CN103913651B - 一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法，依次包括以下步骤：将接地引下线与绝缘塔身之间间距d设定为接地引下线相对导线最小距离D或者比接地引下线相对导线最小距离D尺寸大5至10cm，然后每减少一个步长L就做雷电冲击试验，直到发生闪络路径沿复合材料杆塔塔身或横担部分，再增加半个步长L进行测试直到不再发生闪络路径沿复合材料杆塔塔身或横担部分，此时的间距d即为最佳值。本发明的优点是：最大限度地避免了试验过程中雷电冲击闪络放电对复合材料杆塔塔身或横担部分的烧蚀，增加了试验结果的可信度，进而避免了更换试验试品所带来的试验材料成本和时间成本的提升，试验方法方案简单明了，易于操作执行。
Description
技术领域
本发明涉及一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法。
背景技术
杆塔是输电线路的重要设备，其使用材料的特性直接影响到线路运行的安全性、经济性和可靠性。由于钢材具有强度重量比高，易加工和安装等优点，国内外目前大多采用全钢材杆塔。但是全钢杆塔也存在质量大（钢材密度较高）、易锈蚀等自身缺点，所以在杆塔施工运输及维护方面需要投入较大的人力和物力。
近年来，随着国家对电力科技的大力推动，南方电网公司和国家电网公司先后设立了多个结合工程的复合材料杆塔科研项目，尝试推动复合材料杆塔在电力系统的应用和发展，利用复合材料具有重量轻、强度大、耐腐蚀、耐高低温、耐久性能好及绝缘性强等特点，以降低线路杆塔运输及维护成本、线路电气故障率等，综合提高线路的经济性和安全可靠性。
对于复合材料杆塔的防雷问题，中国专利公开了专利号ZL201010228346.9的名为《一种复合材料杆塔内侧竖直接地引下方法及其塔杆》的发明专利，在地线金属横担中垂线上架设一段一定长度金属接地引下线构架，并在该构架末端垂直引出接地引下线，然后接地引下线连接到杆塔下部钢管上接地。此接地引下方式的目的是将接地引下线与绝缘塔身保持一定的距离d，从而确保雷击闪络路径由接地引下线直接对导线而不经过复合横担，但是，该专利中提及的“接地引下线与绝缘塔身保持一定的距离d”并没有明确规定如何确定，只是指出了其确定的原则之一——“确保雷击闪络路径由接地引下线直接对导线而不经过复合横担”，即该距离d不能太小了。
当该距离d小于一个临界值D临界，雷击闪络路径会经过塔身或横担部分，对运行中的复合材料杆塔塔头带来潜在的危害和安全风险；当该距离d等于或大于临界值D临界时，雷击闪络路径将不会经过塔身或横担部分。
但是，在实际运行中，接地引下线与绝缘塔身间距离d是越小越好，原因是距离d越大，金属接地引下线构架结构越大，杆塔造价提升。
综上所述，接地引下线与绝缘塔身间距离d须适中，既不能太小——不能小于雷击闪络路径将不会经过塔身或横担部分时的该距离d的临界值D临界，也不能太大，大大超过临界值D临界。所以，接地引下线与绝缘塔身间距离d是目前复合材料杆塔采用接地引下线内侧接地引下时的一个重要的技术问题。
通常来说，根据目前的技术手段，只能通过试验来确定该参数，但是试验也有很多方法，例如：在试验中，接地引下线与绝缘塔身间距离d可以由小到大来调整大小，并在每一个接地引下线与绝缘塔身间距下，施加雷电冲击电压进行试验，观测其闪络路径。如果闪络路径经过塔身或横担部分，就加大距离d。直到距离d增加到某一值时，闪络路径不经过塔身或横担部分，该值为试验确定得到的接地引下线与绝缘塔身间距离D终。D终下获得的杆塔间隙雷电冲击绝缘强度U50为线路的雷电冲击绝缘水平。
但是该方法存在一个问题，就是在试验过程中，雷电冲击放电沿横担或复合材料塔身闪络时，可能会造成横担或复合材料塔身材料的绝缘破坏，影响了最合适的接地引下线与绝缘塔身间距离D终，这时只能更换被破坏了的横担或复合材料塔身接着进行后续试验。如果这样的话，就造成了试验材料的浪费以及试验时间等资源的浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本专利提供了一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法，该专利可以使用较少的试验材料和试验时间步骤，确定出内侧接地引下复合材料杆塔中较优的接地引下线与绝缘塔身间距离。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法，依次包括以下步骤：
第一步：将接地引下线与绝缘塔身之间间距d设定为接地引下线相对导线最小距离D或者比接地引下线相对导线最小距离D尺寸大5至10cm；
然后进行雷电冲击试验，采用升降法测试在试验导线与接地引线之间施加20至40次雷电冲击试验电压，观察每次雷电冲击闪络路径是否沿接地引下线与试验导线间的空气间隙；
第二步：如果每次雷电冲击闪络路径都是沿接地引下线与试验导线间的空间间隙，则将接地引下线与绝缘塔身之间间距d减少一个步长L，然后采用与第一步相同的试验方法，观察每次雷电冲击闪络路径是否沿接地引下线与试验导线间的空气间隙；
第三步，重复第二步直到接地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－nL（n为减少步长次数）时出现闪络路径沿复合材料杆塔塔身或横担部分，在此情况下，立即终止雷电冲击试验，将接地引下线与绝缘塔身距离增加半个步长，继续进行雷电冲击试验；如果在上述接地引下线与绝缘塔身之间间距d的条件下，采用升降法在试验导线与接地引下线之间施加了20次至40次雷电冲击试验电压过程中，闪络路径均沿接地引下线与试验导线间的空气间隙，则该地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－（n－0.5）L（n为减少步长次数）的最佳值；如果在上述接地引下线与绝缘塔身之间间距d的条件下，采用升降法在试验导线与接地引下线之间施加了20次至40次雷电冲击试验电压过程中，闪络路径发生沿复合材料杆塔塔身或横担部分的情况，则该地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－（n－1）L（n为减少步长次数）的最佳值。
优选的，所述一个步长L为5～10cm；使间距d尽量的靠近临界值，又不至于做过多的试验。
与现有技术相比，本发明的优点是：（1）最大限度地避免了试验过程中雷电冲击闪络放电对复合材料杆塔塔身或横担部分的烧蚀（由于试验过程中雷电闪络后没有工频续流，复合材料杆塔塔身或横担部分发生一次闪络，一般情况下不会对其绝缘造成实质损伤，多次就会带来实质损伤或隐患），增加了试验结果的可信度；
（2）进而避免了更换试验试品所带来的试验材料成本和时间成本的提升；
（3）试验方法方案简单明了，易于操作执行。
附图说明
图1为本发明中一种内侧接地引下复合材料杆塔的主视图；
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
参阅图1、图2，一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法，依次包括以下步骤：
第一步：将接地引下线1与绝缘塔身2之间间距d设定为接地引下线相对导线3最小距离D；
然后进行雷电冲击试验，采用升降法测试在试验导线与接地引线之间施加20至40次雷电冲击试验电压，观察每次雷电冲击闪络路径是否沿接地引下线与试验导线间的空气间隙，理论上来说，该步试验中，每次雷电冲击闪络路径沿接地引下线与试验导线间的空气间隙，而不会沿塔身或横担部分；
第二步：如果每次雷电冲击闪络路径都是沿接地引下线与试验导线间的空间间隙，则将接地引下线与绝缘塔身之间间距d减少一个步长L，一个步长设定为5cm，然后采用与第一步相同的试验方法，观察每次雷电冲击闪络路径是否沿接地引下线与试验导线间的空气间隙；
第三步，重复第二步直到接地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－nL（n为减少步长次数）时出现闪络路径沿复合材料杆塔塔身或横担部分，在此情况下，立即终止雷电冲击试验，将接地引下线与绝缘塔身距离增加半个步长，继续进行雷电冲击试验；如果在上述接地引下线与绝缘塔身之间间距d的条件下，采用升降法在试验导线与接地引下线之间施加了20次至40次雷电冲击试验电压过程中，闪络路径均沿接地引下线与试验导线间的空气间隙，则该地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－（n－0.5）L（n为减少步长次数）的最佳值；如果在上述接地引下线与绝缘塔身之间间距d的条件下，采用升降法在试验导线与接地引下线之间施加了20次至40次雷电冲击试验电压过程中，闪络路径发生沿复合材料杆塔塔身或横担部分的情况，则该地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－（n－1）L（n为减少步长次数）的最佳值。
本方法最大限度地避免了试验过程中雷电冲击闪络放电对复合材料杆塔塔身或横担部分的烧蚀（由于试验过程中雷电闪络后没有工频续流，复合材料杆塔塔身或横担部分发生一次闪络，一般情况下不会对其绝缘造成实质损伤，多次就会带来实质损伤或隐患），增加了试验结果的可信度，进而避免了更换试验试品所带来的试验材料成本和时间成本的提升，试验方法方案简单明了，易于操作执行。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (2)
1.一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
第一步：将接地引下线（1）与绝缘塔身（2）之间间距d设定为接地引下线相对导线（3）最小距离D或者比接地引下线相对导线最小距离D尺寸大5至10cm；
然后进行雷电冲击试验，采用升降法测试在试验导线与接地引线之间施加20至40次雷电冲击试验电压， 观察每次雷电冲击闪络路径是否沿接地引下线与试验导线间的空气间隙；
第二步：如果每次雷电冲击闪络路径都是沿接地引下线与试验导线间的空间间隙，则将接地引下线与绝缘塔身之间间距d减少一个步长L，然后采用与第一步相同的试验方法，观察每次雷电冲击闪络路径是否沿接地引下线与试验导线间的空气间隙；
第三步，重复第二步直到接地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－nL时出现闪络路径沿复合材料杆塔塔身或横担部分，n为减少步长次数，在此情况下，立即终止雷电冲击试验，将接地引下线与绝缘塔身距离增加半个步长，继续进行雷电冲击试验；如果在上述接地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－nL的条件下，采用升降法在试验导线与接地引下线之间施加了20次至40次雷电冲击试验电压过程中，闪络路径均沿接地引下线与试验导线间的空气间隙，则该地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－（n－0.5）L的最佳值，n为减少步长次数；如果在上述接地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－nL的条件下，采用升降法在试验导线与接地引下线之间施加了20次至40次雷电冲击试验电压过程中，闪络路径发生沿复合材料杆塔塔身或横担部分的情况，则该地引下线与绝缘塔身之间间距d=D－（n－1）L的最佳值，n为减少步长次数。
2.如权利要求1所述的一种内侧接地引下复合材料杆塔防雷试验方法，其特征在于：所述一个步长L为5~10cm。
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