构成。当雷击杆塔输电线路时,由于串联间隙的放电电压低于线路绝缘子串 50%雷电放电电压,雷击使串联间隙放电,避雷器通过雷电流,释放并吸收了雷电过电压能量,从而提高了线路耐雷水平,降低了雷击跳闸率。正常运行工况时,串联间隙隔离工频持续运行电压,本体不承受电压,其内的ZnO(氧化锌)电阻片荷电率几乎为零,“老化”现象亦几乎不存在。

主要参数见表(一)YH10CX-192/560

同时着重对以下二个方面进行研究:

1.1串联间隙研究

交流输电线路带串联间隙避雷器应有可靠的保护作用,关键是串联间隙放电可靠性要高,则要求:

(1)当雷击线路及杆塔接地电阻偏大发生反击时,避雷器要可靠动作,保护线路绝缘子串不闪络。串联间隙的冲击、操作、工频放电电压均应低于线路绝缘子串的放电电压,但串联间隙的操作冲击放电电压又必须大于系统的操作过电压幅值。

(2)避雷器动作后,要尽快可靠的熄弧,恢复正常运行状态。

经研究试验、收集资料及吸取成功的经验,对本体和串联间隙的参数、结构设计两种串联间隙供选择:a、棒-棒空气间隙;b、环电极和空气间隙。最后确定采用环电极和空气间隙串联间隙。通过线路绝缘子串与串联间隙的绝缘配合、工频和操作过电压耐受特性、工频续流遮断特性的分析研究,确定串联间隙的距离:YH10CX-192/560为850mm±50mm。

1.2合成外套及环氧芯体研究

合成外套氧化锌避雷器的伞套可选用的材料较多,如聚脂、三元乙丙橡胶、硅橡胶等。经调研比较后,选择合成绝缘子专用高温硫化硅橡胶(HTV)作复合外套,这种胶的键能高热稳定性好,有较好的耐污性能及憎水性。

线路悬式避雷器的机械强度主要是由环氧芯体来承受的,经综合分析比较,采用环氧玻璃纤维缠绕方式对电阻片进行定位及作为支承结构。这种结构对于承受15倍避雷器自重的拉伸负荷,其裕度是非常大的。

硅橡胶与绝缘芯体的粘接质量直接影响密封性能,因此我们选择一种特殊的偶联剂用于外套与绝缘筒之间,使之形成化学联接。这样复合外套整体、一次成型直接硫化在绝缘筒外层,消除了中间气隙,保证了电气性能和密封性能。

二、线路避雷器的安装选择

2.1安装方式

虽然线路避雷器的安装尚无明确的规范要求,但是其安装总体来说还是较简单、方便的。耐张杆塔可直接安装在跳线串上,直线杆塔则根据不同的塔型几何尺寸加工安装吊架。安装方式的原则是:

来源:中旭科技
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